王 琴 太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司

1 引言

集中供熱成為我國(guó)北方城市解決冬季供暖問題和環(huán)境問題的主要方式。目前，集中供熱主要通過熱電聯(lián)產(chǎn)形式向城市的各個(gè)地方輸送熱源。熱力站是熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱中重要的一環(huán)和主要媒介。供熱管線將電廠出來的高溫高壓水輸送至熱力站，熱力站將通過站內(nèi)板型換熱器將高溫高壓水進(jìn)行調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換輸送至城市的各個(gè)熱用戶。熱力站根據(jù)供熱管網(wǎng)的不同工況、條件，分別采取不同的方式進(jìn)行連接，將熱網(wǎng)的介質(zhì)科學(xué)合理地分配至用戶，以滿足用戶的需求，并通過計(jì)量、檢測(cè)對(duì)熱網(wǎng)的供熱參數(shù)進(jìn)行記錄和反饋，以保證熱網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。隨著我國(guó)城市化速度的加快，城市的規(guī)模和人口急劇增加，對(duì)供熱管網(wǎng)和系統(tǒng)的建設(shè)帶來了更大的挑戰(zhàn)，對(duì)供熱設(shè)施設(shè)備和人員素質(zhì)也帶來了更高的要求。熱力站作為供熱管網(wǎng)和用戶的連接點(diǎn)，熱力站的建筑工程設(shè)計(jì)必須考慮諸多因素，首先根據(jù)建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)熱力站規(guī)劃區(qū)域的地質(zhì)、周圍交通和居民環(huán)境進(jìn)行調(diào)查后進(jìn)行初步設(shè)計(jì)；其次在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要考慮結(jié)構(gòu)的節(jié)能性、美觀性和周圍建筑物的協(xié)調(diào)性；再次建筑工程設(shè)計(jì)要考慮建筑的防火防爆性、抗震性等。

2 建筑設(shè)計(jì)中熱力站的設(shè)置原則

熱力站的設(shè)置首先要根據(jù)城市當(dāng)?shù)卣目傮w規(guī)劃為主要參考依據(jù)，其次要認(rèn)真考慮與居民區(qū)、商業(yè)區(qū)和生產(chǎn)工作區(qū)等的位置關(guān)系，從而科學(xué)合理地選擇熱力站的位置。在建筑設(shè)計(jì)中為了節(jié)約土地和減少施工影響，對(duì)于改建的熱力站應(yīng)盡量使用原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)施設(shè)備的需要可以對(duì)土建工程做必要的改動(dòng)，重點(diǎn)是根據(jù)熱力站對(duì)以前的供熱管網(wǎng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和敷設(shè)，而對(duì)于新建的熱力站一般都選擇設(shè)置在一個(gè)獨(dú)立的建筑或者構(gòu)筑物內(nèi)，或者選擇在空間較大且無較多隔斷的建筑物的地下室或底層。

（1）熱力站的設(shè)置應(yīng)根據(jù)周圍的地形情況，盡量設(shè)置在熱用戶聚集地的中心位置或者靠近熱用戶聚集的地區(qū)，以減少管網(wǎng)的敷設(shè)長(zhǎng)度并使得熱用戶的供熱距離相對(duì)均等，既保證了供熱質(zhì)量又使建設(shè)成本得到了降低。

（2）熱力站數(shù)量的確定一般根據(jù)供熱面積決定。熱力站的供熱半徑一般不應(yīng)超過800m，供熱面積根據(jù)節(jié)能規(guī)范規(guī)定一般應(yīng)控制在5萬平方米～10萬平方米。

（3）在熱力站供熱范圍內(nèi)的的建筑物高度不宜差距過大，以保證選用同一種連接方式進(jìn)行連接；熱力站的連接方式一般采用間接方式進(jìn)行連接，以便于供暖期的參數(shù)調(diào)節(jié)和后期的維護(hù)檢修。

（4）對(duì)于原鍋爐房改建的熱力站應(yīng)盡量利用原有設(shè)施設(shè)備和管網(wǎng)系統(tǒng)，以節(jié)省投資。

3 建筑設(shè)計(jì)中熱力站規(guī)模的確定

在建筑設(shè)計(jì)中熱力站的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)一般參照投資回報(bào)年限、施工造價(jià)和年運(yùn)行成本三個(gè)參數(shù)進(jìn)行綜合對(duì)比。熱力站的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)直接受熱力站規(guī)模大小的影響。熱力站的規(guī)模由熱用戶的數(shù)量、投資成本和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等因素綜合確定。熱力站的規(guī)模宜按以下原則確定：

（1）對(duì)于新修建的小區(qū)，新建熱力站的供熱規(guī)模應(yīng)不超過本小區(qū)。

（2）對(duì)于原本有供暖設(shè)備的小區(qū)（即改建熱力站小區(qū)），應(yīng)最大程度的保留原供熱系統(tǒng)，運(yùn)用原供熱管網(wǎng)和設(shè)施設(shè)備，應(yīng)盡量減少熱力站新建部分的規(guī)模。

4 建筑設(shè)計(jì)中熱力站的平面布置

熱力站的平面布置必須滿足建筑消防安全布局，熱力站耐火等級(jí)一般設(shè)計(jì)為二級(jí)。根據(jù)儲(chǔ)存物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類條文規(guī)定將熱力站定為戊類廠房。熱力站設(shè)置兩個(gè)疏散出口，單層熱力站內(nèi)任一點(diǎn)至最近安全出口的直線距離應(yīng)少于60m；如設(shè)置有二層的熱力站，二層輔助用房位于袋型走道兩端盡頭至最近安全出口的距離應(yīng)少于22m。熱力站內(nèi)外高差應(yīng)控制在150mm，站內(nèi)配電室、自控設(shè)備室等帶電設(shè)備間地面高出熱力站地面100mm，有人值守?zé)崃φ拘l(wèi)生間內(nèi)地面低于熱力站內(nèi)地面20mm左右。

5 建筑設(shè)計(jì)中熱力站的地基處理

對(duì)于新建的熱力站必須有相應(yīng)的地質(zhì)勘查報(bào)告，對(duì)于有地質(zhì)問題或地基承載力較低的，必須進(jìn)行地基處理，已達(dá)到設(shè)計(jì)地基承載力要求。以太原市為例，太原地區(qū)屬于濕陷性黃土地區(qū)，在本市的熱力站地基處理多采用換填灰土墊層或灰土擠密樁法，以防止熱力站基礎(chǔ)沉降引起設(shè)備損壞。

6 建筑設(shè)計(jì)中熱力站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

熱力站一般設(shè)置在建筑物或構(gòu)筑物的底層或地下室內(nèi)，盡量不要選擇兩層布置。根據(jù)熱力設(shè)備的工藝安裝要求，層高較高，一般為4m～6m，且盡可能少的隔斷柱以滿足供熱設(shè)施設(shè)備的安裝和運(yùn)行要求。熱力站分有人值守?zé)崃φ竞蜔o人值守?zé)崃φ緝深悺o人值守?zé)崃φ靖鶕?jù)運(yùn)行要求一般僅設(shè)置設(shè)備間、配電室、遠(yuǎn)程自控設(shè)施設(shè)備間等；有人值守?zé)崃φ驹跓o人值守?zé)崃φ镜那疤嵯乱O(shè)置鹽庫(kù)、休息間和衛(wèi)生間等。此外，兩類熱力站均要根據(jù)目前熱用戶的負(fù)荷，預(yù)留一定的空間以滿足后期的擴(kuò)網(wǎng)要求。目前集中供熱熱力站的建筑結(jié)構(gòu)形式一般分為框架結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)兩類。

6.1 框架結(jié)構(gòu)

單層熱力站或二層熱力站均采用全框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)規(guī)范和供熱設(shè)備的工藝要求，布置熱交換設(shè)備的建筑物開間在小于12m時(shí)多采用單排柱的形式；大于15m時(shí)采用雙排柱的形式。熱力站廠房?jī)?nèi)必須設(shè)置排水溝，排水溝多采用明排法布置，且嚴(yán)格滿足工藝要求。熱力站的基礎(chǔ)、梁、柱等結(jié)構(gòu)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范施工。

6.2 輕鋼結(jié)構(gòu)

對(duì)于熱力站的建設(shè)和投入使用施工周期短，工期緊的熱力站多采用輕鋼結(jié)構(gòu)。輕鋼結(jié)構(gòu)的熱力站由于鋼結(jié)構(gòu)存在鋼材強(qiáng)度高，塑性韌性好、自重輕；制作簡(jiǎn)便，施工工期短；材質(zhì)均勻，與力學(xué)模型較吻合；鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸較混凝土小，可以有比較大的凈高，也可以支撐較大的柱間距離，使室內(nèi)有較大的開間的優(yōu)點(diǎn)。

7 建筑設(shè)計(jì)中熱力站的防火防爆設(shè)計(jì)

熱力站的防火等級(jí)根據(jù)GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定熱力站耐火等級(jí)為一至三級(jí)，熱力站耐火等級(jí)一般設(shè)計(jì)為二級(jí)。根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)性分類的規(guī)定熱力站為丁、戊類廠房，其中，丁類廠房為設(shè)置有天然氣補(bǔ)燃機(jī)組的熱力站；戊類廠房為普通熱力站。熱力站的防火間距根據(jù)規(guī)范規(guī)定：丁類廠房與單棟民用建筑和裙房的防火間距為10m，與一類高層建筑的防火間距為15m，與二類高層建筑的防火間距為13m。戊類廠房與單棟民用建筑和裙房的防火間距為6m，與高層建筑的防火間距為9m。

熱力站的防爆設(shè)計(jì)是針對(duì)設(shè)置有天然氣補(bǔ)燃機(jī)組的熱力站（即丁類廠房）。根據(jù)GB 50736—2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:熱力站廠房須單獨(dú)布置，不滿足單獨(dú)布置條件時(shí)須緊靠建筑物外墻；熱力站須采用耐火極限大于1.5h的現(xiàn)澆樓板與相鄰部位隔開，且熱力站四周采用耐火極限為2h的防爆墻；熱力站須設(shè)置泄壓口，泄壓口的面積不得小于熱力站建筑占地面積的10%，且泄壓口必須遠(yuǎn)離人員密集場(chǎng)所和主要疏散出口或安全出口。

8 建筑設(shè)計(jì)中熱力站的抗震設(shè)計(jì)

建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)當(dāng)?shù)氐目拐饛?qiáng)度對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，以保證在地震過程中，建筑物的主體結(jié)構(gòu)和設(shè)施設(shè)備不受損壞。太原地區(qū)的抗震設(shè)防等級(jí)為八級(jí)，為了滿足抗震設(shè)計(jì)要求，對(duì)新建熱力站的樓板需采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土的形式，且厚度≥100mm。

9 建筑設(shè)計(jì)中熱力站的降噪處理

熱力站一般在小區(qū)的中央位置，熱力站發(fā)出的噪聲對(duì)小區(qū)居民的正常生活造成了極大的影響。熱力站的噪聲來源主要有兩部分組成，一是供暖運(yùn)行期，水泵在運(yùn)行期間電機(jī)發(fā)出的噪聲；二是介質(zhì)在管道中流動(dòng)產(chǎn)生的摩擦與震動(dòng)噪聲。這兩類噪聲主要通過熱力站的結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行傳遞。對(duì)于熱力站噪聲污染必須進(jìn)行降噪措施。目前的熱力站的降噪措施主要是通過隔聲、吸聲來完成。

9.1 隔聲措施

熱力站必須設(shè)計(jì)為密閉式結(jié)構(gòu)建筑，對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的熱力站外墻選用360mm的磚或者加氣混凝土砌塊進(jìn)行砌筑，使外墻的隔聲量大于40dB（A）。熱力站的門采用防火隔聲門，門扇四周均要安裝彈性密封墊，保證不出現(xiàn)漏聲的位置，窗戶必須選用雙層消聲窗。

9.2 吸聲措施

吸聲措施主要采取對(duì)噪聲的吸收并減少反射的措施。在熱力站的裝修上對(duì)墻面采用吸聲墻面、龍骨內(nèi)填充超細(xì)玻璃棉；墻面外墻采用微穿孔板；頂棚吊頂采用吸聲材料制作。

10 結(jié)語

供熱工程是一項(xiàng)重大的民生工程，熱力站是實(shí)現(xiàn)城市集中供熱的重要環(huán)節(jié)，熱力站設(shè)計(jì)的好壞直接影響著人民群眾的正常生活質(zhì)量和社會(huì)的穩(wěn)定和諧。建筑工程設(shè)計(jì)是最直觀的，建筑設(shè)計(jì)在外形設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，往往要對(duì)熱力站的采光情況、通風(fēng)、消防、交通等的整體考慮，從而避免工程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象。熱力站的設(shè)計(jì)要謹(jǐn)慎、認(rèn)真，積極創(chuàng)新，采用新技術(shù)、新材料，采取合理措施、設(shè)備選型，既要保證供暖期的安全平穩(wěn)運(yùn)行又要保證供熱質(zhì)量不受影響。同時(shí)積極的采用先進(jìn)的技術(shù)措施，緊跟時(shí)代步伐，就能夠有效解決千家萬戶的采暖問題，就能滿足人民群眾對(duì)居住環(huán)境的高質(zhì)量要求。