工業(yè)建筑節(jié)能設計因素影響研究

劉 劼，張玲玲

（蘭州寰球工程有限公司，甘肅 蘭州 730060）

隨著世界能源消耗量的劇增，人們節(jié)能環(huán)保意識的迅速增強，在各行業(yè)中推行節(jié)能理念已經(jīng)成為這個年代的重要工作內(nèi)容。其中就包括能耗較高的建筑行業(yè)。建筑不僅包括人們生活所需的“住”，還包括提供給人們“衣食住行”的各行業(yè)廠房的工業(yè)建筑。但是目前很多工業(yè)建筑的設計與施工、投用過程中缺少了節(jié)能理念，出現(xiàn)能耗大的問題。這與社會及我國節(jié)約能源的政策、思想背道而馳，因此相關人員需要加強工業(yè)建筑節(jié)能設計，增強節(jié)能設計效果。

1 建筑節(jié)能在工業(yè)建筑設計中的重要性

在工業(yè)建筑中進行建筑節(jié)能的目的是通過施工方法技術、材料選擇等來減少建筑設計、使用乃至投用以后的能源消耗，提高能源利用的效率。最常見的節(jié)能包括通過給建筑物設計內(nèi)外保溫來減少建筑投用以后的保溫、降溫消耗?；蛘咄ㄟ^合理地進行方向、構造設計來達到提高太陽能、風能的利用率，進而減少其他能源使用，達到節(jié)約不可再生資源的目的[1]。所以說建筑節(jié)能設計對于建筑及國家而言，具有非常重要的意義。當前我國工業(yè)建筑中節(jié)能設計措施應用不夠理想，不論是與民用建筑節(jié)能設計相比較，還是與其他發(fā)達國家相比，都存在很大的差距。需要進一步提升節(jié)能觀念，開展深入研究，增強節(jié)能設計效果。

1.1 工業(yè)建筑節(jié)能設計的現(xiàn)狀

目前我國工業(yè)建筑的節(jié)能設計方面與普通民用建筑節(jié)能設計相比較，還存在很大的差距。造成這一問題的原因不僅是設計者的觀念問題，還與國家的重視程度有關，其中民用建筑已經(jīng)建立比較完善的節(jié)能設計體系，根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗出臺了《居住建筑節(jié)能設計標準》等節(jié)能標準文件，在很大程度為民用建筑節(jié)能設計奠定了基礎，并形成一定約束力，促進了民用建筑節(jié)能設計工作開展[2]。但工業(yè)建筑方面卻存在缺乏標準文件的問題，且工業(yè)建筑多數(shù)是工廠，建筑設計主要以設備、流程現(xiàn)狀和需求為設計依據(jù)，且不同行業(yè)工廠或產(chǎn)品工廠工藝流程和設備存在很大不同。因此工業(yè)建筑具有很強的復雜性，標準難以統(tǒng)一，使對應的工業(yè)企業(yè)建筑標準出現(xiàn)不完善的問題。同時我國國民對工業(yè)建筑的關注度不高，整體關注要比先進國家晚四十年，因此工業(yè)建筑節(jié)能設計措施和水平也相對較為落后。需要進一步開展深入研究和學習，研制出一套適用于我國工業(yè)建筑節(jié)能設計的標準。

1.2 工業(yè)建筑節(jié)能設計的重要性

我國當前工業(yè)建筑設計中，多數(shù)業(yè)主不會要求在建筑設計前期設計時加入節(jié)能設計，因為節(jié)能設計需要的資本和技術要求較高。因此設計者一般不會主動進行節(jié)能設計。目前我國的多數(shù)工業(yè)建筑都存在能耗大的問題。而我國工業(yè)建筑的量又是很大的，因此工業(yè)建筑中造成的能源浪費問題比較嚴重[3]。與此同時，我國還具有人口多、可再生資源少的問題，節(jié)能又是我國的重要政策。工業(yè)建筑高能耗問題與節(jié)能政策相悖，對我國的可持續(xù)發(fā)展不利。因此在工業(yè)建筑設計中融入節(jié)能設計非常重要，既符合我國的國策，又能在很大限度上緩解我國可再生資源短缺的問題。

站在企業(yè)的角度而言，工業(yè)企業(yè)建筑設計中融入節(jié)能設計也具有重要意義，可以降低企業(yè)的后期運營成本。作為工業(yè)企業(yè)而言，不能被一時的“高投入”嚇到，要縱觀全局看問題，將初期投入與后期運營成本相結(jié)合，講究整體效益、社會效益。一方面，針對前期投入和后期運行的綜合成本而言，通過合理投入運營管控可以實現(xiàn)二者的平衡，甚至可以實現(xiàn)總體的創(chuàng)效，并非單純的增加成本投入。尤其是在目前科技社會快速發(fā)展的時期，越來越多的節(jié)能工藝和措施被研發(fā)出來，節(jié)能效果會越來越好[4]；另一方面，節(jié)能是社會發(fā)展的要求和方向，對社會和人們而言具有重要意義，是社會和人民的需求，未采用節(jié)能設計的企業(yè)在社會發(fā)展中會面臨被淘汰的問題，因此做好節(jié)能設計不僅是考慮社會效益的結(jié)果，也是國家和社會發(fā)展中對企業(yè)發(fā)展的根本要求；再一方面，在工業(yè)建筑設計中融入節(jié)能設計，可以在一定程度上提升建筑的合理性和美觀性，提升工業(yè)建筑的價值。

2 建筑節(jié)能在工業(yè)設計中的實踐方向

2.1 工業(yè)建筑的整體布局

工業(yè)建筑設計時必須考慮工業(yè)生產(chǎn)的工藝、設備要求及周圍條件環(huán)境、建筑布局等。而節(jié)能設計中考慮的主要因素包括水、電、暖氣、結(jié)構等，要在保證建筑中各部分的協(xié)調(diào)性的同時，考慮各自的節(jié)能效果。其中工業(yè)建筑布局、生產(chǎn)工藝流程及建筑周圍環(huán)境、建筑工藝要求等是不可回避的考慮因素，只有考慮全面，才能實現(xiàn)對工業(yè)建筑的整體布局，這也是所有設計中最為重要的環(huán)節(jié)[5]。

2.2 工業(yè)建筑的總平面設計

工業(yè)建筑節(jié)能設計的方向還包括建筑總平面設計，這個部分中需要考慮的因素則是季節(jié)問題，考慮不同季節(jié)的采光和通風、溫度問題。一般而言，要保證建筑冬季的照光時間和光照亮，充分利用光照帶來的熱量，減少后期升溫所需能耗，同時要避開主導風向，避免熱空氣隨風流動，增加保溫能耗。同時在夏季要提高自然風利用率，帶走熱能，降低降溫消耗。

3 工業(yè)建筑節(jié)能設計的實踐措施

3.1 工業(yè)建筑墻體設計

不論是何種建筑，建筑的墻體都是建筑的一個重要組成部分，且是建筑中總體面積占比最大的部分，也是熱能消耗最大的一個部分。所以對于工業(yè)建筑而言，必須重視其墻體設計。目前在工業(yè)建筑墻體設計中最常見的節(jié)能設計與普通民用建筑一樣，就是外墻保溫。一般保溫形式包括三種，即外保溫、夾芯保溫和墻體自保溫。這三種形式的優(yōu)缺點和使用范圍不同，實際操作時可以依據(jù)工業(yè)建筑的不同進行合理選擇。這個過程中還需要考慮保溫材料及形式與整體建筑的協(xié)調(diào)性，在保證節(jié)能的同時保證美觀及后期維護保養(yǎng)、前提操作方便等。

3.2 工業(yè)建筑屋面設計

建筑屋面熱損耗在工業(yè)建筑能量損耗中占比也很高。尤其是對單層工業(yè)建筑而言，屋面是非常重要的外圍護結(jié)構，且占比較大，必須重點對其進行節(jié)能設計。這里的主要節(jié)能設計也是保溫設計。實際建筑屋面設計時還要考慮保溫材料的價格問題，同時要注意保溫材料的選擇，避免選擇導熱系數(shù)或密度大的材料，因為保溫系數(shù)大的材料會引發(fā)較大的熱損失，而密度大的材料會增加原屋面的負重量，對建筑不利。同時也需要避免采用防水層以上的保溫層，避免保溫層后期吸水，影響保溫效果，提升熱量消耗[6]。

3.3 工業(yè)建筑門窗設計

工業(yè)建筑門窗是可以開關的，是空氣流通的主要場所，尤其是外窗和門。一般情況下，如果未對工業(yè)建筑的門窗進行合理有效的設計，就會引發(fā)很大的能耗問題。常見的外窗包括推拉式、平開式、懸掛式等，這些形式的窗戶密封性存在差異，因此室內(nèi)保溫性也不同，節(jié)能效果也存在差異。其中懸掛式的密封性好，推拉式密封性差。作為建筑設計人員必須重視建筑門窗的設計，綜合考慮工業(yè)建筑的用途功效及生產(chǎn)需求，對門窗形式等進行合理選擇。通常而言，工業(yè)建筑門窗設計時需要考慮冬季防風、夏季防曬，減少內(nèi)外溫差，選擇導熱系數(shù)小的門窗框或者減少開窗面積。

3.4 工業(yè)建筑通風設計

工業(yè)建筑也要講求通風設計，尤其是對一些特殊的生產(chǎn)作業(yè)而言，通風設計必須符合工藝要求，這已成為建筑節(jié)能在工業(yè)建筑設計中的重要內(nèi)容。因為通風不論是對于建筑和生產(chǎn)設備，還是對于里面作業(yè)的人員而言，都具有重要作用[7]。尤其是在夏季環(huán)境中通風，可以加快內(nèi)部熱量交換，減少降溫時電能消耗。因此設計時要考慮風向，同時還可以設計天窗及通風屋脊等方式來增加通風窗口。

3.5 工業(yè)建筑其他措施

工業(yè)建筑節(jié)能設計的實踐措施應用的點很多，不僅要考慮墻面、屋頂面積門窗等問題，還要從細微方向著手，去研究其他方面的節(jié)能設計，例如用清潔能源替代現(xiàn)有能源使用，利用風能、太陽能等可再生資源替代石油、天然氣等不可再生資源等，或者通過創(chuàng)新和研究改進現(xiàn)有設備和技術，選擇能量利用率高的保溫材料等來提高節(jié)能措施應用效果及能量的利用率。通過替代或提升能量利用率的方式來減少其他類別能源使用，進而減少能耗損失。

4 結(jié)語

總而言之，不論是對民用建筑還是工業(yè)建筑而言，應用節(jié)能設計提升建筑設計、建造及投用后的能源利用率，減少能源浪費問題出現(xiàn)，都具有重要意義。因此，工業(yè)建筑設計必須緊跟世界先進水平及我國民用建筑節(jié)能設計的步伐，積極開展創(chuàng)新和研究，采取合適的技術和手段來增強建筑節(jié)能效果。