如何提高建筑设计在火力发电厂建设中的应用_论文发表__墨水学术,

所属栏目：电力论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:221

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　　如何提高建筑设计在火力发电厂建设中的应用
　　唐建生广西电力工业勘察设计研究院广西南宁530023
　　摘要：近几年我国火力发电厂的蓬勃发展，但在火力发电厂建筑设计还存在着许多问题，为了提高火电厂的设计水平，笔者从厂房建筑本身和厂区环境两个方面进行了探讨。
　　关键词：火电厂；建筑设计
　　前言
　　随着近几年来可持续发展的理念在我国建筑界逐步体现和重视，建设部也提出，要求制定并强制推行更严格的节地节能节水节材标准，开展建筑节能示范，研究推广使用太阳能、地热等新型和可再生能源并已取得一定效果。国内的建筑师也逐渐意识到可持续发展的重要性，在建筑“四节”方面做了许多工作，已开始采用一系列的能源环境的保护措施，取得了一定的成效。在电厂设计方面体现为，电厂的选址远离人群密集地区；充分利用基地地形地势，减少土方开挖与树木砍伐；严格控制污染物的排放，加强周边环境综合治理；降低能耗，力求对资源循环利用等等。为我国这几年火力发电厂的蓬勃发展打下了良好的基础。但火力发电厂的建筑设计在可持续发展理论研究上还很欠缺，在实践上也落后于其他类型建筑。为了实现可持续发展的国家倡议目标，各行业的传统理念都或多或少的需要革新，作为建筑师，更应深刻理解可持续发展的倡议意义，在火电厂建筑设计中积极发挥科技优势，在建筑、人类、自然环境之间建立一种物质能量交换的生态循环系统，走可持续发展的道路。
　　现代工业建筑不同于传统的工业建筑，它能充分适应工艺流程的功能特点，反映现代建筑技术条件，展示室内外空间的组合和造型，在建筑领域以节约能源、资源和保护环境为三大主题，从而充分体现出可持续发展这一新的设计理念。在现代电力厂房及厂区环境的设计中，注重“以人为本”、为工厂工人创造出健康、舒适、节能和可持续利用的工作环境，是现代电厂建筑设计中可持续发展的核心所在。
　　1厂房单体的建筑设计
　　1.1注重空间可利用性可变性
　　现代工业建筑多采用大跨度、大空间结构。这种大空间框架体系不仅因为便于更改得以在公共建筑中予以应用，在工业建筑中更能体现大空间结构的优势。采用大空间结构有利于缩短建设工期、减轻建筑自重、减少能源及材料消耗，有利于随时根据功能的变更而重新分隔继续使用，这种灵活的设计结构更有助于火电厂厂房单体建筑的可持续利用。
　　1.2注重人文艺术
　　厂区建筑除满足功能和建筑物理要求外，还应遵循人文艺术的美学法则，适当运用统一、对比、均衡、韵律等手法，适当结合当地文化及环境特点，将其体现在厂区规划和单体设计中。从人的舒适、健康需要出发，在建筑创作中要考虑厂房建筑的自然空间形状尺度，使建筑空间大小合适，形状简洁自然，尺度宜人。
　　1.3注重功能层次的组织
　　电厂建筑应按功能分区，组织好交通流线。单体设计也应空间层次丰富而灵活，室内外空间不是简单生硬地分隔，而是要讲究空间过渡和空间联系，给人以层次的美感。同时在建筑型体上，在单体和单体之间形成小环境，群体和群体之间形成大环境，综合运用多层的设计手法，让厂房的建筑也能创造出让人愉悦的优美环境。
　　1.4注重建筑及材料的安全与环保
　　建筑及其材料可以持续地使用，是对资源的充分发挥，节省了资源。应选用可持续使用的建筑材料。目前我国建筑大量采用钢筋混凝土结构，钢结构产品应用量还很少。钢结构造价较高，但钢结构建筑可以通过缩短建设工期、减少能源及材料消耗达到节省费用的目的。钢结构建筑使用后维护的成本也比传统建筑更低。建筑用钢能基本做到100%重复利用的特点也非常符合可持续发展的需要。现在大型火电厂主厂房多已采用了钢结构。建筑门窗型材逐渐淘汰木材、金属，选用阻燃、无毒的新型无机合成材料；塑钢窗也在电厂中#p#副标题#e#大量采用，提倡选用安全强化玻璃，涂敷低辐射透过率的涂层等；建筑外墙应用低成本轻质复合板材，其外表面考虑防水、隔热、防腐，内表面注重保温、隔声、易清洁，中间采用中空多孔的防火无毒材料；建筑楼板除坚固外，还应预留或预埋设备管线，面层按一定标准实施预装修，并具备提升装修等级的能力；屋面板重点考虑防排水，并具有良好的保温隔热性能，可以适当增加排水坡度，设复合防水层、保护层，尽量利用粉煤灰、矿渣、炉渣等工业废料制成新型保温材料。国家已经限制使用粘土砖，鼓励使用轻型砖材，这在电厂工程中做得较好。现在电厂设计已基本采用灰砂砖为外墙材料，而灰砂砖就是电厂生产过程中排放的煤灰渣被送到砖厂生产出的，这完全实现了废旧排放物的再循环利用。
　　1.5注重考虑能源的充分利用
　　火电厂的现代建筑除了满足当前一般的采光、通风等要求外，还应考虑对多方面能源的充分利用，特别是太阳能、工业热能、水资源等的循环利用。火电厂建筑对太阳能的利用不应只限于采暖、集热，还应扩大其应用领域；电厂富余热能、热水目前已经用于建筑采暖、洗浴以及其他方面，北方的火电厂就取得较好效果；今后应继续保持并拓展应用领域，根据水质等级分别用于卫生间冲洗、建筑室内外保洁、道路车辆清洗、冷却循环、喷泉用水、绿化灌溉等方面，可有效缓解水资源的紧张。学习国外的经验还可利用温水资源用于温室、花房、养殖等。此外，据统计，全世界燃煤电厂年均排灰量约500Mt，其中粉煤灰为400Mt，中国年产煤灰约110Mt，且利用率极低。因此，尽量对粉煤灰和其他工业废料实施回收再利用，积极研究并应用新型节能环保建筑材料，设计出新型的满足可持续发展要求的建筑构造就具有重要的意义。这方面广东的电厂是做得较好的，如禁止使用粘土砖，鼓励使用轻型砖；大部分电厂的粉煤灰都送到砖厂生产成了灰砂砖，而且供不应求。
　　2厂区环境设计
　　环境是人类21世纪发展倡议的重要主题之一，是适应城市可持续发展的柔性结构。随着社会的发展、观念的进步，人们对自身工作的周边环境有了更高的要求，宜人的厂区环境不仅被看作是保证工人身心健康的必要设施，而且也正成为提高工作效率的重要手段。厂区绿化作为厂区环境系统的重要组成部分，更注重“以人为本”的厂区设计理念，从净化空气、减少污染、防止噪音、美化环境入手，以给工人创造怡人舒适的内心感受为目的，最终达到人、环境、工作效率的和谐统一。
　　2.1粉尘和噪音
　　对于火力发电厂而言，主要的环境问题就是粉尘和噪音。其中，粉尘主要来源于煤运和粉煤灰车间，噪音则来自汽轮机车间，这些问题主要都是火力发电自身的工艺所带来的一些负面影响。粉尘过多，将严重影响厂区内的空气质量，对职工身体健康带来不良后果。噪音也是环境污染的主要公害之一，对人体健康而言，它有严格的标准定义，即一旦噪音达到一定的水平，便会导致听力损伤和精神方面的疾病。为此，在火力电力的生产厂区内，对环境的要求将更为严格。对于粉尘和噪音，虽说有电厂自身工艺的原因，但从环境保护的角度考虑，降低粉尘，减小噪音，对设计师们来说还是大有作为的余地。如在煤仓间、转运站采用电除尘技术进行除尘，效率可以高达99%以上。为防止室内受污染可以设计多层的门窗防护，进行多层的粉尘、噪音的过滤；对室外环境，可在粉尘来源地段尽量多布置植被，而且应设计不同空间层次，以便于逐级减弱粉尘污染；噪音的控制，还可根据声学原理，利用建筑物或自然植被等障碍物降低噪音对厂区内职工居住和其他生产部门的干扰。
　　2.2厂区的绿化
　　厂区的环境设计主要存在以下问题：（1）布局缺乏创新，设计观点及手法陈旧。设计师往往在对新厂区的绿化规划系统尚未有全面了解时，就千篇一律地沿用过去#p#副标题#e#的老版本，厂区的绿化仅仅局限在厂区主干道两侧或是厂前区的广场，在布局的形式、设计的手法甚至植被的配置上都几乎雷同。（2）绿化形式单一，无立体、多层次的绿化带。目前大多数厂区的绿化仍只停留在地面植被的栽培上，没有充分利用各种空间进行布置，使绿化形式过于单一。（3）厂区人造景观相对于自然植被景观过多，易造成厂区内生态环境的不协调。另外，大部分的人造假景可利用率不高，没有综合考虑到人的需要。
　　针对以上问题，设计师应重点考虑以下几个方面：
　　（1）绿化形式多样化
　　认真调查不同的地形、地貌，不同的环保要求，根据需要进行绿化带布置，体现立体层次感，展现布局的美感，从植被的高低、种类、色泽对比等各个方面予以精心规划，科学配置，以保持总布置的合理性和整体性，以“花园式厂区”作为厂区环境建设的目标。此外，厂区的绿化布置应在不增加建设用地的前提下，充分利用场地边角、道路两侧，诸如贮煤场、粉煤灰车间周边、冷却塔边缘、水处理室附近、建筑物房前屋后、架空管廊下、档土墙坡面等都有很大潜力的绿化面积地。
　　（2）达到和谐统一
　　将电厂建筑及其周边环境看作一个有机的整体，尽量维护天然的山体、水体，尽量减少电厂建筑对大自然的破坏和不利影响，特别是在建设施工较为集中、破坏性较强的时段，更应注重对环境的保护，以免造成无法弥补的损失和永久性破坏。努力使设计作品为环境增色，展现出环境原有的风貌特色，使人工环境和自然环境之间互相辉映，浑然天成，形成和谐的整体生态环境。
　　3结束语
　　生态环境质量的好坏对下一代的影响很大，可持续发展的倡议目标给人们展示了一条挽救地球生态环境、挽救人类自身的光明道路。作为能源单位，火电厂的工业建筑只是一个小小的局部，它离可持续发展的最终目标还有很大的距离，目前只能说还仅仅处于发展的初级阶段。但人们的观念，特别是建筑设计师们的观念已经在转变，并且在不断地进步，这是一个良性循环的开始。
　　现代工业建筑的创作是一个复杂的系统工程，它涉及到内外环境、艺术形象、新结构、新材料、新技术等等诸多内容。我们相信，只要本着“以人为本”，以节约能源、资源和保护环境为发展主题，体现对人的最大关怀，把握住可持续发展的设计理念及主导思想，我们的设计就能取得显著的经济和生态效益。