天津滨海新区四号热源厂集成煤库的规划和建筑设计.pdf

154Industrial Construction Vol. 43， No. 8， 2013工业建筑2013 年第 43 卷第 8 期 檮檮檮檮檮檮 檮檮 檮檮檮檮檮檮 檮檮 殑 殑 殑 殑 工程实录 天津滨海新区四号热源厂集成煤库的 规划和建筑设计 朱敏文端张代刚 中机国能电力工程有限公司，上海200061 摘要通过将集成的理念引入到热源厂输煤系统的设计中， 从而设计出独创的 “集成煤库” 。它将集 输煤系统的 20 个单体全部集成在一个建筑物内， 充分拓展和利用建筑的立体空间， 实现输煤系统占地最小 化、 功能集成化、 外形艺术化的设计目标。不仅提高土地利用效率， 节约投资， 还降低运行成本， 提升热源厂的 建筑形象， 美化周边环境。集成煤库可作为一个独立的功能模块应用于其他燃煤热电类项目的设计中。 关键词集成煤库;创新;工业建筑;热源厂;设计;结构美 DOI 10. 7617/j． issn． 1000- 8993. 2013. 08. 033 THE PLANNING AND AＲCHITECTUＲE DESIGN OF INTEGＲATED COAL BUNKEＲ OF THE FOUＲTH HEAT SOUＲCE PLANT IN TIANJIN BINHAI NEW AＲEA Zhu MinWen DuanZhang Daigang China Sinogy Electric Engineering Co． Ltd，Shanghai 200061，China AbstractThrough introducing the idea of the integration into the design of thermal source plant’ s coal handling system，so as to design a unique system called integrated coal bunker ICB ，which integrates 20 single buildings of coal handling system in one building． The ICB has fully developed and utilized the three- dimensional space of the architecture，realizing the purpose of coal handling system’ s covering the fewest area，function’ s integration and artistic appearance． The ICB has also improved the efficiency of land use and reduced the cost of investment． Furthermore，it can lower the operating cost，improve the image of the thermal source plant and beautify the environment． The ICB can be used as an independent module applied to the design of other thermal power plants． Keywordsintegrated coal bunker;innovation;industrial architecturel;heat source plant;design;structure beauty 第一作者 朱敏， 女， 1969 年出生， 高级工程师， 国家一级注册建筑 师， 国家一级注册结构工程师。 电子信箱 bycolour sina． com 收稿日期 2012 －08 －28 图 1集成煤库全景 Fig. 1The panorama of the integration coal bunker 工业建筑能让人眼前一亮的不多， 眼前的这个 大体量建筑 图 1 ， 带着优美的线条， 激情四射， 引 人注目， 这座建筑就是天津滨海能源发展股份有限 公司四号热源厂的集成煤库。该工程以其突破传统 的新颖外观和独具创新的设计理念， 荣获 2011 年度 全国优秀工程勘察设计行业奖二等奖和上海市优秀 工程设计 工业建筑类 一等奖。 1集成煤库的产生 输煤系统的集成一体化 1. 1常规输煤系统的缺点 目前， 燃煤火电厂或热源厂采用的桥式抓煤机 煤棚运煤系统， 一般在桥式抓煤机煤库内卸煤、 贮 存、 配煤， 然后用输煤皮带转运， 经计量、 采制样、 除 铁、 筛分、 破碎等处理， 最终输送至锅炉煤仓间。而 桥式抓煤机煤库、 转运站、 碎煤机室、 输煤栈桥及推 煤机库等建筑物通常相对独立设置， 占用场地较大， 天津滨海新区四号热源厂集成煤库的规划和建筑设计 朱敏， 等155 建设投资较高。同时， 开敞式的设计造成环境污染 治理难， 运行管理较复杂。 常规输煤系统中长长的输煤栈桥就像纽带一 样， 盘绕着大半个厂区， 皮带廊道上串连着若干大大 小小的建筑物， 大的有堆煤场、 碎煤机室， 小的有转 运站、 取样间、 配电间、 推煤机库、 材料库、 浴室等。 由于建筑物的分散布置， 使整个集输煤系统显得散 乱冗长。 1. 2集成概念的引入 针对常规输煤系统的上述缺点， 集成技术正是 治疗其散乱冗长问题的良方。所谓“集成” 就是将 一些独立的事物或元素通过某种方式集中在一起， 从而构成一个有机整体的过程 。“集成技术” 也可 称为 “一体化技术” 。科技发展的历史表明 许多的 创新都源自于集成， 集成技术已渗透到我们生活的 方方面面， 它带来了微电子产品的革命性创新。集 成芯片的运用， 诞生了手机、 数码相机等便携电子产 品; 一块计算机中央处理器芯片， 甚至可以集成上千 万个半导体零件。 它山之石， 可以攻玉。将“建筑集成” 的理念引 入到热源厂集输煤系统的设计中， 从而设计出独创 的 “集成煤库” ， 亦可称为 “一体式综合煤库” 。 1. 3集成煤库的设计 “建筑集成” 的设计理念， 目标是将常规输煤系 统中散乱的诸多建筑单体有序集成在一幢建筑物 内; 手段上， 是通过采用合适的墙体材料和优化设计 形成大量建筑构件的整合来实现的。比如， 将皮带 廊道、 转运站和碎煤机室与煤库的一侧墙体贴建， 实 现了两者墙体的合二为一， 两者框架体系的合二为 一; 利用皮带廊道上下空间布置推煤机库等功能房 间， 实现了两者楼面和屋面的合二为一 图 2 。从 而， 最大限度地缩短了各单体间的距离， 节省了用 地、 材料、 能耗和投资。 图 2集成煤库的内部结构 Fig． 2The internal structure of the integration coal bunker 集成煤库将卸煤、 贮煤、 配煤、 转运、 计量、 采制 样、 除铁、 筛分、 破碎等功能集为一体。干煤棚部分 图 3 ， 从右向左依次为汽车来煤、 卸煤、 堆煤场地、 地下煤斗、 皮带、 转运站， 在干煤棚的左端， 皮带实现 180掉头向右。贴建的附跨从左向右依次布置转运 站、 取样间、 碎煤机室， 它们之间由皮带廊道相连。 利用廊道的特殊形态， 在其下方和上方的空间， 从左 至右依次布置输煤配电间、 取样间、 材料库、 淋浴间、 推煤机库 图 4 。 图 3集成煤库的功能平面 Fig． 3The functional plane graph of the integration coal bunker 1转运站; 2输煤配电间; 3皮带; 4材料库; 5取样间; 6碎煤; 7推煤机库 图 4集成煤库的功能立面 Fig．4The functional elevation of the integration coal bunker 集成后的输煤系统一改常规输煤系统的散乱冗 长， 大大减少了输煤系统的用地， 使热源厂呈现出规 整洁净的面貌， 并为突破传统煤库的建筑外形奠定 了基础。 2集成煤库的外形设计 挖掘工业建筑中的结构美 工业建筑的创作， 制约因素很多， 诸如工艺和结 构的要求、 场地的局限、 气候的特点等。富有创新精 神的建筑师， 往往是辩证的积极实践者， 他们善于将 不利的制约因素， 加以巧妙利用， 转化成富于个性、 特征鲜明的建筑符号， 让用者称心， 给观者以愉悦。 在集成煤库的造型设计中， 将挖掘煤库本身的 结构美作为整个造型设计的出发点。集输煤系统 中， 一个大型的煤库和围绕它单边向上倾斜的传输 带是最突出的两个原生结构造型， 这也是常规的燃 煤热电厂或热源厂总是由硕大的干煤棚加长长的输 煤栈桥造型的原因。而建筑的美与音乐一样， 必须 有高低起伏、 抑扬顿挫的韵律感才能产生美。为打 破原生结构中单调向上的输煤栈桥造型， 在整个传 输带中部转弯处巧妙利用转运站的设计， 形成一个 反向上翘的线条， 使它与单调的斜向传输带构成一 个飞翔的海鸥造型 图 1 ; 并在与之垂向展布的煤 156工业建筑2013 年第 43 卷第 8 期 库顶棚和门房造型设计上， 采用了不同姿态、 大小、 色彩的海鸥与之呼应 图 5 ; 从而让一个大体量的 工业建筑外观规整而富有韵律， 并最终通过曲折向 上的红色线条将建筑的旋律推向高潮。 图 5从厂区入口纵观集成煤库 Fig．5The view of the integration coal bunker at the entrance 在立面的细节处理上， 为避免大量直线条的单 调， 在中部设计了一个圆拱形图案 图 1 ， 从而使建 筑外观显得更为丰满。 在色彩的处理上， 紧扣能量之源的主题和工业 建筑的特点， 大胆采用了热情的红色和严谨的银灰 色， 与突出的海鸥造型一起， 产生了富有张力的视觉 效果。 经创新设计的热源厂， 从厂区入口纵观门房、 干 煤棚和皮带廊道， 飞翔的海鸥造型取代刻板的方形 煤库和单边向上的传输带成为突出的建筑符号 图 5 ， 这与位于渤海之滨蓬勃向上勇于创新的天津滨 海新区的发展理念非常契合。 3集成煤库的优点 3. 1节地 集成煤库皮带廊道、 转运站和碎煤机室与煤库 的一侧墙体贴建， 实现了两者墙体的合二为一， 两者 框架体系的合二为一; 利用皮带廊道上下空间布置 推煤机库等功能房间， 实现了两者楼面和屋面的合 二为一。从而， 最大限度地缩短各单体间的距离， 减 小了整个输煤系统的占地面积。 3. 2节能 主要体现在 3 个方面 1 通过缩短燃煤的输送 距离， 节省了输煤能耗; 2 封闭的一体式布局， 不仅 提高了建筑结构的整体稳定性， 而且减小了围护结 构的传热面积， 降低了采暖和通风的能耗; 3 集成 煤库屋顶采用大跨度网架结构， 顶侧四周开敞 图 6 ， 有利于组织良好的自然通风和引入充足的自然 采光， 节省了通风和照明的能耗。 3. 3节省投资 主要体现在 4 个方面 1 节省了土地的投资; 2 通过结构体系的整合， 围护结构的合并， 充分利 图 6集成煤库的屋顶结构 Fig．6The roof structure of the integration coal bunker 用皮带廊道上方和下方的空间， 节省了建筑材料和 建设费用; 3 缩短输煤距离， 节省了输煤设备的投 资; 4 集中除尘， 减少了煤尘的二次污染， 节省了煤 尘污染治理系统的建设投资。 3. 4降低运行成本 集成煤库通过缩短输煤距离、 集中采暖、 集中除 尘， 自然通风、 自然采光， 大大降低项目投产后的运 行能耗。同时， 一体式的布局， 缩短了员工的巡检距 离和时间， 便于统一管理， 有利于优化人员配置， 节 省人工成本。 3. 5改善工作环境 集成煤库屋面和山墙采用两端高中间低的处 理， 有利于雨水的收集和建筑的自然清洁; 屋顶采用 顶侧四周开敞的大跨度网架结构， 有效利用了自然 通风和自然采光; 集中除尘， 缩小了煤尘污染的范 围。从通风、 采光和空气质量上， 大大改善了热源厂 的工作环境。 4结语 提出了集成煤库的概念。设计的集成煤库构思 新颖， 突破传统， 使热源厂的外观焕然一新。其一体 式的特点使其可作为一个独立的功能模块应用于其 他燃煤电厂或热源厂的设计中; 其节地、 节能、 节省 投资、 降低运行成本和改善工作环境的优点， 符合可 持续发展的绿色环保设计理念， 产生了较好的经济 效益和社会效益， 具有较高的应用价值。 本文得到林其略教授级高工的指导， 特此致谢。 参考文献 ［ 1］吕道馨． 建筑美学［ M］ ． 重庆 重庆大学出版社， 2001． ［ 2］万书元． 当代西方建筑美学［M］． 南京 东南大学出版社， 2001． ［ 3］朱亮． 大跨屋盖结构技术与艺术表现［J］． 工业建筑， 2007， 37 1 4 －7． ［ 4］马国馨． 建筑艺术中的结构美［J］． 建筑创作，2002 7 6 － 17．