程文卿
山东电力建设第三工程有限公司工程咨询院
【摘 要】随着国家“一带一路”建设的推进,国内现代电厂设计的建筑师们迎来了新的挑战。笔者作为电力设计院的建筑设计师,以印尼马拉扎瓦为例,从建筑专业设计负责人视角出发,回顾和总结在面对海外不同的文化背景、不同的自然环境、不同的建筑材料和建筑技术时,建筑师如何运用积累的电厂设计经验,因地制宜的进行电厂建筑设计,并在实践中探索走出国门的电厂建筑的定位。
【关键词】自然与环境;融入当地异域文化;因地制宜;控制成本
引言:长期以来电力工艺专业决定着电厂的布局和规模,忽视了建筑专业在电厂设计的重要性。而中国企业在国外建电厂,建筑风格将成为展现中国企业风貌的窗口,全厂建筑风格风貌成为走出国门的中国电厂的第一道风景线。
一、项目概述
印尼玛拉札瓦项目是公司首个印尼国家电力公司的EPC项目,肩负着满足加里曼丹地区日益增长的电力需求重任。印尼项目是鸿瑞公司第一个独立完成的燃煤电站设计项目,本项目虽然机组容量不大,但是设计技术难度却毫不逊色于大机组。
该项目为3炉2机,净出力为2X27.5MW的循环流化床机组。项目位于印尼东加里曼丹省的马拉扎瓦(Muara Jawa)地区的Teluk Dalam Village村,地处省会沙马林达及港口城市巴厘巴板之间(距离沙马林达市30km,距离巴厘巴板90km)。
作为国外项目的项目,其设计理念和以往国内项目还是很多不同之处。在印尼电厂的建筑设计探索中,逐渐认识到充分利用当地自然资源、与异域文化共生、建筑材料和建筑技术的更新应用。作为一个建筑师,有必要对工程做一个回顾,希望从印尼电厂的整个设计过程中汲取经验,为在“一带一路”的电厂建设中奋斗的建筑师们提供一个鲜活的设计案例,提供新的思路。
二、设计分析
1)适应气候条件
建筑是人类与大自然不断抗争的产物。它体现在功能上,建筑首先需满足自然气候条件,从而才能满足人类作为生物体的生理需要,这是建筑设计的重要前提。印尼位于南半球靠近赤道处,岛内呈典型的热带雨林风貌;四季没有明显气温差异,而常年平均气温并不算十分高。
针对这些自然条件,建筑在布置需注意遮阳防晒,如设遮阳棚;雨季雨水量大,需防止雨水倒灌;为防止雨季防潮,可以将开启窗朝向尽量布置在与雨季主导风向入射角小于45的朝向上,使室内得到更多的对流风,及时带走室内湿气。为避免雨季强降水对建筑的影响,采用大坡度的屋面来加快泄水。需注意的是,由于印尼地处南半球,靠近赤道的地理位置,跟国内建筑“坐北朝南”“避免西晒”的设计习惯不同,建筑对朝向并不敏感,如北向日照时间反而更长,所以北向反而更需要采取遮阳措施,并且由于雨季的风向不同,不能简单的照搬国内设计思路,而需要针对当地的风向,来做实际调整。
例如在行政办公楼门厅入口处设置5米长的门廊,通过连廊、入口、门窗等细节的处理, 减少当地气候对人员的影响。门廊不仅起到遮阳效果而且对于雨季比较多的印尼地区遮雨作用,成为优美且富有特点的厂区入口空间,在景观上共同塑造了入厂空间的整体形象,符合当地建筑的风格。
2)建筑材料和建筑技术的配合更新
不同的建筑材料对于建筑的外形和结构起到了决定和制约作用,建筑结构技术的设计也在新材料的应用中实现了新的创新和突破。建筑材料和建筑结构技术相辅相成,材料的应用使得建筑结构的设计理念得以实现。
与砖石、砌体、水泥砂浆、混凝土等传统建筑的无机建筑材料相比较,现在的新型建筑围墙材料多采用了大量的有机建筑材料才来满足墙体保温隔热功效。例如在主厂房外墙的墙体采用保温压型钢板,通过保温材料墙起到了隔热作用,避免外面的热量传到室内增加室内耗能,以实现节约环保。
同时在设计中发现前期调研中由于对于当地建筑材料的不熟悉和当地工艺的严重不足引起的设计返工。本项目在前期材料中调研到的砌体中选了一种砌块--加气混凝土砌块,在设计过程中所有的工艺节点都采用这个砌块。但是后期有关部门没有采购到,需修改为混凝土空心砌块,导致后期设计需要修改过梁配筋及其他节点详图等,造成了后期图纸修改工作量。在以后的设计过程中需要引以为戒,调研信息一定要准确严格。建筑材料的选择直接影响着建筑结构技术。
3)控制成本
本项目在设计初期一个重要原则是节俭工程量,控制成本。这给控制建筑体块的把控方建筑专业出了一个难题,不仅要满足建筑的功能要求,还要控制体块。建筑需尽量减少不必要的形体变化,削减建筑材料的过度浪费,加之满足要求的维护结构。于是在设计中有效地节约用地、建筑材料,控制成本,造型也美观,成为建筑设计师考虑的问题。
在本项目中设计者将行政办公楼和食堂做成结合体建筑;将材料库、检修间和消防站做成联合建筑;在车库的设计中,把配件储藏作为室内建筑,车库设置为车棚。这些设计点不仅功能分区明确,便于管理使用,更多地减小建筑体块节约成本。同时在维护材料上,只给有空调需要的建筑物配置双层保温压型钢板,其他建筑采用单层压型钢板。贯彻节约材料,控制成本的宗旨,从建筑师角度把成本控制到了极致。
除了做好建筑群规划,单体建筑功能布置和建筑立面设计,还需要和业主随时沟通协调是否满足要求,建筑物需从大比例到小细节都要满足业主的要求。这样的设计模式是成功的,作为第一个独立做施工图项目的设计院,随时和业主沟通,随时和监理沟通,提供设计策略和建筑方案,使最后的设计方案都得到了认可。建成后的印尼电厂成为后期公司在印尼市场的参考典范,受到了业主IRP的高度认可,为此公司还被印尼国家评为最佳国外EPC。
4)与异域文化共生
建筑是宗教文化的产物。建筑与异域文化共生,体现的不仅是电厂形象与环境的协调,也体现中国企业对不同文化的包容和尊重,更为中国企业在异国立足建立良好的“地缘”。受当地多种族的影响,印度教与伊斯兰教成为岛内主要宗教文化,而由此带来的建筑布置,与国内建筑也有很大不同。
电厂EPC方作为走出国门的中国企业,但配置有三分之二为当地印尼员工,印尼是种族与宗教复杂多元的国家,不同的生活习惯和宗教文化,对建筑的布置提出了不同的要求。如为满足伊斯兰教的要求,生活区的办公楼、员工餐厅及宿舍楼内,以及有较多人员使用的建筑内均需配置祈祷室;卫生间的入口门不得向西开启;在厂区内设立一个独立的清真寺。正是建筑设计中的这些细节,体现了走出国门的中国企业以人为本,尊重当地文化的设计理念。
本项目在清真寺的设计过程中,由于对于国外习俗的不了解和对清真寺的设计不熟悉,调研了大量资料、当地的建筑风格和当地人们的使用风俗,也无数次修改方案,最终获得了业主工程师的认可。清真寺的设计符合穆斯林风俗,例如:(1)祈祷室祈祷方向尽量有一面完整的墙,门在背向祈祷方向的方位开;祈祷室设洗手池;用空心箭头标明祈祷方向;(2)卫生间蹲位、小便池不得朝向或背离祈祷方向,可垂直祈祷方向或成角度布置;(3)卫生间、浴室更衣室、备餐间等辅助房间不得布置在主入口处,可布置在次入口处或远离主入口的方向。(4)最具代表性的是清真寺主体建筑大殿,屋顶建有一个绿色圆拱形弯隆顶建筑,以彰宣伊斯兰。
三、结束语
历经了初步设计、施工图设计、现场施工直到顺利运行发电,在这个过程中,从建筑风格的定位到建筑布置,从方案推敲到设计优化,建筑设计经历了很多轮的调整和修改。海外工程由于缺乏基础资料和数据,很多设计条件不明确,造成设计过程与国内工程有很大不同,然而就是这些不同,建筑师加以专业的分析和运用,造就了符合气候特征、充分利用当地材料、控制成本、与异域文化共生的好建筑。
笔者通过马拉扎瓦电厂的整个设计过程中总结经验,为后期的当地项目提供鲜活的设计案例和新的思路。期望在今后的职业生涯中,建筑师能有更多的机会,充分展现走出国门的电厂建筑之美,为电力事业国外市场的蓬勃发展添砖加瓦。
作者简介
程文卿 硕士 高级工程师 山东电力建设第三工程有限公司工程咨询院 建筑设计工程师