工業(yè)建筑節(jié)地的設(shè)計(jì)對(duì)策研究

摘要：在全球范圍內(nèi)，土地資源的有限性與工業(yè)化需求的不斷增長(zhǎng)，導(dǎo)致其矛盾日益尖銳，節(jié)能型工業(yè)建筑設(shè)計(jì)開(kāi)始體現(xiàn)自身的價(jià)值優(yōu)勢(shì)。針對(duì)此，為確?？稍谟邢薜耐恋厣细咝Р季止I(yè)建筑，本文將系統(tǒng)探討工業(yè)建筑節(jié)地的設(shè)計(jì)原則和策略，包括立體化利用空間、智能化布局規(guī)劃及綜合體開(kāi)發(fā)模式等，旨在為工業(yè)建筑的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)與設(shè)計(jì)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：節(jié)地設(shè)計(jì)工業(yè)建筑綠色施工立體化設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU27

ResearchonDesignStrategiesforLandConservationinIndustrialBuildings

WENDELLNa

XiningBranch，CINFEngineerCo.，Ltd.，Xining，QinghaiProvince，810000China

Abstract：Onaglobalscope，thelimitedlandresourcesandtheincreasingdemandforindustrializationhaveledtoincreasinglyacutecontradictions，andenergy-efficientindustrialbuildingdesignhasbeguntoreflectitsownvalueadvantages.Inresponsetothis，inordertoensureefficientlayoutofindustrialbuildingsonlimitedland，thisarticlewillsystematicallyexplorethedesignprinciplesandstrategiesofindustrialbuildinglandconservation，includingthree-dimensionalutilizationofspace，intelligentlayoutplanning，andcomplexdevelopmentmodels，aimingtoprovidetheoreticalbasisanddesigntechnologyforthesustainabledevelopmentofindustrialbuildings.

KeyWords：Landsavingdesign;Industrialbuildings;Greenconstruction;Stereoscopicdesign

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，對(duì)于建筑物的環(huán)保理念實(shí)施更為關(guān)注。而工業(yè)建筑節(jié)地設(shè)計(jì)，在提升土地使用效率的同時(shí)，也符合建筑綠色發(fā)展效果，且突出了工業(yè)建筑的功能性、靈活性及其對(duì)環(huán)境的正面作用。

1節(jié)地型工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的重要性及應(yīng)用價(jià)值

我國(guó)為人口密集，工業(yè)化發(fā)展迅速的國(guó)家，對(duì)此節(jié)能型工業(yè)建筑設(shè)計(jì)在當(dāng)下社會(huì)所體現(xiàn)出的價(jià)值較大，優(yōu)勢(shì)明顯。一方面，由于城市進(jìn)程的加速發(fā)展，土地資源的緊張已然成為限制工業(yè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素，在此節(jié)地型設(shè)計(jì)關(guān)乎于土地資源的高效利用，其也屬于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展的根本戰(zhàn)略。另一方面，節(jié)地型設(shè)計(jì)所考慮的基本原則包括高效、靈活以及綠色等，這些原則有助于緩解我國(guó)當(dāng)下城市進(jìn)程中所產(chǎn)生的生態(tài)系統(tǒng)不平衡等壓力問(wèn)題，并且可基于其高效靈活的特點(diǎn)提升工業(yè)區(qū)域?qū)嶋H建設(shè)質(zhì)量，以此實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的三贏局面。

2工業(yè)建筑節(jié)地的設(shè)計(jì)原則

2.1高效利用土地

在工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，高效利用土地為最為基本的原則，該原則要求在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)實(shí)施有效的設(shè)計(jì)手段，使其可在有限的土地資源上實(shí)現(xiàn)最大的生產(chǎn)和使用價(jià)值。

對(duì)此，設(shè)計(jì)人員需做好對(duì)工業(yè)建筑的全面規(guī)劃測(cè)量，以及必要的布局、設(shè)計(jì)并完成后續(xù)的精細(xì)化管理，最終確保每一寸土地均合理利用。

而在實(shí)踐中，還需考慮到所采取的設(shè)計(jì)手段，如采用緊湊型布局，減少空間浪費(fèi)，同時(shí)通過(guò)多層建筑設(shè)計(jì)或地下空間的開(kāi)發(fā)來(lái)提高單位面積的使用效率；通過(guò)設(shè)計(jì)多層工廠和倉(cāng)庫(kù)，可以在相同的土地占用面積內(nèi)增加更多的生產(chǎn)活動(dòng)空間，通過(guò)有效的設(shè)計(jì)策略可達(dá)到節(jié)約土地資源，降低建設(shè)與運(yùn)營(yíng)成本的實(shí)際效果，最終為企業(yè)和社會(huì)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2.2靈活多變地設(shè)計(jì)

在工業(yè)建筑節(jié)地設(shè)計(jì)過(guò)程中，靈活多變的設(shè)計(jì)原則是指，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)具備適應(yīng)不斷變化需求的能力，以延長(zhǎng)建筑的使用壽命并提高土地利用效率。

該設(shè)計(jì)原則要求設(shè)計(jì)人員在項(xiàng)目初始階段需做好全面的分析，應(yīng)確保設(shè)計(jì)理念可滿足工業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)的基本要求，并在未來(lái)容易地進(jìn)行調(diào)整、擴(kuò)展或改造，以適應(yīng)新的功能需求或技術(shù)變革。

2.3綠色生態(tài)導(dǎo)向

在全球資源緊缺的大背景下，綠色生態(tài)導(dǎo)向有助于促進(jìn)工業(yè)建筑的可持續(xù)發(fā)展，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，而此設(shè)計(jì)原則要求設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)關(guān)注在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，所采用的綠色環(huán)保材料，以及自然采光、通風(fēng)等設(shè)計(jì)內(nèi)容。例如：在設(shè)計(jì)時(shí)，需重點(diǎn)考慮自然采光和通風(fēng)，以減少能源消耗并提高室內(nèi)空氣質(zhì)量?；诰G色生態(tài)導(dǎo)向設(shè)計(jì)，可達(dá)到土地使用的高效性、合理性，并進(jìn)一步促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)與自然和諧共存，實(shí)現(xiàn)工業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的和諧共生。

3節(jié)地設(shè)計(jì)技術(shù)與策略

3.1通過(guò)建筑的立體化設(shè)計(jì)，節(jié)省土地資源

3.1.1需求分析與規(guī)劃

在立體化設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需做好需求分析與規(guī)劃處理。該階段較為關(guān)鍵，是決定建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)框架以及未來(lái)發(fā)展方向的重要一步。

首先，需考慮工業(yè)活動(dòng)的具體類(lèi)型以及其要求，如制造、加工或倉(cāng)儲(chǔ)，評(píng)估所需的功能區(qū)域和空間大小。例如：針對(duì)具有生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)和辦公區(qū)的工業(yè)項(xiàng)目，需10000㎡用于生產(chǎn)線布置，5000㎡用于倉(cāng)儲(chǔ)，以及5000㎡用于辦公和員工福利設(shè)施，總計(jì)需求面積為20000㎡。

其次，需必要的土地資源調(diào)查工作，在此階段應(yīng)合理考慮地理位置、地形以及交通連接等內(nèi)容，以達(dá)到可利用土地面積的效果。例如：若可用土地面積為4000㎡，設(shè)計(jì)人員需要在有限的土地上創(chuàng)造足夠的空間以滿足上述總需求。此時(shí)，需求分析與規(guī)劃階段的目標(biāo)，即

基于4000㎡土地規(guī)劃出20000㎡的建筑面積，同時(shí)確保建筑設(shè)計(jì)滿足所有功能需求并符合相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2高度與層數(shù)決策

在完成需求分析與合理規(guī)劃后，針對(duì)高度與層數(shù)的決策是立體化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵一步。在此階段，需結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕ㄖㄒ?guī)、安全標(biāo)準(zhǔn)以及建筑的功能需求來(lái)確定建筑的最大高度和適宜的層數(shù)。

例如：工業(yè)建筑的最大允許高度為60m，考慮結(jié)構(gòu)安全和空間使用效率，平均每層樓高設(shè)定為4m，包括樓層結(jié)構(gòu)的厚度在內(nèi)。在此設(shè)計(jì)可為設(shè)計(jì)最多15層的建筑（60m÷4m/層=15層）。但考慮到建筑的功能性和空間舒適度，實(shí)際設(shè)計(jì)也需出更多的層高，如若每層凈高為3.5m，需為機(jī)械設(shè)備和管線預(yù)留空間，因此實(shí)際可用層數(shù)可能為13層左右。

3.1.3空間優(yōu)化與布局設(shè)計(jì)

（1）在空間優(yōu)化中，需做好對(duì)功能區(qū)的劃分。第一，需考慮到實(shí)際生產(chǎn)區(qū)布局，建議根據(jù)生產(chǎn)線完成布局，應(yīng)當(dāng)保障原材料產(chǎn)品的流通線路達(dá)到高效無(wú)阻的效果，并且需減少不必要的移動(dòng)和時(shí)間損失。例如：原料倉(cāng)庫(kù)靠近生產(chǎn)線入口，成品倉(cāng)庫(kù)則設(shè)在生產(chǎn)線的出口處[1]。第二，針對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)高密度存儲(chǔ)系統(tǒng)，如自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，以最小化空間占用同時(shí)提高存取效率。立體倉(cāng)庫(kù)的高度可達(dá)20m，地面可提供多達(dá)12m3的存儲(chǔ)空間。第三，在辦公區(qū)的合理劃分中，設(shè)計(jì)人員需考慮辦公對(duì)管理與溝通的需求，對(duì)此建議將辦公區(qū)與生產(chǎn)區(qū)分開(kāi)，并保持良好的內(nèi)部連接，此外，針對(duì)辦公區(qū)需重點(diǎn)在設(shè)計(jì)中考慮自然光照和良好的通風(fēng)，創(chuàng)造舒適的工作環(huán)境。

其次，需做好內(nèi)部流線設(shè)計(jì)，在此設(shè)計(jì)人員需設(shè)計(jì)好人員流線，針對(duì)人員通道、緊急出口需做好綜合性設(shè)計(jì)，在確保安全疏散的同時(shí)，減少人員流動(dòng)對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)的干擾[2]。

3.2智能化布局規(guī)劃

3.2.1數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)決策

針對(duì)智能化的布局規(guī)劃，設(shè)計(jì)人員需收集關(guān)于生產(chǎn)流程、人員動(dòng)線、物料運(yùn)輸?shù)确矫娴臄?shù)據(jù)，并合理利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)完成對(duì)效率的識(shí)別與分析，以此優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程，并根據(jù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)預(yù)測(cè)好未來(lái)需求[3]。例如：使用傳感器收集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以幫助了解工廠內(nèi)部的活動(dòng)模式，從而指導(dǎo)如何有效布局機(jī)器設(shè)備和工作站，以減少不必要的移動(dòng)，以此保障生產(chǎn)效率的提升[4]。

3.2.2智能優(yōu)化算法

在智能化布局規(guī)劃中，設(shè)計(jì)人員需考慮對(duì)智能優(yōu)化算法的利用，此過(guò)程在實(shí)際的設(shè)計(jì)階段所起到的作用較為關(guān)鍵，主要可在追求高效土地利用和功能性空間布局的情況時(shí)，達(dá)到優(yōu)化處理的效果，如下以遺傳算法為例提出具體的應(yīng)用：在遺傳算法的應(yīng)用中，該算法可模擬自然選擇的過(guò)程，通過(guò)選擇、交叉（雜交）和變異操作使設(shè)計(jì)人員可在諸多設(shè)計(jì)方案中，找到最適合項(xiàng)目實(shí)際的方案，并將其用于布局優(yōu)化，如機(jī)器設(shè)備的位置、生產(chǎn)線的布局等。例如：針對(duì)10000㎡的工業(yè)廠房設(shè)計(jì)，遺傳算法的應(yīng)用可幫助設(shè)計(jì)人員確定最佳的機(jī)器布局，以最小化物料傳輸路徑，同時(shí)考慮維護(hù)通道和安全出口的需求[5]。

3.3綜合體開(kāi)發(fā)模式

3.3.1功能融合與空間布局

在綜合體的開(kāi)發(fā)模式中，功能融合與空間布局是保障其設(shè)計(jì)達(dá)到節(jié)能型要求的關(guān)鍵設(shè)計(jì)措施。該設(shè)計(jì)理念要求設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工序開(kāi)始前，即考慮到不同功能區(qū)的需求和相互作用，以此創(chuàng)造出符合其生產(chǎn)效率，并滿足其生活品質(zhì)的多維度空間。

在實(shí)際的設(shè)計(jì)階段，需針對(duì)各個(gè)功能空間進(jìn)行合理的分析，在明確其要求需求后，設(shè)計(jì)人員需采用創(chuàng)新的空間規(guī)劃手法，如多層堆疊布局，將生產(chǎn)和倉(cāng)儲(chǔ)功能安排在較低樓層，以便于物流運(yùn)輸，而將商業(yè)服務(wù)區(qū)和居住單元布置在上層，利用高度差實(shí)現(xiàn)自然隔音和環(huán)境隔離。

3.3.2綠色生態(tài)設(shè)計(jì)

在綜合體開(kāi)發(fā)模式的設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員還需考慮到綠色可持續(xù)性的設(shè)計(jì)原則，以此通過(guò)融合入自然元素，積極采用環(huán)保技術(shù)，創(chuàng)造出節(jié)能、環(huán)保的多功能空間。通過(guò)該設(shè)計(jì)理念的實(shí)施可有效提升建筑能源效率，并增強(qiáng)工作環(huán)境的舒適度。

首先，在綠色生態(tài)設(shè)計(jì)階段，需考慮到對(duì)工業(yè)建筑能源的合理管理，建議采用高效的隔熱材料、智能的能源管理系統(tǒng)、可再生能源技術(shù)（如太陽(yáng)能光伏板和風(fēng)能發(fā)電設(shè)備），大幅降低建筑的能耗。其次，針對(duì)綠色生態(tài)設(shè)計(jì)還需強(qiáng)調(diào)水資源的可持續(xù)管理，此過(guò)程包括對(duì)雨水收集系統(tǒng)的應(yīng)用以及對(duì)循環(huán)技術(shù)的利用等，以此通過(guò)科學(xué)合理的管理，減少對(duì)城市排水系統(tǒng)的壓力并節(jié)約用水。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為合理提升工業(yè)建筑功能性以及其生態(tài)效益，在減少土地占地面積的同時(shí)，需通過(guò)如上提出的設(shè)計(jì)措施，達(dá)到合理優(yōu)化土地資源利用率，保障符合科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)效果的實(shí)質(zhì)目標(biāo)，以此推動(dòng)工業(yè)建筑領(lǐng)域的綠色轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。

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