趙 蕾，耿 霏，劉志民，宋 飛

(北京國(guó)電華信誠(chéng)電力技術(shù)咨詢有限公司，北 京 100029)

1 概述

中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，生物質(zhì)資源十分豐富，各種農(nóng)作物每年產(chǎn)生秸稈6×108t，其中可以作為能源使用的約4×108t，全國(guó)林木總生物量約1.9×1010t，可獲得量為9×108t，可作為能源利用的總量約為3×108t。如加以有效利用，開發(fā)潛力將十分巨大。生物質(zhì)發(fā)電就是利用生物質(zhì)所具有的生物質(zhì)能進(jìn)行的發(fā)電，是可再生能源發(fā)電的一種。具有資源分布廣、環(huán)境影響小、可以永續(xù)利用等顯著特點(diǎn)，具有較好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。作為一項(xiàng)21世紀(jì)的具有節(jié)能效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的現(xiàn)代化生物質(zhì)發(fā)電工程，其建筑設(shè)計(jì)就必須與工藝完美結(jié)合，滿足工藝生產(chǎn)的各項(xiàng)要求，并充分體現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中以人為本的設(shè)計(jì)要求。提取企業(yè)建筑的主色調(diào)。廠區(qū)整體風(fēng)格和立面處理充分體現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)建筑的特點(diǎn)，并充分考慮其對(duì)環(huán)境、生態(tài)的影響與可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題，力爭(zhēng)體現(xiàn)企業(yè)精神，營(yíng)造綠色環(huán)境、構(gòu)建生態(tài)工廠。生物質(zhì)發(fā)電的建筑設(shè)計(jì)要貫徹安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、符合國(guó)情的基本設(shè)計(jì)原則，遵守各項(xiàng)相關(guān)法律法規(guī)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。注重經(jīng)濟(jì)實(shí)用、環(huán)保節(jié)能、方便維護(hù)三項(xiàng)要素，根據(jù)本工程生產(chǎn)流程、功能要求、自然條件、建筑材料和建筑技術(shù)等特性，通過(guò)平面和空間組合等多方優(yōu)化，力求創(chuàng)造出整潔、舒適、優(yōu)美的運(yùn)行環(huán)境，充分體現(xiàn)出現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的高效品質(zhì)和現(xiàn)代文明管理水平。

2 工程實(shí)例分析

香河生物質(zhì)發(fā)電工程位于蔣辛屯廠址位于香河縣縣城和蔣辛屯鎮(zhèn)之間、大香公路路東，主要以香河縣本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)秸稈為燃料，在廠址周圍30km半徑內(nèi)設(shè)置10個(gè)集中收購(gòu)站，并各集中收購(gòu)站在其附近設(shè)多個(gè)小收購(gòu)點(diǎn)。燃料通過(guò)鄉(xiāng)間公路進(jìn)入大香公路運(yùn)輸?shù)綇S，運(yùn)距離相對(duì)均衡。本工程新建2×18MW高溫高壓純凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，配2×75t/h高溫高壓生物質(zhì)燃料鍋爐。香河生物質(zhì)電廠的建筑色彩、形象設(shè)計(jì)以融匯企業(yè)精神(奉獻(xiàn)綠色能源，服務(wù)社會(huì)公眾)和企業(yè)傳播語(yǔ)(和諧中電投，綠色能源情)的內(nèi)在精神為原則，并符合電廠建筑、消防等設(shè)計(jì)規(guī)程的基本要求。

2.1 廠區(qū)立面色彩設(shè)計(jì)

見圖1效果圖

圖1 效果圖

本工程全廠建構(gòu)筑物色彩協(xié)調(diào)統(tǒng)一，主色調(diào)采用珍珠白，裝飾色采用淺鈷藍(lán)色。主廠房色彩力求簡(jiǎn)潔明快，主廠房的汽機(jī)房主體，以雕刻的處理手法，用大量的實(shí)墻面和異型窗形的構(gòu)成，隱含出綠色植物、秸稈形態(tài)的影像，體現(xiàn)綠色能源的內(nèi)涵。固定端豎向交通體，通過(guò)大實(shí)大虛的構(gòu)成，用金屬和玻璃營(yíng)造出現(xiàn)代化的企業(yè)氛圍。鍋爐房采用壓型鋼板封閉式爐體，通過(guò)藍(lán)灰、白的鋼板組合，打上企業(yè)色的印記。根據(jù)工藝專業(yè)要求，主廠房圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用全封閉設(shè)計(jì)，附屬建筑的風(fēng)格、色彩、建筑材料選用方面與主廠房協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，為了體現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)建筑的新形象，塑造生動(dòng)的建筑造型。凸顯出建筑的龐大氣勢(shì)。廠區(qū)內(nèi)的單體建筑在綠色植物、水景廣場(chǎng)、建筑小品的環(huán)抱中，體現(xiàn)“綠色環(huán)保”工業(yè)建筑的生態(tài)理念。

2.2 主廠房的設(shè)計(jì)

主廠房按兩機(jī)兩爐機(jī)組進(jìn)行設(shè)計(jì)，裝機(jī)容量2×18MW，采用汽機(jī)房—除氧間－鍋爐房三列式布置，汽輪發(fā)電機(jī)采用縱向布置，汽機(jī)房跨度為18.0m，縱向柱距為6.00m，插入距為1.20m，縱向總長(zhǎng)度為61.20m。汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高7.0m，屋架下弦最低標(biāo)高為17.00m。吊車梁軌頂標(biāo)高為14.10m，設(shè)一臺(tái)20/5t橋式起重機(jī)。汽機(jī)房0.00m層設(shè)檢修場(chǎng)地滿足檢修汽機(jī)需要。并都符合建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一模數(shù)要求。主廠房的布置，為運(yùn)行安全和操作方便創(chuàng)造條件，做到巡回檢查通道暢通。

主廠房?jī)?nèi)主要以天然采光為主，人工照明為輔。汽機(jī)房、鍋爐房等大部分車間，利用廠房的側(cè)窗基本上能滿足采光要求。配電間、控制室及鍋爐房的底層，由于自然采光不足，均增加人工照明。

主廠房的通風(fēng)：汽機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)采用自然進(jìn)風(fēng)、自然排風(fēng)方式，室外空氣經(jīng)汽機(jī)房A列的0.00m、7.00m層的建筑外窗進(jìn)入汽機(jī)房，在吸收室內(nèi)工藝設(shè)備和管道散發(fā)的熱量和濕量后，由安裝在汽機(jī)房屋面上的屋頂通風(fēng)器排至室外，以維持汽機(jī)房?jī)?nèi)工作區(qū)溫度不超過(guò)33℃。汽機(jī)房通風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度30℃，排風(fēng)溫度39℃，通風(fēng)量2.52×105kg/h。汽機(jī)房屋面上安裝一組長(zhǎng)度20m、喉口寬度1500mm屋頂通風(fēng)器。屋頂通風(fēng)器閥板的啟、閉采用電動(dòng)分段開啟的方式(具有手動(dòng)開啟功能)，采用現(xiàn)場(chǎng)控制和遠(yuǎn)程控制方式。屋頂通風(fēng)器考慮防結(jié)露措施。除氧器屋面上安裝16個(gè)XDL500型屋面通風(fēng)器，進(jìn)行通風(fēng)。

為使氣流組織順暢，應(yīng)在中間層和運(yùn)轉(zhuǎn)層的檢修平臺(tái)上開設(shè)必要的通風(fēng)格柵。

鍋爐房為室內(nèi)布置，夏季通風(fēng)采用自然通風(fēng)，自然排風(fēng)的通風(fēng)方式，以排出鍋爐房?jī)?nèi)設(shè)備和工藝管道散發(fā)的熱量。

室外空氣經(jīng)鍋爐房可開啟的建筑門窗進(jìn)入室內(nèi)，吸收室內(nèi)的余熱后經(jīng)設(shè)在鍋爐頂部屋面的屋頂通風(fēng)器排到室外。鍋爐房通風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度30℃，排風(fēng)溫度43℃，鍋爐房通風(fēng)量為1.7×105kg/h。每個(gè)鍋爐房屋面上安裝一組長(zhǎng)度10m、喉口寬度2500mm屋頂通風(fēng)器。屋頂通風(fēng)器閥板的啟、閉采用電動(dòng)分段開啟的方式(具有手動(dòng)開啟功能)，采用現(xiàn)場(chǎng)控制和遠(yuǎn)程控制方式。屋頂通風(fēng)器考慮防結(jié)露措施。

噪聲防治：從聲源著手進(jìn)行噪聲控制，對(duì)有噪聲限制標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，要求制造廠家提供符合要求的產(chǎn)品。對(duì)超標(biāo)、高噪聲設(shè)備采取一定的防治措施，如：在送風(fēng)機(jī)入口、對(duì)空排氣出口設(shè)消音器。此外，盡量選用低噪聲的設(shè)備和工藝，降低電廠總體噪聲水平。在設(shè)備、管道設(shè)計(jì)中，注意防振、防沖擊，以減輕振動(dòng)噪聲，并注意改善氣體輸送時(shí)流場(chǎng)狀況，以減少空氣動(dòng)力噪聲。汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層8～10間布置機(jī)爐電集中控制室，控制室均采用雙層隔聲門，外墻設(shè)置的觀察玻璃窗采用中空玻璃；吊頂采用防火吸音板材。

主廠房為優(yōu)化設(shè)計(jì)、控制成本、整合布置，沒有設(shè)置單獨(dú)的控制樓，把控制室設(shè)在7.00m的運(yùn)行層中，因而集中控制室及電子設(shè)備間等重點(diǎn)房間裝修采用環(huán)保、節(jié)能型新型建筑材料，控制室均采用雙層隔聲門，外墻設(shè)置的觀察玻璃窗采用中空玻璃；吊頂采用防火吸音板材。

主廠房防火、防爆：汽機(jī)房A列外側(cè)布置有電氣設(shè)備，電氣設(shè)備與汽機(jī)房之間防火滿足《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求。電纜溝進(jìn)出主廠房外墻處采取防火封堵措施，由電氣專業(yè)考慮。集控室、配電室均設(shè)有防火門，頂棚、內(nèi)墻面、通道出入口的布置、廠用電門及整個(gè)主廠房圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料均滿足防火規(guī)范要求。位于油箱上方的鋼屋架及支撐涂防火涂料。

建筑節(jié)能：主廠房為高大建筑。而提高隔熱效果和降低能耗最積極的辦法是建筑物加強(qiáng)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能和提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的密閉性，保證合理開窗和通風(fēng)面積。建筑節(jié)能具體措施①建筑物體型系數(shù)≤0.4，減少散熱面；②建筑物外墻、屋面設(shè)置保溫層，減少熱量傳遞；③窗墻面積比≤0.7，減少熱量流失；④為減少機(jī)械通風(fēng)能耗損失，控制外窗可開啟面積≥30%；⑤外窗氣密性≥4級(jí)，減少因房間氣密性差引起的熱量損失。

2.3 廠前區(qū)建筑設(shè)計(jì)

(1)建筑布局

建筑群主要由辦公樓、食堂、值班宿舍三個(gè)功能構(gòu)成。結(jié)合北方地區(qū)氣候特點(diǎn)(氣候干燥、冬季寒冷、多風(fēng)沙)，相對(duì)主廠房而言建筑體量較小(三部分合計(jì)約5000m2)，考慮到緊密結(jié)合廠區(qū)空間結(jié)構(gòu)，三個(gè)功能結(jié)合處理為一個(gè)建筑群體量。在保證功能緊密結(jié)合、相對(duì)獨(dú)立的同時(shí)，建筑外部環(huán)境劃分為外部形象區(qū)和內(nèi)部生活區(qū)，對(duì)外部街景也給與重要考慮。辦公樓主體四層，朝向廠區(qū)入口布局，建筑前有完整的水系、花園、綠地、停車等構(gòu)成方整、嚴(yán)肅的廠前景觀，對(duì)外彰顯現(xiàn)代化企業(yè)形象。

宿舍樓正南向布局，構(gòu)成嚴(yán)整街景，北側(cè)留有活動(dòng)場(chǎng)地，為職工生活提供多樣性。場(chǎng)地同時(shí)處于辦公樓背面，形成“前朝后憩”的格局。

職工食堂處于兩者的結(jié)合部，通過(guò)開放時(shí)間的調(diào)整，可以滿足辦公和宿舍功能上的的可分可和，形成“緊密結(jié)合的獨(dú)立”態(tài)勢(shì)。

兩個(gè)功能區(qū)共用一個(gè)疏散樓梯，提高了投資的使用效率。

(2)建筑立面

通過(guò)面磚、金屬、石材和玻璃的建筑材料組合，采用動(dòng)態(tài)開窗方式，綜合體現(xiàn)建筑的科技含量和人文氣質(zhì)。構(gòu)成企業(yè)文化的一部分。

(3)建筑結(jié)構(gòu)

采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，7度抗震設(shè)防。

(4)節(jié)能環(huán)保

在滿足節(jié)能建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的同時(shí)，積極引入，綜合利用成熟的太陽(yáng)能技術(shù)，在園林照明、生活熱水等方面提高節(jié)能效果。

2.4 燃料輸送系統(tǒng)建筑

主要包括：料庫(kù)、采光間、輸送棧橋、地下料斗等。燃料庫(kù)設(shè)計(jì)在生物質(zhì)發(fā)電廠中，燃料是它最大的特點(diǎn)和亮點(diǎn)，它用的不是傳統(tǒng)的煤炭，而是本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物秸稈等，具有易燃、燃燒速度快的特性，所以用來(lái)儲(chǔ)存燃料的倉(cāng)庫(kù)也是我們?cè)O(shè)計(jì)的重點(diǎn)。香河生物質(zhì)發(fā)電廠的燃料庫(kù)采用排架結(jié)構(gòu)，屋架為鋼屋架和鋼支撐，屋面為無(wú)保溫壓型鋼板屋面板，排架柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。采用自然的通風(fēng)和采光，主體采用鋼結(jié)構(gòu)，在倉(cāng)庫(kù)里堆放有燃料，還有貨車、叉車、燃料破碎機(jī)等多種設(shè)備在里面工作，所以做好消防很關(guān)鍵，燃料庫(kù)的地面要承載10 t以上貨車通行，所以要按照重載地面的做法考慮，對(duì)地基承載力和壓實(shí)系數(shù)等都有相應(yīng)規(guī)定和要求。

2.5 其它附屬建筑

其余輔助、附屬建筑都是按照生物質(zhì)發(fā)電廠的生產(chǎn)流程、功能要求，結(jié)合工藝設(shè)計(jì)，進(jìn)行平面布置和空間組合，同時(shí)充分考慮建筑群體立面的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，與主廠房立面相呼應(yīng)。

3 結(jié)語(yǔ)

從建筑的角度講，不論什么樣的工程，只有設(shè)計(jì)者熟悉了工藝流程，建筑的用途，結(jié)合相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范，以人為本，才能做出“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的建筑。對(duì)具體工程具體分析，結(jié)合實(shí)際，采用不同的設(shè)計(jì)方法，以求達(dá)到更好的效果。同時(shí)要在實(shí)踐中要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，建筑設(shè)計(jì)者才能跟上時(shí)代的步伐，設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的作品。

[1]GB 500XX－200X，秸稈發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范(征求意見稿)[S]．

[2]GB50229－2006，火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S]．

[3]GB50016－2006，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 [S]．

[4]朱茜，張樹軍．全國(guó)民用建筑工程技術(shù)措施節(jié)能專篇－建筑[M]．北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2007．