工業(yè)建筑中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用與效果

吳 敵

(黑龍江省林業(yè)設(shè)計研究院，黑龍江 哈爾濱 150080)

近幾年來，綠色工業(yè)建筑理念逐漸被人們所觀注并認(rèn)同。在這里“綠色”的含義不是指綠色植物，是指工業(yè)建筑的節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。即在保證工業(yè)發(fā)展水平的同時最大限度地利用土地資源、能源、水資源和建材，使工業(yè)建筑與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。但綠色節(jié)能技術(shù)在工業(yè)建筑中的應(yīng)用效果并不理想，這與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用方式有很大關(guān)系。為此，研究者應(yīng)從實際出發(fā)，對工業(yè)建筑綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用進行分析，即在明確綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用要點的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有綠色節(jié)能技術(shù)進行改進和提高。如此工業(yè)建筑才能在實踐中以可持續(xù)的方式發(fā)揮作用，才能服務(wù)于整個現(xiàn)代經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展進程。

1 工業(yè)建筑應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)要點

1.1 選型結(jié)構(gòu)

綠色節(jié)能圍護結(jié)構(gòu)技術(shù)在工業(yè)建筑中主要起保溫作用，其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要低于民用建筑，需要控制建筑物內(nèi)含有的大量余熱。具體地說就是要控制圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能以提高建筑的節(jié)能、環(huán)保效果。在大型空調(diào)器安裝情況下，工程師和技術(shù)人員應(yīng)該考慮加強建筑局部熱性能。

在工業(yè)建筑窗墻比上要把熱利用、自然采光和自然通風(fēng)作為綠化的重點控制對象。無空調(diào)通風(fēng)廠房應(yīng)根據(jù)工業(yè)建筑的實際情況，采用低透光率玻璃，以提高綠色節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用效果。因為工業(yè)建筑的生產(chǎn)過程不受照明的限制，建筑形態(tài)的確定應(yīng)優(yōu)先考慮自然采光。這樣既可以保證工業(yè)建筑的采光效果，又可以在建筑物使用過程中凸顯綠色環(huán)保的節(jié)能技術(shù)。自然通風(fēng)，就是采用自然通風(fēng)方式來節(jié)約風(fēng)機的大量能耗，即通過增加窗戶的開啟面積和確定窗位的合理性。

1.2 設(shè)備系統(tǒng)性能控制

作為保證工業(yè)建筑、照明、供暖、供配電等公共設(shè)施節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，綠色節(jié)能技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)的實際需要優(yōu)化上述設(shè)施的性能和效果。具體地說從經(jīng)濟和負(fù)荷分配的角度來決定設(shè)備的性能水平。特別是在電力設(shè)備供電配電系統(tǒng)中技術(shù)人員要提高配電站選址的合理性，使變壓器能夠在經(jīng)濟區(qū)內(nèi)運行，并采取各種設(shè)備措施來改善電能質(zhì)量對配電網(wǎng)絡(luò)的影響。在空調(diào)應(yīng)用中工業(yè)建筑的預(yù)約余量大，虛擬性能較高。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，綠色節(jié)能技術(shù)人員應(yīng)對設(shè)備所在系統(tǒng)運行環(huán)境進行設(shè)計與開發(fā)，使設(shè)備的高性能充分發(fā)揮工業(yè)照明的作用。環(huán)保節(jié)能技術(shù)人員應(yīng)盡量選擇耐久性好、光效比高、光通量利用率高的產(chǎn)品。

2 工業(yè)建筑中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用方法

在應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)時需要滿足兩個條件：一是對自然環(huán)境影響較小，二是建筑運行能耗較低。歸納起來有以下三點。

2.1 建筑整體設(shè)計

工業(yè)建筑和民用建筑之間有一大區(qū)別，工業(yè)建筑對采光等要素要求較低，而在建筑的整體設(shè)計中主要考慮的是建筑與周圍環(huán)境的融合。這一融合一方面表現(xiàn)為建筑與周圍區(qū)域道路、自然環(huán)境的融合，另一方面表現(xiàn)為工業(yè)建筑排放物對周圍環(huán)境的影響。在前一種情況下，在建筑設(shè)計中需要對選址、施工方法等內(nèi)容進行合理設(shè)計，如工業(yè)建筑位于經(jīng)濟不發(fā)達(dá)地區(qū)，但在該地區(qū)有豐富的植被，則需要考慮植被對建筑和支撐系統(tǒng)的影響。特別是對于建筑周圍的道路，工業(yè)建筑本身必須能夠與這些道路有效對接。在建筑設(shè)計中應(yīng)充分考慮建筑物的使用功能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)工業(yè)建筑運行過程中產(chǎn)生的排放物對周圍環(huán)境有嚴(yán)重影響時，除選擇更為安全高效的工業(yè)設(shè)備外，還應(yīng)考慮建筑生成物排放設(shè)備的總體布局，防止排放物對周圍環(huán)境的不利影響[1-3]。

2.2 內(nèi)部空間設(shè)計

工業(yè)建筑在運行中，內(nèi)部各區(qū)域的使用各不相同，可分為休息室、生產(chǎn)區(qū)、安全保障區(qū)等。對于不同區(qū)域，合理的布局不僅可以提高其安全性，還可以對設(shè)備運轉(zhuǎn)和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱以及廢料進行有效的利用和處理。具體設(shè)計中需要根據(jù)建筑物的使用情況來確定建筑物所產(chǎn)生的總的余熱，例如火電廠，在設(shè)備運行過程中所產(chǎn)生的大量余熱，在綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用中，利用這些余熱可以大大降低建筑物運行中的能耗。因此在內(nèi)部空間設(shè)計中，高爐系統(tǒng)和煙氣處理系統(tǒng)之間要有適當(dāng)?shù)木嚯x，并利用這些余熱加熱水體，用水泵把經(jīng)過加熱的水導(dǎo)入氨水池，然后用氨氣脫硫和脫氮處理廢水以達(dá)到綠色節(jié)能的目的。此外，此類熱水還可以應(yīng)用于休息室的供暖系統(tǒng)，因此在室內(nèi)空間設(shè)計中，需要在保證休息室與工作區(qū)域安全距離的基礎(chǔ)上設(shè)計和配置管路連接區(qū)域，以實現(xiàn)資源的有效利用[4-6]。

2.3 節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

在工業(yè)建筑的運行過程中會產(chǎn)生大量的能耗，能耗有多個子系統(tǒng)產(chǎn)生，除工業(yè)設(shè)備運行所產(chǎn)生的能耗外，還包括空調(diào)和照明系統(tǒng)的能耗。其中工業(yè)設(shè)備所產(chǎn)生的能耗一般都難以得到有效控制，因此，在本文分析過程中所采用的節(jié)能技術(shù)主要是針對各種保障系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)。就拿工業(yè)建筑中的電氣設(shè)備來說，對于大型工業(yè)廠房，可以在其周圍建立風(fēng)力發(fā)電平臺，將其與市政電力系統(tǒng)相連接，這樣可以在很大程度上減少市政電力的消耗。另外在工業(yè)園區(qū)內(nèi)，還可以建造太陽能發(fā)電系統(tǒng)，但就目前的太能能發(fā)電技術(shù)而言，這一系統(tǒng)占用了很大的土地面積，因此許多工業(yè)建筑不適合應(yīng)用這一技術(shù)。對某些工業(yè)建筑煙囪內(nèi)存在的余熱，可利用這些余熱對流動水進行加熱，并通過管道系統(tǒng)輸送產(chǎn)生的熱水對休息室等區(qū)域采用暖氣供熱和地?zé)峁岱绞竭M行供暖，以達(dá)到降低能耗的目的。

3 工業(yè)建筑中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用效果

以某工業(yè)廠房為研究對象，探討綠色節(jié)能技術(shù)在該廠房的應(yīng)用效果。該廠房已運行多年，目前已進行了技術(shù)和建筑改造，并在改造過程中應(yīng)用了綠色節(jié)能技術(shù)，其應(yīng)用技術(shù)類型包括余熱收集和利用、室內(nèi)空間改造、風(fēng)能系統(tǒng)建設(shè)及建筑圍護系統(tǒng)的全面更新等，應(yīng)用效果分析如下。

3.1 運行成本方面

本工業(yè)建筑原有廠房在運行過程中，工業(yè)設(shè)備每年所產(chǎn)生的運行費用很高，由于廠房改造時沒有全部更換工業(yè)設(shè)備，因此在應(yīng)用效果分析過程中所探討的運行費用就是其余電氣系統(tǒng)所消耗的費用。舊建筑物運行時，電氣系統(tǒng)的年能耗為3.2×104kW·h，空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的年能耗最高，照明系統(tǒng)占總能耗的62.3%；技術(shù)改造后，該工業(yè)建筑的市政電力年能耗降至1.5×104kW·h，收集并應(yīng)用了排煙煙氣中所含的余熱，將余熱用于供暖，同時優(yōu)化了照明系統(tǒng)。結(jié)果表明照明和空調(diào)系統(tǒng)的年能耗降至51.6%[7-9]。

3.2 生態(tài)效益方面

通過技術(shù)改造，在該工業(yè)建筑物的運行過程中可完全有效地消除污染物。同時在該過程中還大量地將機組運行中產(chǎn)生的廢熱和廢水用于脫硫脫硝脫氨操作。通過對該區(qū)目前環(huán)境狀況的檢測發(fā)現(xiàn)該區(qū)周邊空氣質(zhì)量有所改善，空氣中 PM2.5濃度下降超過60%。此外，對排放水的檢測結(jié)果表明，該工業(yè)建筑所排放的污水已能滿足我國現(xiàn)行污水排放標(biāo)準(zhǔn)要求，從植被表現(xiàn)效果上看，該工業(yè)建筑所排放的污水不會對植被造成不利影響，這說明應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)可以提高生態(tài)效益[10]。

4 結(jié)語

工業(yè)建筑中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用方法包括建筑整體設(shè)計、建筑布局設(shè)計和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。它們既能達(dá)到節(jié)能減排的目的，又能提高環(huán)保效果。就應(yīng)用效果而言，該技術(shù)能有效地降低運行費用，以此提高生態(tài)效益[11]。