梁云凯
（太原市热力设计有限公司，山西太原 030001）
集中供热热力站建筑设计分析
梁云凯
（太原市热力设计有限公司，山西太原030001）
摘要：阐述了集中供热在城市建设中的重要性，分析了热力站在集中供热系统中的地位，按照建筑设计要求，探讨了集中供热热力站建筑设计应遵循的原则，以改善环境质量，满足人们对居住环境的高品质需求。
关键词：热力站，建筑设计，集中供热，环境质量
0 引言
随着太原市城市建设近年大踏步的向前发展，太原市集中供热的规模发展也是前所未有的。作为城市重要的基础设施组成部分，尤其是在当下环境污染越来越严重，空气质量越来越差，为保障生产、环境治理和居民正常工作、生活，集中供热在城市基础设施的建设地位越发显得重要。
热力站是集中供热系统中的一环，是城市一次管网与小区二次管网中的连接点。它是热量交换、热量分配以及系统监控、调节的枢纽。其中机房安装换热设备、仪表和控制设备。将热网输送的热媒通过设备的调节，转换，控制向热用户系统分配热量以满足用户需求，使供热、用热达到平衡，安全运行。目前太原市集中供热系统采用的是热源—一级网—热力站—二级网—热用户的形式，一级管网与用户的间接连接使得热力站的设计在整个热网系统中至关重要。本文就热力站建筑设计中的几个主要方面进行阐述。
1 新建热力站的规模及选址
1）热力站的规模。
一般是指新建热力站建筑面积规模和供热面积规模，它是由多个因素决定的。其中合理供热面积及合理供热半径，建设费用经济指标的合理性即投资成本是主要考虑因素。其次还要从供热可靠性和安全性等进行多目标的评价。热力站作为连接一级网和二级网的中间环节，是热量交换、热量分配及系统调节、监控的重要场所。它的建设规模直接影响城市集中供热工程的投资。例如，有这样的两个住宅小区，它们的占地面积、建筑面积和热负荷密度相同。尽管有相同的供热量，但热力站建设规模不同，其投资和运行费用也不同。热力站规模越大，热力站和一级网的总投资越小，但二级网的建设投资和运行费用则大大增加；热力站规模小时，情况正好刚刚相反。因此，合理的热力站建设规模是集中供热规划和实施设计中应重视的问题。太原市集中供热在发展初期，热力站建筑规模较小，一般200 m2～300 m2，供热面积5万m2以上就可以建新站。
目前许多新建住宅小区建筑规模很大，热力站的规模也随之增大，供暖面积一般在10万m2以上，最大的达到40万m2～50万m2，相应热力站的建筑面积也达到1 000 m2左右。这就需要各专业设计人员配合优化热力站规模。
2）热力站的选址。
新建热力站无论是在年代较长的旧小区，还是新建的小区都存在合理选择站址的问题。合理选择站址目前主要有两个指标控制：
第一是必须满足太原市规划局制定的《太原市城市规划管理技术规定》中的涉及到的条款，如建筑物退红线，退地界，日照距离等规定［1］。
第二是必须满足国标GB 50016—2014建筑设计防火规范中的强制性条款，例如，建筑防火距离，不能占用小区现有的消防道路和消防车回转场地。在当前土地价值越来越大的情况下，热力站能够合理安全的选址也是有一定的难度的。这需要有关单位的努力配合才能解决。热力站的功能平面布置较简单，它属于丁、戊类厂房。一般按1层设计，长度、宽度根据工艺要求确定，柱距6 m左右，进深10 m左右，层高5 m左右，应尽可能减少中间柱，平面按各专业要求尺寸设计，平面布置有配电室、控制室、机房、盐库等房间，热力站的立面设计在新建小区需要与民用设计院配合设计，做到建筑设计风格和色彩协调统一。同时热力站的设计如能充分体现和反映现代城市发展的文明形态，形成与环境艺术完美结合的建筑设计作品，具有更强的艺术感染力，那是再好不过了。
2 热力站建筑防火、防爆的设计
1）热力站防火设计按照现行国标GB 50016—2014建筑设计防火规范执行［2］。
热力站按照第3. 1. 3储存物品的火灾危险性分类条文规定属于丁、戊类厂房，丁类厂房是因为站内设有天然气补燃型机组，戊类厂房没有设天然气补燃型机组。热力站耐火等级一般设计为二级。
热力站的层数和建筑面积执行第3. 3. 1条：厂房的层数和每个防火分区的最大允许建筑面积条文规定了单层丁、戊类厂房建筑面积不限执行。
热力站疏散距离执行第3. 7. 4条：厂房内任一点至最近安全出口的直线距离条文规定了单层丁、戊类厂房疏散距离不限。丁类热力站与工业建筑厂房（仓库）的防火间距按第3. 4. 1条执行。丁类热力站与民用建筑的防火距离按第3. 4. 1条执行，其中与裙房和单栋民用建筑的防火间距为10 m，与一类高层建筑的防火间距为15 m，与二类高层建筑的防火间距为13 m。戊类热力站与民用建筑的防火距离按GB 50016—2014建筑设计防火规范第5. 2. 2条执行，其中与裙房和其他民用建筑的防火间距为6 m，与高层建筑的防火间距为9 m。
2）热力站防爆设计是指站内设有天然气补燃型机组。
应执行GB 50736—2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范第8. 10. 4条直燃吸收式机组机房的设计，应该符合下列规定：
a.宜单独设置机房，如若不能单独设置机房时要靠建筑物的外墙，并采用耐火极限大于2 h防爆墙和耐火极限大于1. 5 h现浇楼板与相邻部位隔开，当与相邻部位必须设门时，应设甲级防火门［3］。
b.不应与人员密集场所和主要疏散口贴邻设置。
c.应设置泄压口，泄压口面积不应小于机房占地面积的10%。泄压口应避开人员密集场所和主要安全出口。
d.不应设置吊顶。
3）热力站一般作为公共建筑和居住建筑的配套设施，自身的安全性是很重要的。
自身安全了才能保证热力站周围的公共建筑以及居住建筑人民的生命财产的安全。所以需要严格的按照上述规范条款执行。
3 噪声控制，改善环境质量
热力站一般建在住宅小区内，如果不采取措施控制噪声的产生，将会极大的干扰居民的正常生活。噪声控制首先应搞清噪声来源，才能提出治理措施。
3.1噪声来源
通过分析现有机房噪声的产生和传递过程得到的结论是：水泵正常启动，运转所产生的噪声。在管道内流动的水流产生振动噪声。通过热力站建筑的墙体、楼板、结构预留洞、管道支吊架和套管来进行传递。
1）水泵在运转过程中，首先是驱动水泵的电机和泵壳都在向周围辐射噪声。
泵壳辐射的声音是由水泵的叶轮和叶片产生，通常离心泵叶片的后边缘运转时经过导向器导向叶片的前边缘，压力发生变化，并传到排出管中和水泵的壁上面，辐射出了空气噪声而且空气噪声的衰减比较快。其次，水泵是运动旋转机器，因为叶轮等旋转部件质量的不均匀分布，它的质心与转动中心也有偏心距，产生的扰力就会振动水泵形成弹性波，通过水泵基础、连接管道、支架等传递到建筑结构并传递出去。结构噪声频率较低，是一种固体声，在钢性建筑结构中随着传播距离的衰减是很小的。水泵机组在安装的时侯通常只进行了初级的降噪和减振，效果不明显，这是由于安装质量、布置方式没有能进行有效核算造成的。
2）流体管道系统噪声主要由调节阀噪声和管道噪声组成。
调节阀噪声包括了机械振动引起的噪声、空穴作用引起的噪声和气体动力性噪声。由于管道管径小，水流流速过高，在管道中产生噪声；管道内有空气时，在通过阀门部件时，高速水气混合物产生噪声。
3.2噪声控制原理
根据噪声的来源，一般可以采用隔声、隔振、吸声及消声等措施以降低噪声对周围环境的影响。从建筑设计方面可以采取以下措施：
1）隔声措施。
热力站通常设计成密闭式建筑，采取隔声措施，避免噪声直接传播到热力站外污染环境。
其一，结构形式选用砖混结构或框架结构房屋，机房墙体选用360 mm砖墙或加气混凝土砌块等，其平均隔声量大于40 dB（A）。
其二，机房门选用符合国家标准的优质防火隔声门，隔声门内填塞优质超细玻璃棉或其他特性隔声材料。门扇四周安装特制弹性密封垫，彻底消除“孔洞”和“缝隙”产生的漏声。隔声结构还应承受温度变化和气动负荷强度的要求，门在关闭时能完全封闭，强度满足操作需求。
其三，窗户可以采用塑钢双层消声窗。
2）吸声措施。
声波在传播过程中，会碰到不同种类的材料，一部分声能被反射，一部分声能被吸收。如果采取措施通过对大部分声能的吸收，避免反射现象，降低机房空间内的混响声，就能达到机房整体降低噪声的效果。这就需要建筑设计在内装修上采用吸声工程做法。机房内墙面做吸声墙面，龙骨内填超细玻璃棉板，外饰面选用微穿孔板作为吸声体。顶棚做吸声吊顶，选用不同种类吸声材料制作的吊顶板材。这样就能吸收大部分声能，减少声波反射产生的混响声。
3）经过上述建筑设计措施，再加上工艺技术专业采取必要措施，热力站对外产生的噪声影响基本能够消除，能够符合环境噪声限值，人体听力感受不到热力站是否运行。减振降噪效果比较理想，保证了小区居民的正常生活。
4 结语
热力站是集中供热系统工程中的一个重要环节，它的设计以及建设的合理性与否直接关系到人民群众千家万户的切身利益，也间接的涉及到社会的稳定。所以对于每一个热力站的设计都应该是慎重的和精心的。按照本文论述的建筑设计主要的三个方面，解决好新建热力站的规模以及选址问题，解决好热力站建筑防火，防爆的问题，解决好噪声控制，改善环境质量问题。同时积极的采用先进的技术措施，紧跟时代步伐，就能够有效解决千家万户的采暖问题，就能满足人民群众对居住环境的高质量要求。
参考文献：
［1］太原市城市规划管理技术规定［Z］.
［2］GB 50016—2014，建筑设计防火规范［S］.
［3］GB 50736—2012，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范［S］.
On architectural design for central heat-supply thermal stations
Liang Yunkai
（Taiyuan Thermal Design Co.，Ltd，Taiyuan 030001，China）
Abstract：The paper introduces the importance of the central heating in urban construction，analyzes the position of the thermal station in the central heating system，and explores the principles for the architectural design of the station according to the architectural design requirements，so as to improve the environmental quality and meet the demands for the living environment.
Key words：thermal station，architectural design，central heating supply，environment quality
中图分类号：TU833
文献标识码：A
文章编号：1009-6825（2016）09-0028-02
收稿日期：2016-01-12
作者简介：梁云凯（1965-），男，工程师
