黎皓欣

（中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广东广州 510663）

近些年，绿色建筑已经成为城市可持续发展的重要成果，而火力发电厂在生产运营的过程中对环境的影响较大，因此以绿色节能设计作为主要的方向，结合当前既有的理论体系和相关策略进行分析，以文献研究法以及理论分析法作为主要方式，打造科学有效的建筑布局方案，并突出绿化、光环境、风环境、热环境等方面的创新点，这不仅是本文论述的重点内容，也是进一步解决火力发电厂环境污染问题的关键。

1 基础背景及发展现状分析

首先从国外角度来讲，经过了工业革命的带动和激活之后，在19 世纪中叶，新理论和新技术的出现成为了工业建筑逐步向新纪元发展的动力。在20 世纪后期，绿色理念与工业生产进行了有机融合，大部分国家都分别建立了绿色建筑评价体系，比如英国的BREEAM 系统、美国LEED 系统，都可以实现建筑性能评估，并且着重从管理、舒适与健康、废弃物处理、经营生产等方面打造工业建筑评估模式。火力发电厂是国际能源体系的重要组成部分，也是工业建筑中的基础类型。在20 世纪30 年代后期，火力发电已经成为了能源行业的主流模式。据相关统计，2016—2021年期间，中国火电发电装机容量呈稳定增长趋势，2021年中国火电发电装机容量约13 000 万kW。

其次，从国内的角度来讲，中国的绿色建筑体系起源于20 世纪初期，随着绿色工业建筑评价标准的编制和推广，构建节能环保以及友好型社会已经成为了国家发展的主要方向，这其中针对原有的工业建筑体系以及生产模式进行改造，构建可持续化的发展机制，也成为了社会关注的重点。

而结合近些年工业建筑领域的火力发电绿色体系改革来看，让传统的火力发电厂设计逐步由封闭向外向型以及开放型转化，在这样的发展环境下，火力发电厂自身的建筑节能设计也逐渐偏重于空间的利用多变性以及功能组织的可协调性，兼具建筑美学、生态效益、空间分化、工作环境舒适性、节能环保、资源节约等相关优势，这成为了火力发电厂建筑优化的主要途径。

2 火力发电厂的具体规划特点及影响

2.1 火力发电厂的具体规划特点

2.1.1 选址特点

通常来讲，大型的区域性发电厂需要设置在矿口附近，周边有较为便利的交通体系，例如港口和交通枢纽；而从环境保护的层面来看，火力发电厂本身在生产运行的过程中，会对环境产生较为严重的影响，大气污染、粉尘污染、强电、噪声都会对周边环境产生较大影响[1]，因此在选址的过程中，可以选择远离中大城市中心区域以及规划区域的位置，且不处于城市或者风景保护区的上风区。

2.1.2 规划布局特点

整体厂区的规划布局必须要具备合理性和调整性，可以结合具体的地形条件以及不同区域的环境进行针对性的分析，然后落实好各项工艺设备以及功能性建筑的合理分化。确保分区布局能够满足整体布局的需求，也可以满足长远发展和内部环境调控的需求，这样才可以真正形成良好的综合效益。

2.1.3 室外环境设计特点

火力发电厂的室外环境主要指的是以发电厂为基础构建的能源发电管理链条，比如外界的生产生活活动空间、主体生产厂区、辅助性生产厂区、生活区、管理区等相关区域[2]。要确保建筑多样，同时也涉及到了较多的地上地下设施，例如大量的管道、电气线路。这些基础设施的规划必须要满足常规的火力发电厂运行需求，同时也要和周边的城市以及景观相辅相成，具备协调性。

2.2 火力发电厂对环境产生的基础影响

2.2.1 建筑耗能比例较大

部分火力发电厂为了进行室内温度控制，将锅炉房设置在厂区之外，而锅炉房的形式也为敞开式结构，这便导致锅炉房本身的余热无法进行回收利用，出现了能耗较大的情况。

另外从基础的建筑结构角度来讲，窗墙比的不合理也直接影响了建筑能耗。比如部分建筑结构为了追求美观性，设置了大面积的玻璃窗，但是玻璃窗面积的增大也导致维护结构的热损失增大，门窗的不严以及气密性较差会消耗较多的热量。

2.2.2 运行管理体系规范性不足

当前部分火力发电厂采用的管理模式依旧是传统的粗放型经营模式，未能进行精细化管理，同时管理人员的环保意识较弱，管理体系不完善，管理技术存在滞后性，这也就导致在常规生产运行的过程中存在较为严重的水资源、物料以及电能浪费的情况。除此之外，部分火力发电厂未能配合景观性建筑的设计，植被覆盖率较低，存在较为严重的区域盐碱化问题。

2.2.3 绿色建筑设计技术应用缺乏针对性

结合实际情况来看，由于部分发电厂自身的起步较晚，资源体系以及发展实力不完善，资金实力较为薄弱，这也就导致不愿意甚至未能进行绿色设计规划的成本投入；在成本造价管理以及技术集成开发方面，也缺乏系统性的管控方案，未能利用现代化方法进行经济效益分析以及生态效益对比，导致运行成本增加，并且难以提升生态环保价值。

3 火力发电厂绿色建筑技术的设计及应用分析

3.1 厂区空间布置

传统的火力发电厂厂区之间的布置存在一定的分散性，因此不利于统筹管理以及集中规划。但是在绿色建筑规划体系与火力发电厂融为一体之后，可以结合实际发展情况打造可持续化的空间布局，比如某发电厂依据具体的地理位置，结合地势走向，依山就势，在阶梯地势中规划了主厂房，在整体的主厂房东侧设置冷却塔，不仅减少了挖方面积，也合理利用地势，增加了整体建筑群的空间层次感[3]。详细总平面布置图如图1 所示，这种是较为常规的三列式布置方法，能够有效解决场地限制，同时可以使布局更为紧凑，进一步联动各个空间之间的关系。

图1 火力发电厂整体布局

结合具体的能源开采方式来看，若选择露天式的煤场，那么为了避免风扬尘对环境产生的影响，需要将厂区设置在最小风频上风向，冷却塔的位置也可以调整到该侧，这样可以有效减轻对整体厂区环境造成的污染。

3.2 绿化环境的设计

提升火力发电厂厂区的绿化面积能够有效改善对环境产生的污染，同时也可以提升整体工程的经济效益。而绿化体系的设计能够有效达成这样的目的，通过合理的植被选择以及规划应用可以引导风向、防风、降噪、防尘[4]。

首先利用植物群落的设计能够调整风速和风向，而不同外形的植被也能够产生不同的效果，如图2 所示，便是通过不同类型植被群落来改善厂区风向的方案。树冠上部因为蒸腾作用温度较低，因此会导致周边的热空气向上进行聚集，这样能够形成气流循环。而部分树冠大而圆的乔灌木，可以阻挡风的前行，能够调整风速改变方向。通过这种方式也可以打造循环式的风环境，降低粉尘污染。

图2 风环境构建的基础策略

除此之外还需要打造垂直绿化体系。火力发电厂本身规模较大，对于周边环境的影响也有一定的复杂性，因此单纯的构建植被群落，无法全方位地改善厂区环境，因此可以构建垂直绿化体系。墙体的垂直绿化往往以种植具有攀爬功能的藤蔓植物为主，例如爬山虎、蔷薇科植物等，覆盖墙体，能够有效降低污染，也可以降低噪声。

3.3 厂区热环境控制

火力发电厂的热环境本身较为复杂，因此在进行热环境控制的过程中，要了解不同厂区的实际特点，并且针对室内以及室外这两种环境进行控制。

火力发电厂的室内会设置大量的发电机组以及生产设备而运行过程中产生的余热较大，室内温度往往高于室外温度，那么在进行热环境控制的过程中，要将重点放置在余热回收以及二次应用方面。可以结合建筑外立面的施工材料进行调整，选择散热性能更好的材料，有利于室内的热量向室外进行传递[5]；厂区房屋的布局应该以坐北朝南为主，这样可以有效避免东西两侧长久的日光照射，在夏季通过自然通风加强空气对流，能够快速地进行余热排除，冬季减少冷风的进入，利用室内的余热来进行保温。

而从具体的材料选择角度来讲，可以利用表面浅色的材料作为屋顶结构，可以减少太阳能辐射热的吸收；合理地采用遮阳措施，可以防止阳光直射，减少太阳热辐射；主厂房周围应进行有效的绿化布置和水体设置，从而可以降低建筑周围环境的温度和吸收一定的太阳辐射，减少进入室内的热量。

3.4 建筑光环境的设计

当前厂房的采光方式主要为人工照明和天然采光这2 种类型，这其中天然采光则需要合理地设计厂房的门窗结构以及采光口，开设侧窗以及天窗来实现天然采光。由于火力发电厂的厂房规模较大，因此可以将侧窗分为低侧窗和高侧窗这2 种方式，这样可以维持室内良好的采光度，也可以减少眩光。

除此之外，建立在人工照明的基础上，采用新型的采光技术，能够有效提升室内的光环境柔和度。比如选择新型的导光管、导光纤维以及棱镜进行导光，代替部分区域的小型照明设备。不仅可以将室外的光线引入到室内，还可以降低电能的消耗程度。

4 结束语

综上所述，进一步打造迎合现代建筑发展体系的建筑设计方案，落实好工业生产与社会发展的多项融合，坚持打造绿色建筑设计技术，能够为火力发电厂的未来发展提供有效保障，打造可持续性的发展机制以及管理模式提升综合效益的同时，也可以推动中国能源建设体系的创新。