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垃圾焚烧发电厂发展与建筑设计研究

2022-11-25翟红霞

城市建设理论研究(电子版) 2022年11期
关键词:垃圾焚烧发电厂垃圾

翟红霞

中国城市建设研究院有限公司 北京 100120

大众每天都在生活,而生活就会产生生活垃圾,具调查显示,城镇家庭每日平均产出的生活垃圾超过一公斤,以一公斤为准,根据中国第七次人口普查数据显示,现阶段中国城镇人口为90199万人,以标准一家三口计算,城镇居民大概有三亿左右户,而这三亿户每日每户产出一公斤生活垃圾,其总量多到无法想象,在考虑到一些工业垃圾,这些垃圾都需要得到有效的处理,才能够保障人民的日常生活水平[1]。垃圾焚烧发电厂便是为解决垃圾问题而存在,我国对于垃圾处理方法较多,填埋、焚烧、卫生分解等,其中焚烧是最有效的处理方式,现阶段国内垃圾焚烧发电厂主要用于焚烧其他垃圾,因为其他垃圾危害较小,且再无利用价值,所以采用焚烧方式进行有效处理。

1 垃圾焚烧发电厂的发展

垃圾焚烧发电厂是现阶段国家非常重要的基础建设,其建设的目的是为了有效减少垃圾储存量,对垃圾进行无害化处理,并且利用焚烧垃圾所产生的热能进行发电,如此,做到有效废物利用,保障人民生活的同时,又为人民提供了源源不竭的新能源。中国一直比较重视对垃圾的处理,在“十三五”期间,也就是在2016-2020年,中国对垃圾无害化处理建设总投入高大两千亿元,截止到2020年,垃圾焚烧无害化处理占到总无害化垃圾处理比重二分之一左右,足可见国家对垃圾处理的力度与垃圾焚烧发电厂的作用[2]。可以说垃圾焚烧发电厂的建设是大势所趋,是时代发展的必需品,垃圾焚烧发电厂是城市能够稳定发展经济的基本保障,为城市环境质量做出了巨大贡献[3]。为了确保垃圾焚烧发电厂能够做到长远发展,在建设垃圾焚烧发电厂过程中,要对垃圾焚烧发电厂建筑设计方面进行全面优化,无论是建筑布局还是垃圾焚烧发电厂运行的各方面需求,都要在建筑设计过程中进行合理规划,确保建造出的垃圾焚烧发电厂能够正常运行,尤其是在垃圾焚烧发电厂内的垃圾坑设计过程中,要对其防水防渗措施作出最保险的设计方案,根据以往相关设计经验。对垃圾坑进行多种处理,从而保障垃圾坑的稳定性,如果垃圾坑设计不当,垃圾中存在的各种液体可能会通过垃圾坑向土壤中进行渗透污染,而这种污染是无法察觉的,长此以往,对垃圾焚烧发电厂周围的环境以及水资源有极大影响,甚至可能会影响到地下水的品质,从而导致更加严重的污染后果,这违反了国家现阶段绿色环保的发展策略,所以在对垃圾坑设计过程中,要做好充分防水措施,在满足一切运作需求后,尽量延长垃圾焚烧发电厂的使用寿命,从最根本上做到可持续发展。

2 垃圾焚烧发电厂建筑设计研究

2.1 垃圾焚烧发电厂建筑布局设计

在垃圾焚烧发电厂建设过程中,科学合理设计垃圾焚烧发电厂的布局,对于垃圾焚烧发电厂至关重要,建筑布局的设计直接影响着垃圾焚烧发电厂的整体质量,与后期的运行效果[4]。所以在设计人员对垃圾焚烧发电厂进行建筑设计的过程中,首先要完全了解垃圾焚烧发电厂的运行特点,掌握垃圾焚烧发电厂的设计需求以及使用需求,然后根据全方面需求对建筑设计进行整改,在施工范围内设计合理布局,划分好各区域功能,并将各区域建筑进行合理连接,使垃圾焚烧发电厂整体布局更加科学合理,方便日后运行工作的开展。合理的布局能够有效他提升垃圾焚烧发电厂的人工工作效率与整体运行水平。在设计垃圾焚烧发电厂平面结构时,设计人员可以将生产工艺融入其中,从多方面进行充分考量,比如垃圾焚烧发电厂中预留防止相关机械设备的区域,发电厂内部通风管道以及采光窗户位置的预留等等,要将这些因素在设计图中充分考量,尤其是通风管道的设计部分,在垃圾焚烧发电厂运作过程中,很可能会产生部分有害气体,如果垃圾焚烧发电厂内部空气置换不顺畅,或是置换出的气体威胁到其他建筑物内的工作人员,很有可能会对垃圾焚烧发电厂工作人员造成安全威胁,从而引发安全事故,所以建筑设计人员在对垃圾焚烧发电厂布局建设过程中,要充分考量其中的利害关系,对建筑物的位置与朝向进行最优处理[5]。建筑布局一旦建设便不能再更改,所以设计人员所设计的建筑布局对于垃圾焚烧发电厂来说至关重要,拥有合理的建筑布局是垃圾焚烧发电厂能够正常运作的基本保障,所以在设计过程中,设计人员要根据垃圾焚烧发电厂的工作模式,让垃圾焚烧发电厂与其他配套建筑保持安全距离的同时,也要加强紧密性,根据施工现场实际情况,做出最佳设计方案,从而保证垃圾焚烧发电厂的正常运行。

2.2 垃圾焚烧发电厂建筑造型与空间设计

垃圾焚烧发电厂的建筑造型设计对于垃圾焚烧发电厂也有着重要作用,在大众观念中,建筑造型只是单纯外观设计,为了迎合人类审美而进行的设计,但实际上,建筑外观设计其主要目的并不是单纯提升建筑物外表可观赏性,而是要满足垃圾焚烧发电厂相关机械设备的使用需求,建筑设计人员在对垃圾焚烧发电厂进行建筑造型设计过程中,需要对垃圾焚烧发电厂运作过程中所需的机械设备以及安装过程进行充分考量,从而在满足设备需求的前提下,对建筑造型进行合理设计。比如在对垃圾焚烧发电厂的焚烧区域进行设计过程中,首先在设计预留面积中,要能够保证其面积能够充分容纳焚烧设备,这就需要设计人员能在对焚烧区域设计过程中,要预留出足够范围与高度,用于放置与安装焚烧设备,所以设计人员要对垃圾焚烧发电厂中所有设备的具体参数与安装流程进行充分了解,然后根据现场实际情况,对垃圾焚烧发电厂的造型进行设计,在造型中可以融合当地文化特色,也可以融入绿色元素,将现阶段国家大力提倡的环保原则融入其中,或直接根据垃圾焚烧发电厂的根本职能,对其造型进行优化设计,在保证垃圾焚烧发电厂性能的同时,最大程度提升其美观性。比如在造型设计中融入绿色元素,可以大量使用绿色装饰用品,对垃圾焚烧发电厂外表进行美化,或利用一些特殊的logo设计,凸显logo的同时,用绿色油漆对整体垃圾焚烧发电厂外部进行绿色渲染,可以绘画绿色环保宣传图,张贴绿色环保宣传标语,提倡民众对生活垃圾进行分类处理等等,使垃圾焚烧发电厂外部能够发挥宣传与美化作用,如此能够在视觉上产生冲击,提升垃圾焚烧发电厂内外氛围,从而提高垃圾焚烧发电厂垃圾处理效率。

2.3 垃圾焚烧发电厂建筑采光、通风要求设计

设计人员对垃圾焚烧发电厂进行建筑设计过程中,必须要充分考虑两个关键要素,那就是垃圾焚烧发电厂中的采光与通风系统,首先在采光层面来说,垃圾焚烧发电厂是一项大工程,建成后其建筑占地面积极大,很容易出现采光不足的情况,如果出现采光不足,垃圾焚烧发电厂内部就必须采用大量照明设施,从而增加垃圾焚烧发电厂对能源的消耗,所以设计人员在对垃圾焚烧发电厂采光进行设计时,需要大量利用采光带、采光天窗等技术手段,以便于太阳光能够直射入垃圾焚烧发电厂内部,增加垃圾焚烧发电厂的采光率,保障垃圾焚烧发电厂的采光效果。这种采光设计方法比较实用与垃圾焚烧发电厂,设计人员还可以在垃圾焚烧发电厂侧面设计一些采光窗户,最大程度保障垃圾焚烧发电厂采光充足,并且窗户整体结构要能够具有良好的抗腐蚀与抗老化性能,才能够保证垃圾焚烧发电厂的正常运行,为垃圾焚烧发电厂内工作人员提供极大便利。其次,通风对于垃圾焚烧发电厂来说至关重要,尤其是对于焚烧区域来说,在垃圾焚烧的过程中,会释放大量的热能,还有可能会产生一些有害气体,而这些都需要利用体现设计好的垃圾焚烧发电厂内的通风系统管道排出,所以在设计人员进行通风系统设计过程中,需要在通风系统中铺设隔热材料,以免热能对通风系统造成损伤,减少使用寿命,其次,要根据当地实际情况,设计合理通风结构,在确保焚烧区域正常运作的同时,也要保障垃圾焚烧发电厂内部空气能够与外界空气循环置换,从而减少垃圾焚烧发电厂内部空气安全隐患,同时也能够减少垃圾所带来的异味,为垃圾焚烧发电厂内部工作人员营造良好的工作环境,才能够使垃圾焚烧发电厂工作人员产生工作热情,从而提高工作效率。

2.4 垃圾焚烧发电厂垃圾坑防水防渗设计

通常来说,垃圾焚烧发电厂整体建筑规模的大小,决定了其内部垃圾坑的大小,由于垃圾坑地点原因,通常垃圾坑深度为4-7米,根据实际情况不同,垃圾坑大小及深度也不尽相同,但垃圾坑建设越深,其防水防渗要求越高,而垃圾坑的防水防渗对于整体垃圾焚烧发电厂来说是十分重要的措施,垃圾在堆放期间,会有相关液体渗漏,而垃圾坑防水措施则是这些液体最后一道防线,如果垃圾坑防水防渗措施不到位,很有可能会导致垃圾液体通过垃圾坑,向地下土壤进行渗透,从而逐渐污染垃圾焚烧发电厂附近水资源或污染地下水,等到污染被发现时,其污染面积会大到难以处理的地步,所以在设计人员对垃圾焚烧发电厂内部垃圾坑的防水防渗进行设计过程中,要对垃圾坑防水防渗做出多重保障,以免发生渗透污染现象。首先,设计人员要在垃圾坑最下层设置防水层,且防水层要高于一般工程建设中所使用的标准,垃圾坑每日都在高强度进行使用,在建设防水层是要加厚对防水层的设计,确保其防水性能。其次,设计人员造在垃圾坑底部设置相应排水设施,设置排水设施是为有效防止垃圾液体对防水层进行长时间侵蚀,而有效设施排水设置也能够在极大程度上提升垃圾坑以及垃圾焚烧发电厂的使用寿命,但涉及人员要注意的是,在设置防水设施时,要留出足够的空间,方面日后维修人员进入其中,清理堵塞或维修故障,设计人员可以在排水通道旁设计一个夹层,以方面维修人员进入其中。目前中国对于防水施工技术已经非常成熟,根据以往垃圾焚烧发电厂的建设经验总结,在垃圾坑坑底以及坑壁采用单层防水混凝土,并在混凝土外侧使用相应的防水毯以及防水涂层,如此制作防水措施效果十分明显。根据实践结果,垃圾坑底部排水口如果设置位置相对偏低,很容易发生堵塞情况,所以在对排水系统位置设计过程中,要相对提升排水口位置,并要增加排水口数量,保障垃圾坑排水措施能够有效运行,从而提升垃圾坑的防水质量以及使用寿命,为垃圾焚烧发电厂的正常运行提供一层强有力的保障。

2.5 垃圾焚烧发电厂设计实例

想要做出对垃圾焚烧发电厂最优设计,参考先例是必须步骤,以某地区垃圾焚烧发电厂的建设设计为参考实例,该垃圾焚烧发电厂设计中,主建筑长度为135米,宽度为100米,其每日处理垃圾总量为1500吨左右,该垃圾焚烧发电厂在进行平面布局设计过程中,采用四列式布局,而发电房与中控室则为横向布置,从最大程度上保证了垃圾焚烧发电厂内工作效率。在对垃圾焚烧发电厂进行造型设计时,设计人员根据每个建筑的实际工作需求而设计高度,基本与常规垃圾焚烧发电厂造型设计数据保持一致,但在垃圾焚烧发电厂外观设计中,融入了大量绿色环保理念,并将建筑的整体造型进行设计,将建筑屋面设计成弧形,在建筑物之间层层叠加,使其整体外观风格十分强烈,富有绿色环保意味,给人以视觉上的冲击,并在垃圾焚烧发电厂外侧张贴当地文明环保标语,将垃圾焚烧发电厂彻底融入在城市发展建设当中。在此垃圾焚烧发电厂设计采光过程中,大量使用透光天窗,利用透光天窗进行采光与散热,在垃圾焚烧发电厂的焚烧区域中,设计中使用了大量排热设施以及散热通道,在最大程度上保障了垃圾焚烧发电厂的正常运作[6]。在其垃圾坑的处理中,其主要考虑气密性问题,对垃圾坑与其他工作区域设计了良好的气密措施,确保垃圾坑中的味道不会迅速蔓延到其他工作区域,对空气质量造成严重污染,并且在垃圾坑的防水防渗设施中,做到了万无一失,垃圾焚烧发电厂根据以往设计经验,对防水防渗措施进行标准化处理,并在垃圾坑底部外侧,增设了一层混凝土防水层,在最大程度上保障垃圾废水不会对周围土壤进行渗透,从而使垃圾堆成为污染源,保障了垃圾焚烧发电厂正常运作与可持续发展。

3 结束语

垃圾焚烧发电厂是现阶段国家主要处理垃圾手段之一,垃圾焚烧发电厂不仅能够有效处理城市垃圾问题,还能够产生足够电能,从而实现节约环保的发展理念,为城市的环境质量与人民的生活便利提供一层强有力的保障。在垃圾焚烧发电厂的设计中,要充分结合实际情况,对垃圾焚烧发电厂进行最合理设计,在建筑布局方面要保证合理,在建筑外观造型设计中,在保障垃圾焚烧发电厂效能为前提下,尽量将造型优化,提升垃圾焚烧发电厂建筑整体美观性,对于垃圾焚烧发电厂的通风与采光也要达到相关标准,确保垃圾焚烧发电厂在运行过程中,能够得到充足的采光以及良好的通风系统,是垃圾焚烧发电厂内部与外部的空气形成良性循环,确保垃圾焚烧发电厂内部空气质量,从而保障相关工作人员的人身安全以及工作氛围,激发其工作热情,提升工作效率与质量。

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