工業建筑設計的節能應用

摘 要:建筑節能是建筑發展的必然趨勢，是降低建筑能耗的必由之路。本文簡述了建筑節能概念，分析了工業建筑耗能原因及節能措施，并通過實例對工業建筑設計的節能應用進行了探討。

關鍵詞:建筑節能節能設計節能措施保溫體系

中圖分類號:TU27文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)02(c)-0026-01

所謂建筑節能，就是在保證空間熱舒適環境條件下，通過技術進步、合理利用、科學管理和經濟結構合理化等途徑，采用新型保溫材料，運用各種方法，把建筑在長期使用中的各種能耗降下來。我國目前的建筑使用能耗占全國總能耗的28％左右，主要原因是建筑在建造過程和運行使用中能耗浪費大，因此推廣建筑節能已經成為提高能源利用效率和可持續發展的關鍵因素。

1 工業建筑節能

1.1 建筑外環境節能設計

建筑外環境節能設計中首先是建筑選址和建筑布局，民用建筑選址遵循“爭取日照、避風建宅”的原則；而工業建筑選址常常受工藝裝置選址及布置的制約，直接影響了建筑室內外熱環境及建筑能耗的大小。因此必須從工業建筑所處地區的氣候條件出發，了解建筑所在地區的地形地貌、水文地質、自然條件及當地建筑材料等相關資料，做到具體問題具體分析，將建筑設計、建筑技術和能源有效相結合。

1.2 單體建筑節能措施

1.2.1 建筑外墻

建筑外墻熱損耗占建筑能耗的首位，因為外圍護結構中墻體所占面積最大，建筑的圍護結構隔熱性差及氣密性不良就會造成能耗損失。所以外墻的保溫隔熱是建筑節能的關鍵，常用的工業建筑節能墻體主要有以下幾種:

(1)外墻自保溫體系:外墻自保溫體系是指以單一墻體材料即能滿足現有節能要求的外墻保溫體系，具有很好保溫性能和耐火性，且施工技術成熟簡單。工業建筑的圍護墻體一般為非承重墻體，存在墻體預留孔洞多、套管多、墻體埋件多等特殊要求，外墻自保溫體系本身有一定的承載力，完全可以滿足工業建筑要求。

(2)外墻外保溫體系:外墻外保溫體系就是在基層墻體外面附加聚苯板、聚氨酯等絕熱保溫材料做保溫層或外涂保溫砂漿。這種體系的技術理念最為合理和成熟，適合在鋼筋混凝土外墻和有恒溫恒濕要求的工業建筑中采用。應用較多的是國家行業標準《外墻外保溫工程技術規程》(JGJ144—2005)推薦的外墻外保溫系統。

(3)金屬壓型彩鋼復合板保溫體系:工業建筑中鋼結構被廣泛使用，這類廠房跨度大，高度高，外圍護墻體通常采用金屬壓型彩鋼復合板，其夾芯材料可采用巖棉、聚氨酯、聚苯乙烯等。金屬壓型彩鋼復合板導熱系數小，質量輕，能夠滿足工業建筑防爆泄壓的特殊要求，對于鋼結構廠房的抗爆、節能保溫有一定的優越性。

1.2.2 建筑外門窗

建筑外門窗是冬季冷風侵入、夏季陽光入射的主要通道，為保證建筑節能，要求外門窗有良好的氣密性。一般而言，窗戶的傳熱系數要遠大于墻體的傳熱系數，因此門窗是改善室內熱、光環境的重中之重，其性能直接決定著建筑節能的效果。增強門窗的保溫隔熱性能，減少門窗能耗的措施有:

(1)提高門窗的熱工性能:通常，玻璃占門窗面積70％以上，對全空調系統的中央控制樓或嚴寒、寒冷地區經常有人滯留的場所可采用雙層窗戶或采用中空玻璃，以達到節能目的。在生產環境的許可下，盡量選用導熱系數小的材料制作門窗框，如外門窗采用塑鋼門窗代替鋼門、鋼窗，提高門窗的保溫隔熱性能。

(2)增強門窗的密閉性:使用新型的、密封性能良好的門窗材料；門窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設灰縫等密封；框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風槽等；扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等；扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。

1.2.3 屋面

屋面作為外圍護結構的一部分，它的保溫隔熱也是不可或缺的。屋面節能措施的要點，其一是屋面保溫層不宜選用密度較大、導熱系數較高的保溫材料，以免屋面重量、厚度過大；其二是屋面保溫層不宜選用吸水率較大的保溫材料，以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果；工業建筑中保溫屋面通常采用的膨脹珍珠巖保溫芯板做為保溫層代替常規的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法，節能效果顯著；隔熱屋面可采用架空型屋面、倒置式屋面或種植屋面等提高屋面隔熱性能的目的。

屋面節能其他措施:屋面外表面采用淺色飾面材料，在夏季反射太陽輻射熱；在夏熱冬暖具有多雨氣候特點的地區采用蓄水屋面提高屋面節能效果。

2 節能應用實例

某采油廠一工程項目中，變配電室與抗爆控制室鄰建，建筑物體形系數為0．25，變配電室為單層鋼筋混凝土框架結構，砌體圍護；控制室為恒溫恒濕抗爆建筑，鋼筋混凝土框架結構，墻體采用鋼筋混凝土防爆墻體。該采油廠所在地區屬于建筑氣候一級區I區，即嚴寒地區B區，建筑物必須充分考慮冬季保溫要求，不考慮夏季防熱。設計采取了如下節能措施:

(1)墻體:變配電室和控制室按結構體系的不同，以變形縫為界，各自采用不同的墻體保溫體系。變配電建筑布置方正，采暖房間圍護墻體采用300mm厚加氣混凝土砌塊外墻自保溫體系；配電室、值班室、維修間需要采暖保溫，而變壓器室不需采暖。在采暖房間中，配電室設計溫度比休息室和維修間低，休息室和維修間在功能上屬于配.電室的服務用房，通過配電室緩沖室外冷空氣。控制室為恒溫恒濕的抗爆建筑，墻體為鋼筋混凝土防爆墻體，外墻采用外保溫體系，構造做法為(由內到外):內墻乳膠漆；20mm厚1∶3混合砂漿；現澆混凝土墻，刷界面劑；EPS板60厚；30mm厚膠粉聚苯顆粒保溫砂漿(2道玻纖網格布)；彈性底涂，柔性膩子；外墻銀灰色涂料。控制室外墻的傳熱系數K為0．436W/(m2K)，小于《公共建筑節能標準》中K值為0．5W/(m2K)，達到節能要求；同時在入口處設置門斗，既滿足抗爆要求，又滿足防寒要求。

(2)門窗:變配電室采用95系列未增塑聚綠乙烯塑料推拉窗，其氣密性不低于4級，窗玻璃為4+12A+4中空玻璃，其南墻的窗墻比為0．15，北墻的窗墻比為0．15，K值為2．1W/(m2K)，小于《公共建筑節能標準》中K值為3．2W/(m2K)，達到節能要求。抗爆控制室按抗爆規范未開外窗。變壓器室采用鋼板網門，配電室采用防火門；控制室外門采用密閉抗爆門。

參考文獻

[1]董興照．略論現代建筑的節能設計[J]．科技創新導報，2009，23：31．

[2]蔡海燕．基于特性的當代工業建筑設計研究[J]．科技創新導報，2010，6：43．