后工业社会垃圾焚烧发电厂设...杭州市临江环境能源工程为例_王大超.pdf

138 观点 VIEWPOINT后工业社会垃圾焚烧发电厂设计探析以杭州市临江环境能源工程为例DESIGN ANALYSIS OF WASTE-TO-ENERGY PLANT IN POST-INDUSTRIAL SOCIETY:A CASE STUDY OF LINJIANG ENVIRONMENTAL ENERGY PROJECT IN HANGZHOU王大超 王大鹏 杨大禹WangDachao WangDapeng YangDayu 收稿日期：20220521诚如勒 柯布西耶在走向新建筑一书中所写：“工业像一条流向它的目的地的大河那样波浪滔天，它给我们带来了适合于这个被新精神激励着的新时代的新工具。”1工业化使城市的规模不断扩张，城市生产效率在提高的同时，也制造出了巨量的垃圾。作为工业时代的特殊产物，垃圾焚烧发电厂这种设备与建筑高度融合的工业建筑应运而生。尽管垃圾焚烧长期以来饱受社会各界诟病，但它的发展也见证了工业社会下人类文明的进步。20世纪50年代电子信息技术开始在美国蓬勃发展，形成新的社会结构，这种变化使得工业建筑的内涵被重新定义。如今的垃圾焚烧发电厂已不再是单一的能源转化建筑，其建筑功能在拓展的同时，个性化需求也在不断增加。1 后工业社会理论背景 1.1 后工业社会的结构更新后工业社会旨在描述未来社会基于科学与技术的革新，引发社会结构变化。美国社会学家丹尼尔 贝尔根据中轴原理，将理论知识当作后工业社会的轴心，整个社会便围绕理论知识组织起来。后工业社会迫切地需要理论知识，由此产生了大量技术型知识分子，科学家、工程师、技术人员成了社会革新的主要力量。此外，生产率的提升也使大量劳动力从产品生产经济转向服务型经济。在电子信息技术的驱动下，知识性质也发生了变化，移动互联网的普及使信息变成重要的资源。按照贝尔的预测，具有规划系统的“智能技术”的出现，会使原本错综复杂的社会变得井然有序。21.2 后工业社会工业建筑角色的转变以信息技术为载体的后工业社会展示了其对社会资源的控制能力，使人们的个性化需求能够被满足。如果说工业社会是通过“量”的多少来衡量社会的标准，那么后工业社会则更多地追求“质”的提升。2人们都想获得优质和舒适的服务，因此个性化需求也在不断增加。需求的转变使后工业社会工业建筑的角色也发生转变，它不再是冷冰冰的机器，也不再是满足单一生产需求的厂房，而是一种集合了各方需求的服务空间，是对当下技术与艺术审美的反馈。摘要 垃圾焚烧发电厂作为城市中重要的公共基础设施，其建设一直以来是备受公众关注的社会问题。基于后工业社会的时代背景，本文以垃圾焚烧发展的历史和垃圾焚烧发电厂建筑设计的嬗变为切入点，分析了当下国内垃圾焚烧发电厂呈现出功能更加多元、建筑造型丰富多变、单体规模逐渐扩大等设计趋势，以及所存在的一些问题。本文以杭州市临江环境能源工程项目设计为例，从建筑的总体布局、外观造型、立面形式、参观展示空间、材料选用等几个方面对项目进行详细的解读，为当下国内大规模兴建的垃圾焚烧发电厂的建筑设计提供些许反思。关键词 垃圾焚烧发电厂；建筑设计；后工业社会Abstract As an important public infrastructure in cities,waste incineratioin power plant has been getting public attention for a long time.Based on the background of post-industrial society,by taking the development of waste incineration and the evolution of waste incineration power plant building design evolution as the entry point,this paper analyzes the present domestic waste incin-eration power plants trends of more diverse functions,building rich and changeful modelling,gradual expansion of monomer scale,and some problems.Taking the archi-tectural design of Linjiang environmental energy project in Hangzhou as an example,this paper makes a detailed interpretation of the project from the overall layout,appearance,facade form,exhibition space and material selection of the building,so as to provide some experi-ence on the architectural design of the current large-scale construction of waste incineration power plant in China.Keywords waste incineration power;architecture de-sign;post-industrial society2 垃圾焚烧的发展历史及垃圾焚烧发电厂设计的嬗变2.1 垃圾焚烧的发展历史垃圾是人类文明的重要组成部分。始于英国的工业革命是垃圾处理的一个重要转折时期，城市人口和规模的扩张致使垃圾数量急剧攀升，糟糕的城市环境致使霍乱在欧洲大肆流行，垃圾焚烧对阻止流行病的传播起到了重要作用。31874年，阿利奥特 曼洛夫公司在诺丁汉建造了英国第一座垃圾焚烧炉，自此，专业的垃圾焚烧正式开始。随后，英国的利兹、曼彻斯特和伯明翰等城市也建造了一批垃圾焚烧厂，率先进入工业社会的国家也陆续采用垃圾焚烧的方式。1885年，位于纽约总督岛的美国第一家垃圾焚烧发电设施投入运营。早期由于技术限制，垃圾焚烧时所产生的废气、废渣、废水等对环境造成了极大的危害，20世纪末有不少国家相继停运或停建了大部分焚烧发电厂。随着技术的更新及焚烧规范的完善，垃圾焚烧发电目前是一项值得信赖的垃圾处理技术。在日本，部分垃圾焚烧发电厂甚至建设在城市的核心区域。2.2 垃圾焚烧发电厂设计的嬗变垃圾焚烧发电厂属于设备与建筑融合度极高的一种工业建筑类型，从它诞生起，这种明确的功能导向就已经确立。垃圾焚烧的流程大致可以分为三个阶段：一是对垃圾的收集和预处理；二是进行垃圾焚烧发电；三是焚烧废弃物的处理（图1）。焚烧的技术虽然在进步，但这套处理流程却还在延续。本文通过对比20世纪初和21世纪垃圾焚烧厂的剖面图，可以很直观地看到其功能特征（图2）。纵观一百多年的垃圾焚烧发电历史，随着技术的演进，垃圾焚烧发电厂的建设使用，大致可以分为起始期、发展期、扩张期、成熟期四个发展阶段（表1），这四个时期体现了垃圾焚烧发电厂建筑设计在不同阶段的嬗变与更替。3 后工业社会国内垃圾焚烧发电厂建筑设计概况3.1 面临的问题中国作为垃圾焚烧发电领域的后起之秀，王大超 昆明理工大学建筑与城市规划学院硕士研究生王大鹏 东南大学建筑学院博士研究生，杭州中联筑境建筑设计有限公司总建筑师杨大禹 昆明理工大学建筑与城市规划学院教授、博士生导师CA 2023/02 当代建筑 139用了短短几十年的时间从早期追求规模的粗放式发展逐渐转为如今追求高质量的精细化发展，垃圾焚烧发电产业的装机规模、发电量均居世界第一。与此同时，不均衡的发展导致公众对垃圾的认识存在不足。目前，垃圾分类的相关制度并不健全，部分焚烧厂废气的排放不能稳定达标，使公众对垃圾焚烧发电产生质疑与抵抗情绪。许多企业将大批资金投入垃圾焚烧厂的去工业化设计中，而在关键设备和技术上的投入反倒较少。还有一些垃圾焚烧厂采用夸张的造型设计，与周围环境不协调，过度的设计导致投资成本攀高，增加了企业与社会的负担。有的企业甚至未能对未来发展做出合理评估，给垃圾焚烧厂引入不必要的功能，从而造成浪费。这些本末倒置的方式不仅加重了企业的负担，而且不利于垃圾焚烧发电产业的良性发展。3.2 设计趋势的变化在部分过渡到后工业社会的经济发达区域，社会结构的更新使公众观念逐步发生转变。早期垃圾焚烧发电厂“脏、乱、臭”的粗陋形象得到根本性扭转，一些垃圾焚烧发电厂的建筑设计及环保理念已经处于国际领先地位。这些垃圾焚烧发电厂在满足生产需求的同时，还融合了环保展示厅、咖啡厅、第二课堂等休闲、教育功能空间，为市民和游客提供服务。垃圾焚烧发电厂除了在功能空间上更加多元化之外，其建筑造型也丰富多变，如建筑外立面通过参数化设计精确地控制立面造型的形式，并融合了各种传统建筑样式。随着技术升级，焚烧厂的规模也在不断扩大，目前在建的深圳市东部环保发电厂项目是全球最大的单体垃圾焚烧发电厂。通过上述设计嬗变的分析可以看出，当下国内垃圾焚烧发电厂呈现出功能更加多元、建筑造型丰富多变、单体规模不断扩大的设计趋势，并已逐渐演变为集垃圾处理、环保教育、科普旅游、文化展示于一体的综合体。3.3 设计策略的转变在这个信息密集的后工业社会，建筑正作为一种媒介向公众传达相应的理念，不少建筑师通过塑造新的建筑形式，加入理念的传播过程中。对于建筑师来说，垃圾焚烧发电厂这种专业性较强的工业建筑，其设计往往以工程师为主导，但面对后工业社会的新需求，工程师的力量显然不足。越来越多的公众渴望了解日常生活中的垃圾是如何被处理的，因此新的垃圾焚烧发电厂需要营造透明、开放、互动的场所，从而化解“邻避效应”所产生的危机。建筑师必须要了解工厂是如何运作的，以及每一部机器的工作原理，从而使整个建筑在美学与实用之间实现平衡。4 杭州市临江环境能源工程4.1 建设背景与项目概况杭州市临江环境能源工程属于特大型生活垃圾焚烧处理工程，是临江循环经济产业园的核心工程，为城市处理生活垃圾提供保障。作为浙江省重点建设项目，以及2022年第19届亚运会的保障工程，杭州市临江环境能源工程为了打造国际领先的垃圾焚烧厂，2017年底采用招标的形式，经过几轮激烈的角逐才确定最终的实施方案。项目采用DBO（设计建设运营）模式建设，由政府出资将焚烧厂的设计、建造和运营整合在一起，并委托给专业的承包商，这为项目的建设质量及运营提供了保障。项目位于钱塘江与曹娥江交汇的三角地带，表1 垃圾焚烧发电厂的发展历程及特征历史时期工业社会后工业社会时间19世纪末到20世纪初 20世纪中后期20世纪末期21世纪 时代背景 工业革命初期第二次世界大战结束，现代主义建筑盛行后现代主义及解构主义盛行 建筑设计理念向多元化发展发展阶段 起始期发展期扩张期成熟期主要区位 郊区郊区郊区、市郊市区、市郊建筑特征 新的结构形式，沿用历史建筑风格现代主义建筑风格，设备管线外露建筑风格多样，使用新的材料，去工业化设计建筑造型突破原本工业属性限制，融合多种服务功能具体案例 纽约总督岛垃圾焚烧厂、丹麦第一座垃圾焚烧厂美国艾克希尔能源公司垃圾焚烧发电厂、德国MVA Flingern垃圾焚烧发电厂维也纳垃圾焚烧厂、荷兰AviTwente垃圾焚烧厂东京都涩谷生活垃圾焚烧厂、丹麦Amager Bakke垃圾焚烧厂汽轮发电机电网垃圾吊车旋转喷雾塔活性炭石灰乳液布袋除尘器烟气在线检测焚烧炉余热锅炉垃圾接收大厅压缩空气除盐水渗滤液收集输送废渣、废气处理区域垃圾封闭池区域垃圾吊车区域焚烧炉区域垃圾接收区域211 垃圾焚烧发电工艺流程2 20世纪和21世纪的垃圾焚烧厂剖面图功能对比a 20世纪垃圾焚烧厂剖面图b 21世纪垃圾焚烧厂剖面图140 观点 VIEWPOINT是钱塘江入海的最东端门户（图3），也是目前位列全亚洲规模第二的一次性建设的生活垃圾焚烧发电项目，占地面积为235 865 m2，总建筑面积为1