工業建筑節能技術的功能及運用研究

余素芳 查蓓蓓 周曉燕 鄭雯雯

（中機第一設計研究院有限公司 安徽合肥 230601）

工業建筑建設需要在滿足工業生產建筑布局與工藝要求的基礎上，達到社會所倡導的節能環保各項要求，要通過對節能技術的合理運用，在保證工程建設質量的基礎上，將建設能效控制在最小，以便做好工程建設成本控制以及能源保護。為更好地展開工業建筑節能建設，保證節能技術功能可以發揮到最大，研究人員在正式展開節能技術研究之前，需要做好工業建筑節能特點分析，以為后續研究做好鋪墊。

1 工業建筑節能特點

1.1 類型多元化

工業建筑建設需要與商品生產要求相符，要在保證商品生產環境以及儲存環境的基礎上，按照各部分功能要求，展開空間形態建設，所以整體類型較為多元，有密集型勞動加工生產場所，也有機械化生產線占主導的建筑物[1]。同時即便是在同一建筑中，也會因為工藝生產之間的差異，而分隔成不同的房間，房間的使用功能以及設計參數均存在一定區別，而這些都是節能設計需要考慮的內容。

1.2 資源種類多

工業建筑所使用資源種類較為豐富，油、水、電等資源運用較為綜合，屬于相互配合的狀態。由于需要使用大量能源，且能源種類較為繁雜，能源運輸也較為繁瑣，在進行節能設計過程中需要展開全面性考量，不僅要做好運輸過程資源損耗控制，保證資源不會出現不必要浪費，同時還要加大對結構動力以及水電暖等環節節能處理力度，以便達到最佳節能處理狀態[2]。

1.3 使用期限段

工業建筑普遍使用壽命較短，主要是因為現代產品更新速度較快，企業為了抓住商機，會快速調整自己的主打產品，而這也是工業建筑使用周期有限的主要原因之一[3]。但工業建筑使用壽命并不是完全依靠產品更新換代速度來決定的，工業建筑設計需要達到可變性以及靈活性要求，需要按照產品使用情況科學展開改造與變動，保證建筑能夠與商品生產相符，以防造成資源浪費。

2 節能技術功能

2.1 有利于生態環境保護

工業建筑施工存在大量污染，污水、粉塵以及噪音等問題，會對生態以及環境產生重大危害，是現代工程建設需要重點管控的內容。在實施節能施工時，不僅會對工程施工資源運用展開控制，同時還會通過對各種節能技術的運用，做好施工污染量控制，會在各種新型材料的支持下，達到切實降低工業建筑施工污染的效果，會對周邊生態環境形成有效保護[4]。如在施工時，可通過對施工廢水展開針對性處理的方式，確保水質在符合排放要求之后，再實施排放，以防對水資源形成污染。

2.2 有利于降低投資成本

由于工業建筑投資規模往往較大，在實施建設過程中需要滿足保證質量以及經濟收益的要求，而節能技術的合理使用，可以達到有效降低資源投入、減少資源浪費的效果，在實施建筑建設時，可通過對節能技術的合理運用，達到切實降低投資成本的目標，以為建筑項目參與各方獲取到更大的經濟收益[5]。同時合理設計也可達到對能源實施高效循環利用的目標，可達到切實提升資源利用率的效果，這對于建筑項目建設與使用而言，是極為有利的。

2.3 有利于緩解能源問題

不可再生資源短缺問題已經成為現代社會不可忽視的重要問題，而這一問題同時也對工業建筑發展形成了干擾。按照有關部門統計，我國工業建筑有超過90%的建筑物都是高能耗，如果繼續沿用傳統項目設計、建設方式，很難滿足后續資源使用要求[6]。而節能技術的運用，可達到切實降低建筑物對于重要能源的依賴程度，能夠達到有效緩解資源運用問題的效果，會對建筑企業轉型升級與發展產生有效推動。

2.4 有利于滿足配套要求

工業建筑多數是集辦公、生產于一體的多功能建筑物，需要在實施建設時，做好配套功能與作用設置[7]。節能技術的運用，可在滿足工業建筑自身特質的同時，為配套建設提供更多支持與幫助。如，對水電設施展開節能設計，可實現對水電資源的合理運用，保證配套設施環保性以及經濟性等。同時，節能技術的運用還可達到提高新型環保材料應用速度的效果，會對工業建筑持續性發展產生有效助力。

3 工業建筑節能技術運用

為對技術應用展開全面性闡述，做好各項分析，在此將以具體工程為例，對技術應用展開研究。

3.1 工程實例

本次工程為某電子工業建筑，建筑大樣圖如圖1 所示。建筑參照《工業建筑節能設計統一標準》實施修建，建筑類型為一類工業建筑。工程位于徐州，整體建筑結構為鋼結構，體形系數為0.10。工程項目整體面積為288764.57m3，其中節能計算建筑面積為21791.67m3，建筑表面積為29115.27m2，建筑物高度為12.30m，建筑層高匯總如表1 所示。

表1 建筑層高

圖1 建筑大樣

通過對PKPM 工業建筑節能設計分析軟件的運用，技術人員對本次工程節能情況展開了計算。經過檢驗發現，本次工程節能設計和建筑節能設計統一標準要求相符合，滿足各項指標規范要求，表明節能設計效果較為理想。

3.2 技術運用

3.2.1 總體規劃

在正式展開技術應用之前，需要做好總體規劃，以便按照規劃內容，有序展開節能技術設計與運用。在實施總體規劃時，應按照生產工藝基本要求，保證在滿足生產工藝要求的基礎上，對建筑整體展開設計。在實施建筑物設計時，需要做好夏季日曬高溫影響分析，應盡量規避主要房間受到東西向日曬影響，同時工業廠區建設，多以大型散熱性建筑空間為主，所以也要做好日曬規避，并要保證自然通風質量。在完成建筑設計之后，需要對建筑節能情況展開檢查，確保設計是否與相應規范要求相符合，以便及時對問題做出調整。

3.2.2 總窗墻比

不同于民用建筑項目，工業建筑對總窗墻比有明確要求。按照本次工程設計規劃，全樓外窗（包括透明幕墻）外窗總面積為1900.77m2，朝向總面積為7052.08m2，朝向窗墻比為0.27，各朝向外窗面積、朝向面積以及朝向穿墻比具體數值，如表2 所示。

表2 全樓外窗（包括透明幕墻）、外墻面積

所謂窗墻比是指建筑物內立面透光部分、非透光外門窗，所有總洞口面積的總和，與立面總面積數值比值。按照標準規范要求，一類工業建筑的總窗墻比需要保持在0.5 及以下數值，且屋頂透光部分面積和屋頂總面積比也需要保持在一定范圍內。經對比分析可以得出，本次窗墻比以及屋頂透光部分滿足設計規范要求。

3.2.3 圍護結構

建筑圍護結構包括立面外門窗、外填充墻以及屋面等內容，是工業建筑重要組成。從圍護結構層面來講，在進行圍護結構設置與施工時，需要保證各結構傳熱系數，應達到良好的節能隔熱效果。由于本次工程位于徐州，屬于寒冷B 區，按照標準內明確規定，建筑的圍護結構熱工性能，需要達到具體規范要求，所以在實施外墻以及屋頂等部分設計時，需要做好材料選擇與施工技術運用，要通過對各種材料的合理挑選與運用，達到良好的節能隔熱處理結果。

在具體展開結構設計時，技術人員按照節能技術要求以及材料導熱系數、蓄熱系數以及熱阻值等內容，對各部門施工所用材料展開了挑選，并設置了材料使用具體厚度。以外墻部分為例：①外墻主體部分構造類型1：建筑鋼材（1.0mm）+巖棉、玻璃棉板（70.0mm）+建筑鋼材（1.0mm）；②類型2：耐堿玻纖網格布抗裂砂漿+擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（帶表皮）（30.0mm）+水泥砂漿（20.0mm）+煤干石砌體（240.0mm）+石灰水泥砂漿（20.0mm）。在經過軟件計算之后發現，外墻結構熱工性能和指標規范相符，所以此部分設計達標，符合節能型建筑建造要求。

3.2.4 體形系數

體形系數是建筑和室外大氣接觸后，外表面積和自身體積的比值。由于此比值和氣候有著密切關聯，不同地區建筑體形要求并不相同，在具體展開體形系數設置過程中，需要做好氣候條件以及其他多因素分析。本次工程位于寒冷地區，因此在實施建筑單體設計時，需要將體形系數縮小在合理范圍內，以防出現大面積散熱等資源浪費問題。按照標準規定，一類工業建筑單體面積在3000m2以上時，需要保證其體形系數可以保持在0.3 及以下，而通過上文論述可知，本次建筑體形系數為0.1，滿足規定。

4 結束語

推行工業建筑節能化設計，是保證工業建筑長久性發展的必然選擇，也是今后工業建筑設計主要方向。在具體展開節能技術應用過程中，技術人員需要按照節能技術所具備各項功能，結合工業建筑設計規范要求，對建筑單體、圍護結構等部分展開科學設計，保證圍護結構熱工能性及單體體形系數等均能夠達到相應標準規范，確保建筑工程整體設計能夠與預期要求相符，以便高質量完成節能型建筑建設任務。