工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)因素影響分析

于斐

摘要∶在《"十三五"節(jié)能減排綜合工作方案》的推進(jìn)下，環(huán)保節(jié)能與能源緊缺已成為人們所關(guān)注的重點(diǎn)問題，在工業(yè)建筑中，節(jié)能設(shè)計(jì)成為發(fā)展綠色建筑的重要工作。節(jié)能設(shè)計(jì)核心為建筑能量的科學(xué)化利用，降低建筑能耗，實(shí)現(xiàn)建筑經(jīng)濟(jì)與節(jié)能理念的深度融合，促進(jìn)國家可持續(xù)發(fā)展理念的落實(shí)，提高綠色建筑在總建筑群中的比例，實(shí)現(xiàn)社會(huì)與節(jié)能共同發(fā)展。本文對工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)因素影響進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞∶工業(yè)建筑：節(jié)能設(shè)計(jì)：影響因素

引言：隨著海綿城市、綠色建筑、節(jié)能減排等相關(guān)議題越來越受到人們的關(guān)注。近兩年，工業(yè)建筑的節(jié)能措施也逐漸成為建筑師在設(shè)計(jì)工業(yè)建筑中需要重點(diǎn)關(guān)注一個(gè)方面。工業(yè)建筑主要是由生產(chǎn)廠房和生產(chǎn)輔助用房組成，其中生產(chǎn)輔助用房包括倉庫及公用輔助用房等。工業(yè)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)在借鑒公共建筑和居住建筑成熟的節(jié)能設(shè)計(jì)的同時(shí)，也要考慮其使用需求和節(jié)約成本有所區(qū)別。

一、工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)概述

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是指選用環(huán)保型材料，降低施工能耗，實(shí)現(xiàn)最大限度節(jié) 約能源的施工過程。進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)有兩大優(yōu)點(diǎn)：第一，大大減少環(huán)境污 染和破壞;第二，有效控制施工成本，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。工業(yè)建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足工藝需求的基礎(chǔ)上，優(yōu)先采用被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)，結(jié)合使用功 能、行業(yè)特征、氣候條件，合理設(shè)計(jì)建筑保溫隔熱、遮陽、采光、通風(fēng)等。 工業(yè)建筑和居住建筑不同，經(jīng)常由許多建筑物和構(gòu)筑物組成。廠房的平面布置受生產(chǎn)工藝的制約，必須滿足其使用功能。單層工業(yè)建筑，為滿足設(shè)備 吊裝運(yùn)輸，建筑高度和跨度常常設(shè)計(jì)較大。廠房各個(gè)車間的使用功能不同，對房間的設(shè)置要求不同，包括通風(fēng)、采暖、防塵、防噪聲等。只有充分了解工業(yè)建筑本身的這些特點(diǎn)，才能更好地將工藝和建筑統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)計(jì)。

二、工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)因素影響分析

1.工程材料的選用

在設(shè)計(jì)選取材料時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合項(xiàng)目所在地的氣候特點(diǎn)，了解當(dāng)?shù)氐?地方性規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和常規(guī)做法，選取經(jīng)濟(jì)實(shí)用的材料。建筑用材料的選擇非常專業(yè)，根據(jù)不同地區(qū)的建筑、不同類型的構(gòu)造、建筑的不同部位，可供 選擇的材料各有差異，這就需要我們根據(jù)自己在建筑中積累的經(jīng)驗(yàn)和建筑本身的需求進(jìn)行材料的篩選。

2.體型系數(shù)

建筑體形系數(shù) s，它決定著建筑物的建造是否合格，其計(jì)算公式是用建筑物的外表面積除以外表面積下的體積。影響 s 的因素有：建筑物的平面尺寸、形狀等。其中，平面尺寸主要指建筑的面寬、進(jìn)深等，不同的面寬和進(jìn)深所得到的建筑物的作用是完全不一樣的。例如，進(jìn)深大、面寬小的平面尺寸，這種建筑內(nèi)部的通風(fēng)和采光不佳，但是有利于寒冷天氣下的保溫;相反的，進(jìn)深小、面寬大的平面尺寸，有利于室內(nèi)通風(fēng)，同時(shí)也會(huì)帶走室內(nèi)的熱量。由此可見，不同的平面尺寸會(huì)帶來不同的建筑效果，所以，工業(yè)建筑設(shè)計(jì)過程中，要根據(jù)建筑需求來制定合適的平面尺寸。在進(jìn)行規(guī)定性指標(biāo)檢測時(shí)，建筑的屋面、外墻、立面門窗等熱工性能均與體型系數(shù)有關(guān)。

3.窗墻比

一類工業(yè)建筑規(guī)定，總窗墻比面積不應(yīng)大于0.50。建筑節(jié)能中最需要考慮的因素就是窗墻比。從字面意思來看，窗墻比指的是建筑面積中門窗和墻壁的比值。建筑節(jié)能中最重要的是減少熱量損失，長期經(jīng)驗(yàn)得出建筑中熱量主要通過門窗和墻壁來散失，通過二者散失的熱量占總熱量的70%～80%，其中，門窗在散熱過程中起到很大的作用。因此，建筑設(shè)計(jì)中要設(shè)計(jì)合適的窗墻比以確保熱量的保存。工業(yè)建筑與居住建筑不同，其滿足建筑物天然采光和自然通風(fēng)需求即可，所以不需要涉及落地窗、大型采光窗等。

4.屋面外墻構(gòu)造

在實(shí)際應(yīng)用中，大型機(jī)械設(shè)備的廠房多為大跨度、大進(jìn)深，屋面在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中所占比例較大，接受太陽輻射強(qiáng)度大。所以與民用建筑不同，工業(yè)建筑屋面的能耗大于外墻。為充分利用天然采光，工業(yè)建筑常常采用 頂部屋面采光。一類工業(yè)建筑中，屋頂透光部分的面積與屋頂總面積之比不應(yīng)大于0.15。屋頂構(gòu)造的設(shè)計(jì)中除了設(shè)置屋面保溫外，還應(yīng)考慮屋頂防火隔離帶和天窗構(gòu)造性能。工業(yè)建筑外墻保溫一般采用外墻外保溫做法，保溫材料的選擇還要結(jié)合當(dāng)?shù)亓?xí)慣。不同墻體的構(gòu)造類型、平均傳熱系數(shù)、累計(jì)耗熱量、外墻保溫的隔熱性能直接影響室內(nèi)熱量得失。建筑物外墻保溫構(gòu)造同樣還要考慮防火隔離帶、熱橋梁、熱橋板的設(shè)置。

5.外窗構(gòu)造

工業(yè)建筑的外門窗設(shè)計(jì)和居住建筑不同，窗的面積和開啟比例主要為滿足建筑的采光和通風(fēng)需求，所以一般不設(shè)置落地窗、景觀窗等。一般按照1：7窗地比設(shè)置工業(yè)建筑采光窗面積，還要考慮所選門窗的熱工性能是否滿足當(dāng)?shù)匾?guī)范要求和各個(gè)朝向窗墻比是否滿足規(guī)范要求。嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，一般采用斷橋鋁窗框和雙層或三次中空玻璃窗，外門采用保溫門或設(shè)置保溫門斗。

三、工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的有效措施

1.結(jié)合使用功能進(jìn)行設(shè)計(jì)

相關(guān)人員應(yīng)在設(shè)計(jì)的最初階段確定工業(yè)建筑的種類和使用功能;平面布局上哪些房間是無人值守的;哪些房間是庫房倉庫;哪些房間內(nèi)的機(jī)械 設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量熱源;哪些房間須設(shè)置防火墻……這些條件都會(huì)成為影響設(shè)計(jì)人員進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的因素。因此，基于工業(yè)建筑的特殊性，一定 要事先充分了解廠房各個(gè)房間的功能性質(zhì)，綜合考慮進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。

2.結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)

在進(jìn)行工業(yè)建筑節(jié)能計(jì)算時(shí)，建筑物的體型系數(shù)是不能通過進(jìn)行權(quán)衡 計(jì)算來判斷的，所以一定要在設(shè)計(jì)方案階段初期確定建筑體型系數(shù)滿足規(guī) 范要求。通過分析影響工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的因素，我們知道可以通過控制 建筑物的 s 值來實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。s 值跟建筑物表面積有關(guān)系，直接影響表面積的是建筑物的形狀。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，包括溫度、濕度、通風(fēng)性等;其次要考慮建筑物的形狀。我們在設(shè)計(jì)建筑 物的結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮當(dāng)?shù)氐娜照諘r(shí)間和主導(dǎo)風(fēng)向等，然后選擇節(jié)能材料 制造建筑結(jié)構(gòu)。

3.能量回收及新能源、新材料的利用

工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)使用。有余熱條件的廠區(qū)應(yīng)充分進(jìn)行能量回收和再利用。可再生能源有太陽能、風(fēng)能等，如果工 業(yè)廠房有條件，可利用再生能源實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。工業(yè)建筑中，建筑材料的選擇以降溫隔熱、吸水性等為主要考量條件。建筑材料要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件進(jìn)行選擇，從科學(xué)角度選擇材料，如新型保溫材料、防水卷材、玻璃材料等。我們在實(shí)際選擇材料過程中，不能一味追求材料在一個(gè)方面的優(yōu) 點(diǎn)，一定要綜合考慮材料的各項(xiàng)物理指標(biāo)，權(quán)衡考慮平均參數(shù)，關(guān)注實(shí)際應(yīng)用案例的后期維護(hù)使用效果和造價(jià)，才能選擇出最適合一個(gè)項(xiàng)目的材料。

四、裝配建筑

裝配式建筑在實(shí)際施工應(yīng)用中體現(xiàn)了眾多優(yōu)勢，比如在工廠里制造各 種建筑構(gòu)件，通過工業(yè)化的裝配技術(shù)進(jìn)行施工，提高了施工中的機(jī)械化水平，減少了繁雜的人工作業(yè)，縮短施工周期、減少資源浪費(fèi)、降低環(huán)境污染、 改善施工環(huán)境、提高工作效率等。研究表明，裝配式建筑相比傳統(tǒng)建筑，節(jié)省了建筑的主要建材，施工現(xiàn)場節(jié)電節(jié)水，建筑垃圾和材料耗損明顯減少。這些節(jié)能減排方面的顯著成效為人們期待，發(fā)展前景十分廣闊。

結(jié)束語：社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，海綿城市、綠色建筑、節(jié)能減排等相關(guān) 議題越來越受到人們的關(guān)注。人們開始追求較少的投資和可持續(xù)發(fā)展，想要實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能和滿足工業(yè)建筑的實(shí)際使用需求，我們需要關(guān)注建筑的整個(gè)過程，針對每個(gè)細(xì)節(jié)給出詳細(xì)的解決方案和措施，才能實(shí)現(xiàn)工業(yè)建筑的 節(jié)能設(shè)計(jì)，使其與城市發(fā)展協(xié)調(diào)一致。

參考文獻(xiàn)

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