浅谈危险废物焚烧处置工程主厂房的建筑设计

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年39卷9期   作者: 邓 菁
[导读] 危险废物焚烧处置工程,是指把在工业生产过程中排放的危险废物集中在特定场所进行焚烧,

         摘要:危险废物焚烧处置工程,是指把在工业生产过程中排放的危险废物集中在特定场所进行焚烧,防止对环境造成污染和对人类身体健康带来危害的建筑工程。本文主要叙述了该工程的焚烧主厂房及辅助用房,建筑设计如何根据工艺的特点,在满足工艺使用要求的前提下,结合建筑设计的原则,将坚固、适用、美观的使命贯穿其中。使其即是用于进行危险废物焚烧的特定场所,又拥有让人们产生视觉冲击力和形体美感的建筑语言。

         关键词:危险废物;   生产的火灾危险性分类;  丁类厂房  
         前言:现代化工业的飞速发展,是产生各种危险废物的主要来源。为了保护人们的生存环境和身体健康,处置这些危险废物的任务已是迫在眉睫了。为了不给人类带来危机和负担,该如何安全、有效的处理这些危险废物呢?专业的危险废物焚烧处置工程就这样应运而生了。危险废物焚烧处置是采用专业焚烧炉对危险有机废物进行焚烧处置,焚烧产生的废气进入废气处理系统中净化处置,最终达到排放标准后排到大气中,不会污染空气及破坏生态环境。工程中主要从事这项生产的核心建筑,便是危险废物焚烧主厂房了。主厂房的设备主要由废物预处理系统、焚烧系统、余热利用系统、灰渣处理系统、烟气处理系统等几大系统组成。本文结合了工程实例,详细阐述主厂房建筑设计如何根据工艺要求,将各系统有机结合,形成独特的建筑设计理念的过程。
一、工程概况:本项目为防城港工业废物综合处理及资源化利用项目,位于广西省防城港市港口区经济技术开发区企沙工业园,用地面积67054.08平方米。项目总建设规         模为年处理危险废物9万吨,主厂房设计焚烧处置的危险废物年处理量为2万吨。本项目是将焚烧主厂房与焚烧辅助用房合为一栋多层的丁类厂房来建设。这栋厂房按使用功能大致分成了四个部分:第一部分为焚烧主厂房,包括卸料大厅、料坑等,层数为四层;第二部分为焚烧辅助用房,包括空压机房、配电室、控制室、MCC室、办公室等,层数为两层;第三部分为焚烧线,由各种不同功能的设备组成。不同于以往的将焚烧线露天摆放,本项目采用焚烧线外包封设计,用一层通高的外围护结构,将其设备包住了。第四部分为烟囱。烟囱高度50米,是全场高度最高的建筑物。四个部分中,除焚烧辅助用房、烟囱,以及焚烧主厂房中的卸料大厅为钢筋砼框架结构、钢筋砼屋面外,其余均是大跨度厂房,采用钢筋砼框排架结构,屋面为轻钢屋面的结构形式。
二、设计要点:因为主厂房的生产性质较为特殊,危险废物在短期存放的过程中会产生一些有害气体。为使周围空气不受污染,通常需要在密闭的情况下处理危险废物。而卸料的区域,实际操作中会更容易造成有害气体的泄露。为了解决这个难题,项目利用料坑前的卸料区域,设置了一个相对封闭的卸料大厅。卸料大厅与料坑相临,在运输车辆进入卸料大厅后,利用人工手动控制的方式,关闭卸料大厅的外卷帘门;然后才开启料坑的卷帘门,将危险废物投入到料坑中。待卸料完毕后,关闭料坑的卷帘门。当料坑卷帘门开启时,尽量保证卸料大厅的卷帘门是关闭状态,在一定程度上防止了异味及有害气体蔓延到室外空气中。卸料大厅共一层,高度为8米,通过现浇钢筋混凝土屋面上的除臭设备,将室内的异味及有害气体等净化达标后排出室外。
         料坑也是主厂房的重要组成之一,危险废物被处理前就放在料坑中。除料坑外,主厂房还有四层的操作平台,抓斗控制室就设在第四层的平台上。控制室设置了大面积全封闭的玻璃观察窗,使控制人员对料坑任何角落的情况都一览无余,方便操作和控制抓斗,利用抓斗将废物投送到四层操作平台的进料口中,然后进行简单的分类和焚烧处置。
为了更加直接的对焚烧线进行观察和辅助工作,焚烧辅助用房设在了与主厂房垂直,与焚烧线平行的位置。工作人员透过中控室的观察玻璃,随时能了解到焚烧线的各种状况。为了让危险废物焚烧更加的透明化,辅助用房的走道也具备了供市民参观的功能。

人们行走在参观走道上,通过大面积透明且密封的安全玻璃,解开如何对危险废物进行焚烧处置的神秘面纱。在走道上,还有一个密闭门,门外是一条检修走道连通回转窑平台,以此加强两者之间的相互联系。
如果说焚烧主厂房是危险废物焚烧处置工程的核心,那么焚烧线应该是核心中的重心了。焚烧线由回转窑、余热锅炉、布袋除尘器、预冷塔、碱洗塔等各种功能的设备组成,是进行危险废物焚烧的主要部分。这些设备高度大多在24米以下,最高的设备为余热锅炉,顶部高度达到了27米,因此焚烧线大多为露天设置。考虑将其包封起来,最大程度上减少了灰尘及热量的产生,对周围的生态环境和空气质量来说是一项十分有利的举措。但因设备的高度不一致,如按照最高的设备来定屋顶的高度,会在空间利用及项目投资上造成一定的浪费。最终将24米以下设备采用与主厂房同一高度的墙体维护,余热锅炉则用高达31米的维护结构包围,这样既可以达到包封的目的,又能够形成了形体上的高低错落,丰富了视觉效果。包封的结构形式为框排架结构,屋面为大跨度的轻钢屋面,屋面板采用防腐耐候泰乐板,增强屋面板的使用寿命。为使室内光线不受围护结构的阻挡,屋面设聚氨酯采光窗,更加有效的利用自然光,节约能源。
烟囱坐落于焚烧线的尾端。与其说它是烟囱,还不如说它是构成这栋建筑重要的竖向元素之一。它的平面由一个6米X6米的正方形组成,高度为50米,正好包裹住位于它内部中心的钢质烟道。底部一层为烟气在线监测室,其余部分从下到上直至屋顶,每隔10米设置了检修平台。这样做使得烟囱不仅在外观设计上有所突破,内部的检修工作也更安全及人性化了。利用这些的特点,烟囱成为整个厂区的制高点,整栋建筑的视觉向上延伸,增加了空间层次感。
厂房地面以及楼面的防渗、防腐蚀做法,也是后续建筑施工图设计阶段要考虑的重要环节。凡是有废液可能渗漏的区域,比如料坑、卸料大厅、焚烧线地面等,均应有2.0mmHDPE防渗膜,以及面层3~4厚环氧树脂自流平涂料,达到防渗和防腐蚀的目的。
三、立面设计:厂房的外立面设计以强调建筑关系的整体性,以及工业建筑的力量感和尺度感为原则,既要有建筑本身的特色,又要与厂区的其他建筑相协调,并力求简洁而不简单。利用各部分平面功能的不同,从左边的卸车大厅,到右边的烟囱,形成了从低到高,错落有致的立面造型。为了维持工业建筑外观的历久弥新,外墙面色调以耐脏的深灰色涂料为主,但是局部采用米白色涂料的竖向EPS构件做装饰,使整个造型立即增添了现代摩登的气息。厂房的主要部位均设置带形窗,即能有效组织自然通风,又丰富了立面的虚实效果。整栋建筑以基地左侧的玉石滩大道为展示面,展示其独有的建筑形象,传达其独特的建筑语言。
四、消防设计:本项目焚烧主厂房以柴油为燃料,点火方式为人工点火。根据《建筑设计防火规范 GB50016-2014》中相关的条文规定,主厂房使用的柴油应为丙类液体。如果在厂房内设置油箱间、油泵间等房间,这些房间也应属于丙类生产厂房,并应利用防火墙与其他房间隔开。为了降低建筑的火灾危险性等级,考虑将柴油储罐放在距离建筑右侧外墙9.5米处的室外,并设为地下式,容量为50立方。柴油储存在地下室柴油储罐中,通过输送泵和密封管道,被输送到厂房内进行人工点火后,启动焚烧炉。厂房总建筑面积6539.6平方米,建筑高度为23.9米(除余热锅炉和烟囱高度超过24米外),可按丁类多层厂房设计,整个厂房可按一个防火分区来划分,建筑耐火等级按一级设置。
结束语:
危险废物焚烧处置工程的建筑设计,应从环境保护,绿色节能的角度出发,不仅是进行危险废物焚烧的重要场所,其本身也是一栋安全、整洁的绿色建筑,一改以往提到危险废物焚烧,脑中就联想到一片脏、乱、臭的景象。在越来越重视环保的今天,危险废物焚烧处置工程起到了举足轻重的作用,并且越来越人性化。随着人们可以亲临参观厂房的工作环境,加强了人们对危险废物焚烧处置的理解和包容,使人们更加了解环境保护的重要性,并积极主动地投入到环保事业中,用实际行动来捍卫人类的生存环境,给子孙后代创造更美好的生活条件。近年来,越来越多的危险废物焚烧处置工程投入到建设和使用中,为人类的环保事业做出卓越的贡献。


参考文献:
【1】建筑设计防火规范  GB 50016-2014
【2】工业建筑节能设计统一标准GB 51245-2017
【3】工业建筑防腐蚀设计标准GB/T  50046-2018
【4】危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范 HJ/T176-2005
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