李鑫

（山西省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西太原 030000）

經(jīng)濟(jì)發(fā)展很大程度上依賴(lài)于工業(yè)的發(fā)展，為了提高工業(yè)建設(shè)的效率與質(zhì)量，需要對(duì)工業(yè)建筑進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)合工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求，對(duì)工業(yè)建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)化，減少能源消耗，提高能源利用率，促進(jìn)工業(yè)建筑的整體性能提升，使得工業(yè)建筑具有更好的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

1 工業(yè)建筑中的節(jié)能設(shè)計(jì)概述

在工業(yè)建筑中，建筑能耗主要包括建筑材料的生產(chǎn)能耗和建筑的使用能耗。其中，建筑材料的生產(chǎn)能耗是指生產(chǎn)建筑材料的過(guò)程中消耗了的水、土、石、沙等自然資源與電、氣等動(dòng)力能源。建筑的使用能耗是指建筑在使用過(guò)程中為實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)了空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等所消耗的水、電、氣等能源。在滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)室內(nèi)環(huán)境要求的基礎(chǔ)上，合理利用能源與空間，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)地、環(huán)保，節(jié)約材料生產(chǎn)能耗的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)約建筑使用能耗，這種理念稱(chēng)為工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，如圖1 所示。

圖1 工業(yè)建筑中的節(jié)能設(shè)計(jì)

工業(yè)生產(chǎn)極大地改變了人們的生活和生產(chǎn)方式，改變了人類(lèi)生活的環(huán)境。從事工業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)建筑成為影響人類(lèi)生存環(huán)境的主要因素之一。人們對(duì)傳統(tǒng)的工業(yè)建筑的功能要求主要是實(shí)現(xiàn)基本功能，降低造價(jià)同時(shí)提升價(jià)值輸出。自20 世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)降低造價(jià)，我國(guó)采取粗放式的生產(chǎn)制造，雖然一定程度上降低造價(jià)，但加劇環(huán)境污染，能源消耗問(wèn)題也日益嚴(yán)峻。隨著科技水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)建筑越來(lái)越注重高層次的生產(chǎn)需求，注重減少環(huán)境污染與能源浪費(fèi)。因此提出對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模式的調(diào)整，對(duì)當(dāng)下的產(chǎn)生體系進(jìn)行升級(jí)換代。促進(jìn)新型高精尖工業(yè)建筑的改造與更新，落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，推動(dòng)節(jié)能與綠色設(shè)計(jì)的開(kāi)展。

2 節(jié)能設(shè)計(jì)在工業(yè)建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著節(jié)能減排的理念與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)，對(duì)各項(xiàng)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提出更高的要求，目前在民用建筑中節(jié)能設(shè)計(jì)已取得顯著效果，較發(fā)達(dá)的地區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能指標(biāo)與預(yù)期目標(biāo)相符。由于民用與工業(yè)建筑存在服務(wù)群體的差異，工業(yè)建筑的節(jié)能環(huán)保功能長(zhǎng)期得不到重視，體現(xiàn)在一些行業(yè)制定工業(yè)建筑中的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但規(guī)范性不足，可行性較差，在實(shí)際應(yīng)用中，不能發(fā)揮出應(yīng)有的效果，這為工業(yè)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)造成障礙。

工業(yè)建筑的節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)以行業(yè)發(fā)展需求為基礎(chǔ)，加強(qiáng)與節(jié)能工藝的關(guān)聯(lián)，而不注重建筑的整體節(jié)能效果。因此，在我國(guó)推進(jìn)工業(yè)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)工作開(kāi)展時(shí)，選取的參照物不具備相應(yīng)的指標(biāo)，不能發(fā)揮節(jié)能的作用。受到工業(yè)建筑與民用建筑的本質(zhì)差別的影響，工業(yè)建筑更注重專(zhuān)業(yè)的性能與健全的功能，各項(xiàng)指標(biāo)都必須與實(shí)際發(fā)展需求相聯(lián)系，才能實(shí)現(xiàn)節(jié)能，達(dá)到工業(yè)建筑整體性能的提升。從我國(guó)工業(yè)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀中不難發(fā)現(xiàn)，雖然我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平不斷提升，但廠(chǎng)房環(huán)境跟不上工業(yè)生產(chǎn)水平的需求。同時(shí)考慮到建筑行業(yè)是一項(xiàng)耗能多的行業(yè)，必須加強(qiáng)工業(yè)建筑中的節(jié)能環(huán)保理念的培養(yǎng)，突出節(jié)能設(shè)計(jì)的重要意義，促進(jìn)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能與環(huán)保理念的落實(shí)，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)的健康發(fā)展。

3 工程中節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化選擇

3.1 幕墻系統(tǒng)

玻璃幕墻是一種常用的立面形制，玻璃幕墻雖然具有較強(qiáng)的通透感，但同時(shí)產(chǎn)生較大的能耗損。因而在工業(yè)建筑中常采用外循環(huán)呼吸式雙層幕墻。由于采用獨(dú)特的雙層結(jié)構(gòu)與中間的空氣間層，該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的通風(fēng)換氣、隔熱、隔聲的性能。高溫天氣時(shí)，遮陽(yáng)百葉被放下，幕墻輻射大幅減少，幕墻內(nèi)進(jìn)出風(fēng)口的活動(dòng)閘門(mén)被打開(kāi)，熱通道工作。與煙囪的拔風(fēng)作用相結(jié)合，從頂部排風(fēng)口排出熱空氣。而外界的冷空氣匯聚到熱通道，進(jìn)一步降低內(nèi)側(cè)幕墻表面溫度。寒冷天氣時(shí)，百葉收起，陽(yáng)光的照射為空氣增溫。同時(shí)進(jìn)出風(fēng)口的活動(dòng)閘門(mén)關(guān)閉，封閉在玻璃間層中的空氣被加熱，停留在熱通道內(nèi)，幕墻內(nèi)側(cè)的表面溫度升高。從而減少室內(nèi)熱量流失，達(dá)到保溫節(jié)能的效果。

3.2 建筑設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑設(shè)備產(chǎn)生的能源消耗是工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)需要解決的重要問(wèn)題，建筑設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)主要針對(duì)空調(diào)、電梯、照明、配電等設(shè)備首先，空調(diào)系統(tǒng)是工業(yè)建筑中耗能最多的系統(tǒng)，約為工業(yè)建筑耗能的60%。為了增強(qiáng)空調(diào)的節(jié)能效果，需要根據(jù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)需求改進(jìn)空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，從而在保證溫度調(diào)節(jié)效果的基礎(chǔ)上，降低能耗。如采用冰蓄冷與地緣熱泵類(lèi)或智能數(shù)碼類(lèi)多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行余熱回收，實(shí)現(xiàn)能源多次利用。

地源熱泵作為一種新型綠色技術(shù)，在世界范圍內(nèi)受到大力推廣，在使用中不產(chǎn)生噪音、不排放有毒氣體、不污染地下水、維修成本低。不僅降低使用成本，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能。冰蓄冷系統(tǒng)與傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)存在工作時(shí)間的差異，在夜間的用電低谷期，采用電制冷機(jī)制冷，并將能量轉(zhuǎn)化為并儲(chǔ)存下來(lái)。在白天的用電高峰期，將冰的能量釋放滿(mǎn)足制冷需求，提高電網(wǎng)負(fù)荷率，有助于平衡電量，提高建筑的發(fā)電能力，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)成本的節(jié)約。

3.3 注重能量回收與可再生能源利用

①在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要做好能量回收工作，其一般是將不能儲(chǔ)存或浪費(fèi)掉的能量通過(guò)某種技術(shù)手段回收起來(lái)再利用，比如機(jī)械能、熱能、光能等，借助相關(guān)技術(shù)手段可以轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來(lái)。能量回收既可以提高能源的利用效率，而且還可以減少碳排放，從而達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的；②在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)階段，要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)可再生能源給予合理利用，最常見(jiàn)的是太陽(yáng)能，其一般包括被動(dòng)式太陽(yáng)能系統(tǒng)和主動(dòng)式太陽(yáng)能利用系統(tǒng)。被動(dòng)式太陽(yáng)能系統(tǒng)一般是通過(guò)建筑物方位與朝向的合理布局、建筑材料的選擇以及建筑物結(jié)構(gòu)和內(nèi)外形貌的設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行有效儲(chǔ)存、采集和分配。冬季可以從南面窗使太陽(yáng)射入房間內(nèi)部，并借助墻、設(shè)備、樓板層等材料來(lái)完成對(duì)太陽(yáng)能的吸收和儲(chǔ)存。同時(shí)，為了減少熱損失，夜間還需要借助窗蓋板或保溫窗簾蓋在窗戶(hù)外側(cè)，這樣可以減少或消除窗玻璃內(nèi)側(cè)面的凝結(jié)水。此外，還可以在工業(yè)建筑內(nèi)栽種花卉，以此營(yíng)造出置身大自然的室內(nèi)環(huán)境，在給人們帶去溫馨、舒適的居住環(huán)境外，還可以達(dá)到節(jié)能減排的效果。主動(dòng)式太陽(yáng)能利用系統(tǒng)一般是由太陽(yáng)能采熱器、散熱器、風(fēng)機(jī)泵和儲(chǔ)熱器等集合在一起的采暖系統(tǒng)，其具有比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而且造價(jià)較高。通常情況下，傳統(tǒng)太陽(yáng)能主要是借助純建筑方式，這樣會(huì)投入比較大的成本。實(shí)際上，主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)嘗試著將遮陽(yáng)、太陽(yáng)能收集、散熱集于一體來(lái)構(gòu)成太陽(yáng)能集熱板，其既能夠達(dá)到降低熱反射和降溫的效果，而且大面積使用還能夠避免在城市中發(fā)生熱島效應(yīng)。同時(shí)，在主動(dòng)式太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中，陽(yáng)光反射裝置不僅可以為工業(yè)建筑提供所需要的光照，滿(mǎn)足人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钚枨螅疫€可以提供一定的熱量，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的效果。

3.4 加強(qiáng)對(duì)自然采光通風(fēng)的應(yīng)用

在工業(yè)建筑中，最好選擇自然通風(fēng)和天然采光，這樣不僅可以提高室內(nèi)的舒適度，而且還可以有效減少相應(yīng)耗能產(chǎn)品的使用，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。對(duì)于工業(yè)建筑而言，自然采光通風(fēng)一般要求根據(jù)工業(yè)建筑視覺(jué)工作特點(diǎn)和功能要求，對(duì)采光通風(fēng)方式給予科學(xué)、合理的選擇，進(jìn)一步明確窗口布置形式和采光口面積，這樣能夠有效營(yíng)造良好的室內(nèi)光環(huán)境，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的效果。通常情況下，工業(yè)建筑自然采光通風(fēng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要按照工業(yè)建筑特點(diǎn)和采光通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此達(dá)到預(yù)期的采光通風(fēng)效果。

3.5 預(yù)制裝配式建筑的合理運(yùn)用

預(yù)制裝配式建筑一般是指在構(gòu)件預(yù)制工廠(chǎng)生產(chǎn)完成建筑的全部或部分構(gòu)件，并借助相應(yīng)的運(yùn)輸方式將其運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，將構(gòu)件采用可靠的安裝機(jī)械和安裝方式組裝起來(lái)，成為所需要的建筑物。在工程建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，與現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，預(yù)制裝配式施工具有工程進(jìn)度快、施工方便、對(duì)周?chē)h(huán)境影響小等優(yōu)勢(shì)，而且還具有節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、降低噪音等諸多優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。

4 小結(jié)

總而言之，工業(yè)建筑的數(shù)量與產(chǎn)能不斷增加，對(duì)社會(huì)的發(fā)展起到重要的促進(jìn)作用。同時(shí)，工業(yè)建筑的能耗加重環(huán)境負(fù)擔(dān)，如何應(yīng)用節(jié)能和環(huán)保理念完善工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)，成為工業(yè)建筑生產(chǎn)體系的重要課題。建筑師還需從技術(shù)層面和設(shè)計(jì)理念上進(jìn)行優(yōu)化，提高對(duì)生態(tài)節(jié)能和環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)，推廣和落實(shí)先進(jìn)的理念。