工业建筑节能设计研究

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1前言

我国正处于工业化初期，工业产值是国民经济总值中非常重要的组成部分。可以预见的是，在较长时间内，工业仍然是我国经济结构的主要组成部分。同时由于技术水平、生产工艺等因素决定了高污染、高能耗产业短时间内无法被取代，材料能源消耗、污染物排放等问题依然不容忽视。在此背景下，我国绿色建筑行业却百业待兴，亟需推广与普及。然而，我国工业生产的资本积累已经有一定的实力，国家也逐渐开始重视环境保护和资源控制，工业发展也正在从粗放型向环保高效型转变。绿色工业建筑虽然增加了初期的建设成本，却有效地减少了工业运作过程中的能源浪费，并提高了员工生产环境的舒适性，提升了企业的软实力，树立了具有社会责任感的良好形象。因此，无论从外部的国家环境，还是内部的企业能动性，绿色工业建筑已成为一种必然的趋势。

2工业建筑的发展现状分析

在导致人类生活环境变化的各种因素中，工业生产无疑是一股重要力量。而实现工业生产的工业建筑，就成为了影响人类生存环境的主要因素之一。在传统的制造观念上，人们对工业建筑的主要使用要求定位在基本的功能上，即低廉的造价和更大的价值输出。而在上个世纪，我国的工业生产还在不断地追赶世界发展的脚步。在这个过程中，为满足低造价的需求，我国进行了粗放式的生产制造，而这一建设模式，加重了我国在过去四十年里的环境污染和能源消耗问题。但随着现代社会的不断发展，为更好地满足高层次的生产需求，减少对环境的破坏与能源的浪费，过去的产业结构和生产模式亟需进行调整，并依照现有的产生体系进行升级换代，完成对电子装配、制药产业等新型高精尖工业建筑的改造与更新，保证节能与绿色设计的有效开展。

3工业建筑的绿色实践研究

现代工业建筑对生产空间的空调温湿度要求高、单位面积的建筑能耗大，因此工业建筑更加依赖于节能设计，如何将“节能、生态、绿色、环保”等理念由标语转化为实际，是建筑师重点探寻的方向。下面将介绍为解决建筑节能问题的所使用的生态策略，以及相应的绿色技术。

3.1新型幕墙系统

玻璃幕墙是工业建筑中经常见到的一种立面形制。但玻璃幕墙的现代通透感和其较大的能耗损失相互矛盾。因此，现代建筑师常用的处理方法是采用外循环呼吸式双层幕墙。不同于普通的玻璃幕墙，其独特之处就在于其创新的双层结构及中间的空气间层，使该系统具有较强的通风换气、隔热、隔声的功能。在夏天，遮阳百叶被放下，幕墙的辐射得热大幅减少。与此同时，打开幕墙内部进出风口的活动闸门，留出竖向的热通道。在烟囱效应的拔风作用下，通道内的热空气上升，由顶部排风口排出，同时外界的冷空气汇聚到热通道，带走热通道内的热量，降低内侧幕墙表面温度。而在冬天，百叶收起，阳光照射使空气增热。此时关闭热通道的进出风口的活动闸门。由于空气被封闭在玻璃间层中，吸收太阳的幅射热后，温度升高，较热的空气停留在热通道内无法排出，在温室效应的作用下，幕墙内侧的表面温度升高，从而达到减少室内热量流失、保温节能的效果。该幕墙系统较好地解决了现代工业建筑对外立面轻盈通透与保温隔热的矛盾，实现了工业建筑的通风、保温、隔热，从而达到节约能源的效果。

3.2建筑设备的节能设计

在工业建筑的能源消耗中，设备占据了极大的比例。建筑设备的节能设计，对象主要包括空调、电梯、照明、通风、变配电以及自控设备等。首先，在工业建筑中，空调系统消耗了整个建筑中最多的能源，其能耗占到了实际使用的六成左右。在空调的使用过程中，为更好地促进基本的设计生产需求，空调节能设计就成为了整个系统中的重要方面。而为了降低能耗，则可以考虑冰蓄冷+地源热泵类以及智能数码类的多联空调系统来实现对余热的回收，并以此来实现对能源的多次利用。而对于空调系统的控制，也需要独立设置一个有效的空调控制区域，通过直观的有效控制，确保生产能源的节约。其次，对于电器设备，例如变压器、照明灯、电梯等建筑设备，可以选择合理的节能产品，并依照照明的基本需求，进行靠近窗户的灯具设计，从而促进对场所的自然采光节能设计。最后，实施能源综合管理制度。对于现代工厂建筑的日常生产，合理的能源综合管理设施，可以更好地将资源进行整合。与此同时，把建筑内部各种不同的机电设备，例如电力、给排水、空调、照明等，整合为一个彼此连接、完整、相互协作的集成系统，并依照相应的管理控制渠道，对生产系统进行优化集中，从而促进生产流水线的节能减排。

4现代生态环保理念的实践

随着现代生产体系的逐渐成熟，应用生态绿色环保的概念来创造融合共生的体系，可进一步地推进绿色策略的应用。在推行绿色理念的设计过程中，水循环系统、地源热泵、冰蓄冷空调系统、太阳能集能等新型技术日渐成熟，逐渐成为了绿色节能设计的重要部分。

4.1水循环系统

在水资源的利用过程中，为更好地促进工业生产中的水循环过程，可设计雨水收集系统，并通过景观水系和循环系统的设计，促进水循环系统的综合利用，形成一条自然循环的生态链。

4.2地源热泵系统

地源热泵是在世界范围内大力推行的一项新型绿色技术，其对绿色节能效果的推动十分有力：不产生噪音、无害气体排放、对地下水零污染；在使用的最终效果上，节能高效、运行费用低，仅为普通空调系统的1/2。更可贵的是，地源热泵系统运行情况良好，维修成本低。

4.3冰蓄冷空调系统

冰蓄冷系统的使用时间与传统的制冷系统相反，它在午夜之后的用电低谷时期，利用电制冷机制冷，同时将冷量转化为冰，并以冰的形式储存下来。到了用电高峰期的白天，再将冰的能量释放到建筑内部，以满足厂房的制冷需求。在这样一套系统中，电成为了二次能源，进行制冰蓄冷过程，虽然是一种不够经济的做法，但权衡利弊，该系统的社会效益显著：它大大地提高了电网负荷率，也有利于平衡电量，保证了电网的安全经济运行；大大提升了建筑发电能力，有效节省了经济成本。

4.4太阳能体系的建设

在现代新能源的不断开发过程中，太阳能作为一项被大力推广的新型能源，可作用于厂房内的室内照明、厂区外的路灯照明系统，亦可以在屋顶架设太阳能集热供水系统，用于建筑的电力、热力使用，从而实现了能源利用的绿色环保化。

5结语

随着现代社会的不断发展，工业建筑的产能在不断增加，其自身对人类社会带来好处的同时，也加重环境的负担，如何应用节能环境保护，则成为了整个生产体系内需要重点考虑的问题。我们应清醒地认识到，在我国工业节能设计才刚刚起步，尤其对于工业建筑而言，“生态、绿色、环保”在大多数情况下处于口号阶段。现代的建筑师不仅需要在技术层面进行研究探索，更为关键的是提升建筑师对生态、绿色、节能、环保的认知与意识，同时将这些先进的理念积极向用户和社会宣传与推广。

作者:朱彦波 单位:武汉大学城市设计学院

参考文献：

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[3]本，当代工业建筑，北京：中国建筑工业出版社，1999

[4]于春普，关于推动绿色建筑设计的思考[J]，建筑学报，2004，(10)：50-52.