摘要：豎向設(shè)計(jì)是總體布局設(shè)計(jì)的重要組成部分。平面布局主要是處理平面上建筑物之間的關(guān)系，而豎向布局主要是基于自然地形來處理建筑物和建筑工地之間的關(guān)系，特別是天然地形條件比較復(fù)雜的工廠。為了使工地符合建廠要求，不可避免地要對自然景觀上的地貌進(jìn)行更多的改造。因此，合理劃分階梯、合理處理邊坡穩(wěn)定性，不僅會影響施工投資和施工期，還會直接影響到長期施工生產(chǎn)運(yùn)行期間的安全性。本文旨在分析豎向布局、優(yōu)化設(shè)計(jì)，希望為豎向布局和設(shè)計(jì)研究提供一些思路。

關(guān)鍵詞：火電廠；豎向設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)優(yōu)化

對電力行業(yè)而言，最大的資金投入是在建設(shè)火電廠的過程中，由于火力發(fā)電行業(yè)的特殊性，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且燃燒原料也會對環(huán)境造成一定的損失。因此綜合考慮火電廠平面設(shè)計(jì)和豎向布局等諸多因素是火電廠建設(shè)過程中最重要的部分，科學(xué)、合理、有效的建設(shè)火電廠，利國利民，不容忽視。

1、豎向設(shè)計(jì)的目的及定義

為了貫徹國家對耕地少占用或者不占用以及環(huán)境保護(hù)的原則，火力發(fā)電廠一般選擇位于自然地形起伏的地區(qū)，難以滿足總平面設(shè)計(jì)中各種建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)、運(yùn)輸線路和場地雨水的高要求。因此，按照總體規(guī)劃的技術(shù)要求，需要對場地的天然地形進(jìn)行整修和平整，使整平后的場地能夠適應(yīng)建（構(gòu)）筑物的布置要求，滿足工藝和交通運(yùn)輸技術(shù)條件，快速消除平面雨水。這種設(shè)計(jì)稱之為場地的豎向設(shè)計(jì)。[1]

豎向設(shè)計(jì)是總平面設(shè)計(jì)中最重要的一個(gè)方面。其目的是確定廠區(qū)內(nèi)所有結(jié)構(gòu)、工藝、運(yùn)輸和各種地面的合理標(biāo)高，為提高生產(chǎn)效率創(chuàng)造條件。作為總平面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性工作，豎向布局可以從全局出發(fā)，將各種管道、線路和支架連接成一個(gè)具有一定過程的面向生產(chǎn)的三維網(wǎng)絡(luò)，從而提高總平面設(shè)計(jì)的效率和合理性。因此，火電廠的豎向布局必須根據(jù)廠房地形、工藝要求等因素，確定合理的廠房結(jié)構(gòu)、設(shè)施、道路及相關(guān)的擋土墻或邊坡設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2、豎向設(shè)計(jì)形式

豎向布局設(shè)計(jì)是指主要布局的場地間的連接方式，通常分為平坡式，階梯式和混合式三種。

2.1平坡式布局

平坡式是將平面加工成接近自然地形的一個(gè)或多個(gè)斜坡的整平面，設(shè)計(jì)坡度與設(shè)計(jì)高程之間的連接沒有明顯的高度變化，適合自然坡度小于2%的場地。平坡式布局主要類型為水平斜坡式——場地平面無坡度；斜面平坡式——由一個(gè)或多個(gè)斜坡坡度不同的斜坡組成的平面；組合平坡式——該平面由幾個(gè)設(shè)計(jì)平面或接近天然地形的斜面組成。

2.2階梯式布局

階梯式是將平面設(shè)計(jì)成若干個(gè)臺階、陡坡或者是連接主體平面的擋土墻交界處有明顯的高差，一般在1-5m之間。臺階劃分應(yīng)該優(yōu)先考慮施工步驟，以滿足主廠區(qū)的需求，并盡可能考慮相同的建筑設(shè)施規(guī)劃在相同的階梯內(nèi)。當(dāng)?shù)匦螢閱味钙拢ㄆ露鹊?7%以上）時(shí)，工業(yè)場地應(yīng)采用階梯式布局，并應(yīng)處理好臺階劃分、臺階高度、臺階寬度、臺階連接、運(yùn)輸聯(lián)系、豎向排水等問題。采用這種布置，礦石可以自動(dòng)運(yùn)輸，同時(shí)也減少了工作量。[2]

2.3混合布局

混合布局是指由一些平坦的斜坡和階梯組成的平面的設(shè)計(jì)。當(dāng)?shù)匦斡卸鄠€(gè)不同層次的多平面或斜面時(shí)，平面布置可以分為幾個(gè)部分，每個(gè)部分具有不同的坡度或不同的層次，即所謂的不同的水平段。這種布局適合地形較差的大型工業(yè)場地，工業(yè)廠房和建筑物要用便利的生產(chǎn)系統(tǒng)和運(yùn)輸工具進(jìn)行劃區(qū)。一般情況下，火車站可以安排在一個(gè)層次上，而礦石存儲地點(diǎn)可以安排在另一個(gè)層面上。主井生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物布置成一個(gè)水平，副井生產(chǎn)廠房及與其有聯(lián)系的坑木場、機(jī)修廠、材料庫布置成一個(gè)水平，行政福利建筑物布置在一個(gè)水平。其他建筑物，如變電站、油庫和其他交通設(shè)施，可以安排在不同的地方。

3、火電廠豎向設(shè)計(jì)的合理應(yīng)用

3.1自然條件的綜合利用

火電廠場址的豎向設(shè)計(jì)應(yīng)推崇自然合理的設(shè)計(jì)理念，充分利用坡度、洼地、河流等自然地形，盡可能減少對自然地形工程建設(shè)的破壞，保護(hù)和利用場地原始的植被和林地。

3.1.1使用自然地形

坡度可以增加廠區(qū)的綠化覆蓋率，也可以通過多功能的方式修改成階梯式的分層景觀。與坡地火電廠的豎向設(shè)計(jì)一樣，在山坡上設(shè)置行政辦公和生活設(shè)施，可以減少大面積的施工開挖。而站在這個(gè)地區(qū)，也能俯瞰全部廠房，形成強(qiáng)烈的空間感。

3.1.2平行或豎向輪廓布局

建筑物縱軸平行于自然地形的輪廓，可以大大減少土方量，使建筑物與周圍環(huán)境的結(jié)合更為自然。豎向輪廓線的排列一般包括兩種：階梯式的廠房布局和階梯狀地面布局。與車間緊密相連的加工設(shè)施（如主廠區(qū)等）應(yīng)盡量在同一個(gè)階梯上進(jìn)行規(guī)劃。階梯的安排，也能夠豐富廠房的空間。

3.1.3合理利用自然地形高程差異

將水罐、棧橋等本身要求具有一定的高度的建筑設(shè)施布置在高地勢位置，節(jié)約了建筑成本，減少了對環(huán)境的影響。

3.2合理使用人造界面

火力發(fā)電廠的擋土墻、排水溝、臺階等人工界面，空間有限、劃分區(qū)域、視線集中，應(yīng)因勢利導(dǎo)，使其技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性最大化。施工條件下，平面出現(xiàn)的邊坡、擋土墻等除了按工藝、安全等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行布置外，還應(yīng)進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)，與懸索或攀援植物一起，形成具有景觀效應(yīng)的立體綠化帶，與周邊環(huán)境和諧相處。

4、結(jié)語

火電廠建設(shè)總體布局和豎向布局是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)，設(shè)計(jì)師要做好火電廠選址、運(yùn)輸和總體規(guī)劃的設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)工作中做好調(diào)查研究，充分掌握原始數(shù)據(jù)，熟悉火電廠主要工藝流程，了解機(jī)械、電氣、液壓、化工、煤炭、灰渣等重大專業(yè)技術(shù)方案的布置和要求，還應(yīng)該具有全面分析組織方案的能力，提高技能的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。既要考慮各建（構(gòu)）筑物的布局，又要兼顧人的活動(dòng)和生產(chǎn)條件，兼顧現(xiàn)在和未來，充分考慮各因素之間的關(guān)系。[3]規(guī)劃廠區(qū)建筑物（構(gòu)筑物）的功能區(qū)劃，強(qiáng)調(diào)火電廠建筑藝術(shù)的協(xié)調(diào)，是總體規(guī)劃的重要組成部分，它在目前的優(yōu)化設(shè)計(jì)、降低工程造價(jià)和環(huán)保方面起著決定性的作用，應(yīng)引起設(shè)計(jì)師的關(guān)注?；鹆Πl(fā)電廠建設(shè)項(xiàng)目在電力行業(yè)是一個(gè)投資成本高、應(yīng)用復(fù)雜、對環(huán)境影響巨大的重要環(huán)節(jié)，豎向布局是決定設(shè)計(jì)成果的關(guān)鍵組成部分，要實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠結(jié)構(gòu)緊湊、工藝流程順暢、各部分功能區(qū)域之間的區(qū)分科學(xué)、合理，必須解決火電廠豎向設(shè)計(jì)和優(yōu)化的難題。

參考文獻(xiàn)：

[1]計(jì)枚選，張建軍，火力發(fā)電廠場地豎向設(shè)計(jì)形式的選擇淺析，科技風(fēng)，2016（05）：69-83

[2]梁曉光，火力發(fā)電廠總平面設(shè)計(jì)與豎向布置淺析，科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)工程技術(shù)，2015（08）：103-105

[3]閆姝，火力發(fā)電廠豎向布置方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，科學(xué)之友，2013（01）：169-180