北京海淀再生能源发电厂工程设计与实践―建筑师札记(二)

【摘要】本文通过对北京海淀再生能源发电厂工程设计与实践，提出垃圾焚烧发电工房建筑造型塑造过程中注意事项，并就实际遇到的特殊造型对建筑影响问题展开探讨，供同业者参考，以期提高建筑设计水平。

【关键词】焚烧发电工房；建筑造型；外立面挑檐；特殊造型对建筑影响的预评估

图1 海淀再生能源发电厂鸟瞰

海淀再生能源发电厂是一组具有现代生产技术设备的建筑群体，焚烧发电工房（简称主工房）“炼・岩”的设计构思以强烈的个性、简洁明快的立面造型给人以深刻的印象。设计中如何实现呢？

一、焚烧发电工房概述

焚烧发电工房位于全厂中心区，东西长190米，南北宽142米，建筑面积4.5万平方米。按工艺流程分成垃圾卸料厅、垃圾坑、焚烧间、炉渣坑、烟气净化间等四个部分横向展开。

焚烧发电工房经过方案比较，平面采用发电工房与焚烧工房脱开的布局方案，在两工房之间用两条架空廊道相连，方便人员及管线穿行。使焚烧工房和发电工房成为既相对独立又有联系的两栋建筑物，改善各自的采光、通风条件。也使结构的基础受力均匀，基础沉降较易控制，节约投资。

焚烧发电工房主体为单、多层大空间建筑物。建筑结构形式：整体为抗震墙+框、排架结构，屋顶采用大空间钢网架或钢屋架，局部为钢筋混凝土框架结构。其中焚烧间和烟气净化间采用格构柱型式，屋顶采用大跨度钢屋架和钢梁，复合压型钢板屋面，设屋面采光天窗。发电工房位于焚烧工房南侧，主体为三层。

二、建筑主体风格的塑造

根据焚烧发电工房采用“炼・岩”造型的构思，我们首先确定主工房立面材质和色彩。考虑到整体环境和建筑的耐久性，墙面采用金属板，在确定外立面主体采用金属复合夹芯板墙面基础上，为慎重起见，根据国标宝钢彩图板色卡和RAL色卡，进行了多种色彩方案的比较。期间多次就主工房立面装饰组织各方会议，讨论相关事宜，并就此做样板墙。

经过细化，建筑主体立面划分同高、不同的色带划分，用在较大面积的墙身上，在强调主体横向大挑檐同时，多重大挑檐采用和建筑主体墙面两种色彩不同的色彩搭配方案，使用同色系，不同深浅的灰度色彩搭配。既强化了原本的建筑概念又使立面变得完整统一。立面材料色彩及板材的分割，凸显原本页岩体的方案设计概念，对色彩单元内不同高度的横向线条的把握控制，让硕大的建筑本身拥有了丰富的层次感。

从海淀再生能源发电厂实际需要出发，以简洁、实用、高效为原则，主工房外墙主色调最终确定为大面积银灰色高耐候聚酯复合彩钢板1（浅）、2（深）+高光银白色氟碳漆铝板（应用于各挑檐）+淡蓝灰色玻璃的铝合金门窗，使得外墙色彩大方稳重，简约内敛。焚烧工房和发电工房的下部整体采用银灰色高耐候聚酯复合彩钢板2（深），与上部彩板外墙、铝板挑檐和谐、统一。与此同时，门窗框料、门板、铝合金百叶、玻璃幕墙框颜色同相邻墙体颜色统一考虑。体现工业建筑的韵律、简练和美感。加以对金属构件的细节设计，立面形象完整舒展。体现出建筑的灵性，诠释出现代工业科技具有的现代、稳重、大气、坚如磐石的本质。

三、“过分突出”的立面挑檐―“炼・岩”造型实施的挑战

值得一提的是，在塑造海淀项目“炼・岩”造型过程中，立面挑檐是本工程最具特色，也最具挑战的。立面造型所需要的挑檐设置几层？在什么位置上设？根据平面功能和标高，结合本工程的实际需要，施工图设计中立面层层挑檐高低错落，共七层，挑出尺寸有1.5m、2.4m、3.0m三种不等，挑出位置有从屋面位置挑出和从墙身挑出两种。其挑出的长度和视觉间的关系、抗风压性能以及其自身防水措施等都是设计过程中建筑师要认真解决的。基于北京气候特点，挑檐抗风压性能对结构也提出了挑战，一方面，结构专业采取加强措施外，我们在挑檐底部做穿孔处理，上部临排水沟处压型钢板端部不做封堵，这样使气流有通道排出，在形式上以减弱风的影响。挑檐上的排水如何考虑？自由落水？挑檐立面是否能经得起雨水冲刷带来的灰渍？考虑到材料的耐久性和公众参与的建筑属性，我们选择挑檐按有组织排水设计，见图2。

图2 挑檐节点构造示意图

细节设计决定成败，一个好的设计应经得起时间的考验和使用者的评价还在于细节处理。如：外门窗立樘安装位置应考虑到立面效果和实际需求，海淀主工房根据复合彩钢板外墙内侧有无砌块墙，以及不同类型的门窗进行不同处理；采暖地区主工房内的焚烧间、烟气间、汽机房的进风百叶窗应交代冬季封堵做法；金属复合夹芯板在烟气净化间烟管出墙面洞口处交代封闭做法。

诸多种种，建筑师应用心体会，才可能创造建筑精品。

四、特殊造型对建筑产生影响的预评估应引起重视

根据实际需要，海淀垃圾发电工房屋面排水采用虹吸排水和有组织外排水两种方式。屋面排水设计随建筑师在配合海淀项目主工房外立面幕墙二次设计的深化过程中，发现存在以下问题：海淀主工房造型的特殊性，使各屋面溢流口排水渠道不合适而需重新考虑设计。如：屋面溢流口的位置问题，凡直接流向相邻下部的立面铝板挑檐或各屋面（含连廊屋面）处均造成影响。再如：屋面溢流口的高度问题，最高处溢流口的高度约为50m，同时溢流口的大小影响了水流的大小，对地面层会造成巨大冲击。

由此，应根据建筑实际面积、高度和体量，本项目屋面做溢流系统，根本上解决问题。改变溢流口位置，调整上下层不同挑檐挑出长度之间的关系；汽机间立面顶部加挑檐，以把溢流口的排水有组织引出；加强相邻下部屋面和挑檐的结构；溢流口的导管伸出挑檐立面100；考虑新增溢流系统带来造价的影响等。

因工期紧迫，屋面在墙面溢流口500x200（h）的排水方式做简化处理，在顶层挑檐的立面上有孔洞，也算是一个小小的遗憾。

上述仅为建筑师本人的一点粗浅认识和体会，屋面溢流口对其它各专业产生的影响，还有待于相关人员及时总结。本案例中因建筑特殊造型使屋面溢流措施对建筑产生的影响不仅是建筑效果，还包括对结构主体、经济合理性等等……。由此可见特殊造型对建筑产生影响预评估应引起重视，以优化设计质量，及时指导现场施工，前期方案阶段能做预评估，其意义不言而喻。

五、结语

本工程的建设实施，改变了海淀区单一的卫生填埋处理方式，将为实现北京市垃圾处理规划目标、为海淀区垃圾处理开辟新途径，有利于实现全市及本区垃圾处理减量化、资源化、无害化的目标，使之与海淀区高新科技、文化旅游的特点相匹配，提高海淀区的整体形象。

鸣谢：由衷感谢粱立军、朱先年等领导和整个团队同事在工作过程给予的耐心指点和帮助！