建筑節(jié)能在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)踐

于 靜

寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 寧夏 銀川 750000

隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，我國(guó)的建筑業(yè)取得長(zhǎng)足的發(fā)展，目前大城市高樓林立，公司工廠更是不計(jì)其數(shù)，這些建筑是時(shí)代的產(chǎn)物，卻缺乏合理的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，有著很大的能源消耗。我國(guó)是人口大國(guó)，能源稀缺，極大地依賴(lài)于煤礦。高能耗的建筑對(duì)于我國(guó)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的政策相違背，因此我們需要?jiǎng)?chuàng)新建筑節(jié)能。以下本文將闡述建筑節(jié)能在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中的重要性，提出建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)踐方向，探討工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的具體實(shí)踐措施。

1 建筑節(jié)能在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中的重要性

建筑節(jié)能的目的是為了提高能源利用的效率，是指在建筑全流程各個(gè)環(huán)節(jié)中采用節(jié)能方法提高各個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行效率以降低能源消耗。比如建造時(shí)合理構(gòu)造建筑布局，采用合適的材料等都能到達(dá)到建筑節(jié)能的目的，因此建筑節(jié)能對(duì)于改善國(guó)家能源緊缺有著重要的意義。

目前我國(guó)的工業(yè)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)相對(duì)于民用建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)還有著很大的欠缺，同時(shí)我國(guó)作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家工業(yè)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)與發(fā)達(dá)國(guó)家還有著較大的差距。

1.1 工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

相對(duì)于民用建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，工業(yè)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)顯然落后了很大一截。民用建筑有著相對(duì)完善的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)文件有《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等，給予了建筑節(jié)能在民用建筑設(shè)計(jì)中有效的參考和技術(shù)支持。在這樣的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)支持下，建筑節(jié)能已經(jīng)是民用建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

工業(yè)建筑目前還缺乏一系列的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)楣I(yè)建筑大多為工廠，工藝條件與工藝流程大不相同，相對(duì)應(yīng)的工藝設(shè)備類(lèi)型與大小也存在著較大的差異，于是工廠的廠房規(guī)模和廠區(qū)布置都因廠各異，這種工業(yè)建筑的復(fù)雜性導(dǎo)致我國(guó)的工業(yè)建筑標(biāo)準(zhǔn)不易統(tǒng)一，因此有關(guān)建筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)更是不夠完善。

中國(guó)的工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比更是顯得相形見(jiàn)絀，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)注比中國(guó)至少早了40年，一些歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家很早就對(duì)此進(jìn)行研究并且有了一系列的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，甚至用法律規(guī)定來(lái)約束建筑節(jié)能。我國(guó)建筑節(jié)能發(fā)展的起步較晚且發(fā)展不快，應(yīng)多學(xué)習(xí)借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)和長(zhǎng)處，爭(zhēng)取早日制定出一系列可用的工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

在目前的工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，一般的業(yè)主通常不會(huì)考慮前期投入設(shè)計(jì)建造建筑節(jié)能，因相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一且進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)通常需要一定的資本與技術(shù)，因此除非業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)者提出建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的要求，否則設(shè)計(jì)者不會(huì)主動(dòng)考慮采用復(fù)雜且昂貴的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。因此我國(guó)的工業(yè)建筑能耗巨大，新建筑中90%以上的仍是高能耗建筑，建筑能耗已經(jīng)達(dá)到全社會(huì)能耗的四分之一，若不采取節(jié)能措施，到2020年全國(guó)可能要消耗全社會(huì)一般的能源在建筑上。

我國(guó)的人口眾多，能源稀缺，又極大地依賴(lài)于煤礦、天然氣等不可再生能源。高能耗的建筑對(duì)于我國(guó)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的政策相違背，也不符合我們可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。于是工業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于緩解我國(guó)能源稀缺的現(xiàn)狀有重要作用，同時(shí)也能夠適應(yīng)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的政策。

對(duì)于工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)也有著重要的意義。雖然工業(yè)建筑中采用節(jié)能設(shè)計(jì)在前期設(shè)計(jì)成本和建造成本中投資較大，但后期運(yùn)營(yíng)的能耗會(huì)降低，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看建筑節(jié)能能夠帶給企業(yè)和社會(huì)更大的綜合效益。目前科技發(fā)展進(jìn)步勢(shì)頭猛烈，越來(lái)越多的節(jié)能技術(shù)將會(huì)誕生和應(yīng)用，采用節(jié)能建筑設(shè)計(jì)是大勢(shì)所趨，而未采用節(jié)能設(shè)計(jì)的企業(yè)很有可能被淘汰。我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出也確定了建筑設(shè)計(jì)需要遵循節(jié)能環(huán)保的大目標(biāo)。另外，采用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要求將整體建筑設(shè)計(jì)得合理美觀，這會(huì)使建筑的價(jià)值更好地體現(xiàn)，會(huì)給設(shè)計(jì)者和工作者帶來(lái)積極影響。

2 建筑節(jié)能在工業(yè)設(shè)計(jì)中的實(shí)踐方向

2.1 工業(yè)建筑的整體布局

工業(yè)建筑整體上需要滿足工業(yè)生產(chǎn)的工藝條件與建筑布局，對(duì)于建筑節(jié)能在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用，設(shè)計(jì)者需要考慮水、電、暖氣、結(jié)構(gòu)等各個(gè)部分的相互協(xié)調(diào)。對(duì)于不同的工業(yè)建筑布局和工業(yè)生產(chǎn)工藝以及工業(yè)建筑所處的地形、環(huán)境等都要納入考慮，工業(yè)建筑的整體布局節(jié)能的設(shè)計(jì)要根據(jù)以上各點(diǎn)來(lái)做到節(jié)能，這是所有設(shè)計(jì)中最為重要的一部分。

2.2 工業(yè)建筑的總平面設(shè)計(jì)

建筑節(jié)能在工業(yè)建筑的總平面設(shè)計(jì)中主要考慮到的是季節(jié)特征。在冬季，要盡可能發(fā)揮日照的作用，同時(shí)要避開(kāi)主導(dǎo)風(fēng)向以減少大量的升溫消耗；在夏季，則要盡量利用自然通風(fēng)，目的也是為了降低空調(diào)能耗。這樣的設(shè)計(jì)不僅能夠減低能耗、促進(jìn)節(jié)能，也能提升工作者的舒適體驗(yàn)。

2.3 建筑體型系數(shù)

建筑體形系數(shù)是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值，它反映了一棟建筑體型的復(fù)雜程度和圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱面積的多少，體型系數(shù)越大，則體形越復(fù)雜，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱面積就越大，建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量就越大。因此建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)踐方向就是減小建筑體型系數(shù)，可以采用聯(lián)合廠房的方式來(lái)改善建筑體型系數(shù)。

3 工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)踐措施

工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的具體實(shí)踐措施有很多方面，最主要的是墻體設(shè)計(jì)、屋面設(shè)計(jì)、門(mén)窗設(shè)計(jì)以及通風(fēng)設(shè)計(jì)。

3.1 墻體設(shè)計(jì)

墻體面積是工業(yè)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中占比最大的一項(xiàng)，其熱損耗也是整體建筑中最大的一項(xiàng)，因此對(duì)墻體進(jìn)行設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能最重要的一點(diǎn)。通常外墻保溫形式有外保溫、夾芯保溫和墻體自保溫三種，應(yīng)根據(jù)工業(yè)建筑的具體情況進(jìn)行不同類(lèi)型的選擇，同時(shí)要考慮到與整體的協(xié)調(diào)性，既要美觀又要減少熱損耗。如有更高要求則需要考慮夾芯安裝、拆卸等相關(guān)事項(xiàng)。

3.2 屋面設(shè)計(jì)

屋面的熱損耗也是較大的一項(xiàng)，因?yàn)閷?duì)于單層工業(yè)廠房其屋面面積較大，是比較重要的工業(yè)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，因此也要對(duì)屋面進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。在進(jìn)行屋面的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，主要是保溫設(shè)計(jì)。通常屋面設(shè)計(jì)使用的材料有鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等等。在選取保溫材料時(shí)，不能夠選用導(dǎo)熱系數(shù)大的材料，否則熱損失較大，無(wú)法做到節(jié)能設(shè)計(jì)；也不能采用密度較大的材料，否則會(huì)增大屋面自重；也不能選取防水層以上的保溫層，否則材料吸水會(huì)降低保溫效果，增大熱量消耗。此外還要考慮保溫層的價(jià)格等方面的因素，盡量做到高性價(jià)比。

3.3 門(mén)窗設(shè)計(jì)

工業(yè)建筑的門(mén)窗也極容易導(dǎo)致能量消耗。建筑的外窗主要用于流通室內(nèi)外空氣，如若工業(yè)建筑的門(mén)窗沒(méi)有合理地進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，會(huì)導(dǎo)致較大的能耗損失。通常外窗的開(kāi)啟方式有推拉窗、平開(kāi)窗、懸掛窗，各種開(kāi)啟方式的密封性不同。懸掛窗的密封性較高，同時(shí)有很好的保溫性能，可以有效地減少空調(diào)的消耗；推拉窗的密封性較差，熱消耗較大；平開(kāi)窗的能耗損失居中，隔音隔熱的性能較好，但存在一定的安全隱患。

設(shè)計(jì)者在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)要考慮各方面因素設(shè)計(jì)合適的門(mén)窗，因?yàn)殚T(mén)窗是夏季日光照射、冬季冷風(fēng)進(jìn)入的主要途徑。一般來(lái)說(shuō)冬季既要防止冷風(fēng)進(jìn)入，又要保證日光照射和通風(fēng)，因此可以采取減少開(kāi)窗面積等措施，另外還要盡量選擇導(dǎo)熱系數(shù)小的門(mén)窗框。

3.4 通風(fēng)設(shè)計(jì)

通風(fēng)設(shè)計(jì)也是建筑節(jié)能在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中不可忽視的一點(diǎn)。良好的通風(fēng)環(huán)境在夏季比提高工業(yè)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)作用更大，不僅可以減小空調(diào)的能耗，也能給工作者帶來(lái)更多的舒適感。設(shè)計(jì)者可以考慮設(shè)置天窗、通風(fēng)屋脊等措施，要根據(jù)工業(yè)建筑的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.5 其他措施

工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)踐措施還有很多方面，例如利用更加清潔的能源或者采用Low-E低輻射玻璃幕墻外裝飾設(shè)計(jì)等。

采用清潔的可再生能源如風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能等，比如風(fēng)能可以應(yīng)用于工業(yè)發(fā)電和制熱，能有效促進(jìn)工業(yè)建筑的室內(nèi)外的空氣循環(huán)等，太陽(yáng)能能夠提供大量的能源甚至有望代替目前的化石能源。使用清潔的可再生能源能夠有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

Low-E低輻射玻璃幕墻外裝飾設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)有效的建筑節(jié)能措施，它能夠滿足室內(nèi)的照明，有很好的遮陽(yáng)和隔音效果，能夠利用表面的膜反射能量，減少能耗損失。

4 總結(jié)

建筑節(jié)能在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)踐有著很大的意義，對(duì)于緩解我國(guó)能源稀缺的現(xiàn)狀有重要作用，同時(shí)也能夠適應(yīng)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的政策。我們需要確定建筑節(jié)能在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)踐方向，采用合適的措施來(lái)合理設(shè)計(jì)，這給我們提供了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目標(biāo)。我國(guó)的工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)還存在著很大的進(jìn)步空間，也存在著巨大的潛力。設(shè)計(jì)者應(yīng)不斷探索創(chuàng)新新方法、新技術(shù)等節(jié)能手段進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，同時(shí)盡可能地實(shí)踐應(yīng)用新能源來(lái)設(shè)計(jì)建筑節(jié)能。