楊 坤 宮春洋 李 放 中國中元國際工程有限公司

1 前言

工業(yè)建筑在國家建設中占有很重要的地位，為提高工業(yè)建筑的社會效益和節(jié)能環(huán)保性，應根據(jù)節(jié)能環(huán)保理念來開展節(jié)能設計工作，從而解決建筑行業(yè)高污染、高能耗的問題。同時，還需要應用科學的設計方式、先進的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，增強工業(yè)建筑節(jié)能設計效果。

2 工業(yè)建筑節(jié)能的重要性

過去，由于思想理念與技術(shù)水平等方面的影響，工業(yè)建筑節(jié)能性不被重視，工業(yè)建筑設計時不考慮任何節(jié)能措施，工程建設時應用大量的施工材料與能源設施，這對施工單位及工程自身的經(jīng)濟收益等有著極大的影響，還會造成自然資源枯竭、緊缺隱患出現(xiàn)，導致能源的嚴重浪費，影響社會整體的健康發(fā)展。隨著GB 51245—2017《工業(yè)建筑節(jié)能設計統(tǒng)一標準》于2018 年1 月1 日的正式實施，工業(yè)建筑設計出現(xiàn)了重要轉(zhuǎn)折節(jié)點，工業(yè)建筑施工圖需要做節(jié)能計算書，工業(yè)建筑不再單純追求工藝布置合理，立面造型新穎等內(nèi)容，在設計過程中需考慮節(jié)能方面因素，加強節(jié)能環(huán)保理念的落實，并加強節(jié)能技術(shù)在施工過程中的應用，提高資源利用率，降低能源損耗出現(xiàn)的概率，合理利用能源，優(yōu)化工程施工環(huán)境，以生態(tài)環(huán)保理念為基礎，保障建筑行業(yè)及社會整體的健康發(fā)展。此外，在實際施工時，借助光能、風能、地熱能等清潔型能源的應用，強化提高現(xiàn)代工業(yè)建筑工程節(jié)能水平。

3 工業(yè)建筑節(jié)能設計的原則

3.1 堅持因地制宜

在開展工業(yè)建筑節(jié)能設計過程中，要貫徹因地制宜的設計原則，依據(jù)工業(yè)建筑設計場所的實際地理條件，制定適宜的節(jié)能設計方案，最大限度地降低建筑成本。在設計工作開展前，首先認真勘查地理位置，了解當?shù)氐臍夂驐l件及地質(zhì)狀況，以保證節(jié)能設計能夠切實開展落實，發(fā)揮最大功效。此外，也要考慮工業(yè)建筑的建設位置，盡量選擇具有良好地理環(huán)境條件的區(qū)域，氣候適宜的環(huán)境。

3.2 建筑造型與內(nèi)部功能相結(jié)合

工業(yè)建筑不僅僅是滿足工藝設備運行等要求，還要符合建筑所在地的環(huán)境條件，要結(jié)合外部環(huán)境開展工業(yè)建筑設計布局。在開展工業(yè)建筑設計時，建筑物的外立面設計也需要秉承科學合理的設計原則，工業(yè)建筑設計不僅要盡可能地節(jié)能環(huán)保，還要綜合考慮整體的美感。另外，在開展工業(yè)建筑物內(nèi)部設計過程中，保證建筑的合理功能分布是重中之重，不能本末倒置，各使用功能合理布局的前提下，利用清潔能源，優(yōu)化節(jié)能設計。

3.3 選用合適的節(jié)能材料和設備

節(jié)能材料和設備的質(zhì)量決定了工業(yè)建筑節(jié)能設計的運用效果，對整體建筑質(zhì)量起著關鍵性作用。通常情況下，在選擇節(jié)能材料和設備時，要考慮材料是否具備高效性、節(jié)能性和經(jīng)濟性三個因素。在確保材料和設備質(zhì)量的前提下，盡可能降低成本開支，這才是符合工業(yè)建筑節(jié)能設計的本質(zhì)要求。總之，在選擇節(jié)能材料時，各個環(huán)節(jié)涉及的工程造價必須科學、合理，從而滿足環(huán)保節(jié)能的需求。

4 工業(yè)建筑設計存在的問題

由于工業(yè)建筑節(jié)能設計規(guī)范在2018 年開始執(zhí)行，與其他民用建筑設計相比，節(jié)能設計要求出現(xiàn)的時間較短，該方面知識不能被熟練應用。與非節(jié)能環(huán)保技術(shù)相比，使用節(jié)能環(huán)保技術(shù)的材料更加昂貴，建造過程中考慮的因素更多，對工業(yè)建筑節(jié)能設計的發(fā)展有一定阻礙。在實際開展節(jié)能設計的過程中，諸多因素制約了節(jié)能設計的運用開展，包括工作人員的專業(yè)技能、新能源的使用技術(shù)、投入成本等，這些因素在設計中都起著至關重要的作用。

工業(yè)建筑能耗高、節(jié)能方式滯后是當前節(jié)能設計運用過程中存在的兩大主要問題。工業(yè)建筑能耗高問題有違節(jié)能環(huán)保的理念，在工業(yè)建筑過程中，大量的能源被耗費，給環(huán)境帶來沉重負擔。隨著人們環(huán)保意識的日漸提升，大家對工業(yè)建筑的安全要求也逐漸提高。因為我國對節(jié)能環(huán)保理念提倡得較晚，致使工業(yè)建筑節(jié)能方式相較于其他國家存在一定差距。近年來，雖然大量的供暖能源由煤炭轉(zhuǎn)換為天然氣，大氣污染有所緩解，但能耗依舊很高，只有真正提高能源的有效利用率，才能推動工業(yè)建筑節(jié)能設計的使用及發(fā)展。

5 提高工業(yè)建筑節(jié)能設計的措施

5.1 總平面布局

工業(yè)廠區(qū)中建筑分布對建筑節(jié)能起到很大的作用，總平面布局應堅持貫徹可持續(xù)發(fā)展理念，科學有效的布置各功能分區(qū)，局部緊湊、節(jié)約用地，力求整體結(jié)構(gòu)清晰完整，通過空間組織及環(huán)境綠化，創(chuàng)造舒適良好的生態(tài)資源環(huán)境。綜合利用現(xiàn)狀環(huán)境條件，冬季可利用太陽輻射增加室內(nèi)溫度，夏季可利用自然通風降低室內(nèi)溫度，合理利用日照角度和當?shù)刂鲗эL向，通過降低供暖、照明、空調(diào)等設備的使用率達到減少能源消耗的效果。

5.2 屋頂環(huán)保節(jié)能設計

屋頂既是工業(yè)建筑物的重要組成部分，也是工業(yè)建筑節(jié)能設計的重點部分。屋頂環(huán)保節(jié)能設計的要求是：保證屋頂?shù)谋馗魺嵝院头浪阅?。由于工業(yè)建筑的大跨度結(jié)構(gòu)和功能使用要求，使得工業(yè)建筑占地面積較大，屋頂面積也隨之較大，由于大面積的屋頂對建筑能耗有很大影響，所以屋頂?shù)臒峁ば阅苡葹橹陵P重要。工業(yè)建筑的屋面大多采用彩鋼板等輕質(zhì)坡屋面，屋面應選用導熱系數(shù)低且密度低的保溫材料，在減少屋面本身荷載對主體建筑影響的同時，降低屋面的傳熱系數(shù)。

在工業(yè)建筑節(jié)能設計過程中，大面積的屋頂可以合理利用，從現(xiàn)狀來看，綠化式屋頂和太陽能集熱式屋頂均可以實現(xiàn)節(jié)能效果。綠化式屋頂是指通過開展屋頂綠化的方式打造節(jié)能環(huán)保型屋頂，建設綠化式屋頂，不僅可以降低屋頂?shù)妮椛錈幔€可以改善城市環(huán)境，提高環(huán)境保護水平。太陽能集熱式屋頂是指科學合理地利用太陽能，有效收集熱量，將熱量轉(zhuǎn)化為熱能，滿足人們對熱能的需求；還可以將熱能轉(zhuǎn)化為電能，以滿足人們的用電需求。由于工藝設備的大空間要求，屋面較多采用鋼屋架或鋼網(wǎng)架，其坡度剛好能夠被利用，設計中可在朝南一側(cè)的坡屋頂上面直接鋪設主動式太陽能集熱器，以更好地吸收熱量。工業(yè)建筑屋頂?shù)牟晒獯耙部稍O置為光伏玻璃，這樣既不破壞原有屋面結(jié)構(gòu)設計，又能夠充分利用太陽能。建筑設計過程中可以根據(jù)實際需求采用合理的屋頂環(huán)保節(jié)能設計方案，從而達到節(jié)能要求。

5.3 工業(yè)建筑材料的節(jié)能設計

5.3.1 圍護材料

隨著城市化進程的加快，工業(yè)建筑工程的數(shù)量不斷增加。在工業(yè)建筑施工的過程中，人們會使用大量的圍護材料，而圍護材料需要消耗大量的能源，圍護材料的性能對建筑節(jié)能起到很大作用，通過節(jié)能環(huán)保型材料的選用，在節(jié)約能源的同時，增加建筑物的保溫隔熱性能，減少室內(nèi)外的熱傳遞，保證室內(nèi)環(huán)境良好。

5.3.2 裝飾材料

在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，人們對工業(yè)建筑工程提出了更高的要求。為滿足人們的要求，廠家生產(chǎn)出了多種類型的裝飾材料。不同類型的裝飾材料價格不盡相同，能耗量也存在差異，為降低裝飾成本，一些施工方經(jīng)常選擇價格低廉的裝飾材料。但價格低廉的裝飾材料往往環(huán)保性能低、節(jié)能性差，為減少能源消耗，應合理選用低污染、低能耗、高性價比的裝飾材料，從而保證工業(yè)建筑裝飾設計的環(huán)保節(jié)能性。

5.3.3 設備材料

工業(yè)建筑施工需要應用大量的施工材料，其中工藝設備使用的材料占很大比例。工藝設備材料的節(jié)能環(huán)保設計水平同樣關系著工業(yè)建筑的節(jié)能環(huán)保性能，因此，設備材料的節(jié)能環(huán)保設計工作日益受到重視。例如供熱項目中的鍋爐設備，為了節(jié)約能源，主要采用高效節(jié)能型風機、水泵及電機，提高能源有效利用率；為便于鍋爐燃燒調(diào)節(jié)，提高鍋爐燃燒效率，鼓風機、循環(huán)水泵、補水泵均采用變頻調(diào)速控制；為提高設備性能，選用保溫效果穩(wěn)定的保溫材料，減少管道及設備的散熱損失。

5.4 墻體的節(jié)能設計

在開展工業(yè)建筑節(jié)能設計工作時，應加強外墻節(jié)能設計，增強外墻的保溫性能，滿足人們對室溫的要求，提高室內(nèi)環(huán)境舒適度。為提高外墻環(huán)保節(jié)能設計水平，應關注先進的外墻保溫技術(shù)，將先進的外墻保溫技術(shù)融入設計方案中，以達到提高外墻保溫設計水平的目的。例如，當建筑外墻采用砌塊砌筑時，可在墻體表面覆蓋導熱系數(shù)小保溫隔熱的材料，這樣不僅能夠起到良好的保溫效果，也可以減小外墻厚度。除了開展外墻環(huán)保節(jié)能設計工作之外，還需要開展內(nèi)墻環(huán)保節(jié)能設計工作，設計時應優(yōu)化內(nèi)墻布局（如科學設計通風與采光位置等），以達到合理調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、濕度的效果。工業(yè)建筑設計過程中，應積極探究內(nèi)外墻節(jié)能設計要點、設計方法等，科學指導建筑節(jié)能設計工作，最大化地提高設計水平。

5.5 門窗的節(jié)能設計

門窗是工業(yè)建筑節(jié)能設計的重點部分，門窗在建筑物中起到傳遞熱能的作用。門是經(jīng)常開關的部位，除在門上采用保溫材料以外，嚴寒及寒冷地區(qū)可考慮設置門斗，以減少冷風對室內(nèi)的影響。窗戶是影響建筑耗能的重要因素，冬季室內(nèi)溫度低，窗戶可以直接傳遞太陽的熱量，提高室內(nèi)溫度；夏季室內(nèi)溫度高，打開窗戶利用自然通風降低室內(nèi)溫度。因此，為了提高室內(nèi)的舒適性，可從以下幾個方面開展節(jié)能設計工作：①合理計算外窗面積，在滿足通風采光的條件下，盡量減少窗墻比，并保證窗墻比滿足規(guī)范要求；②從外窗的開啟方式、開啟角度進行分析研究，保證建筑的自然通風面積；③應用中空玻璃提高玻璃的隔熱性，避免室內(nèi)溫度過高，選擇導熱系數(shù)小的斷橋隔熱型鋁合金窗框制作窗戶；④采取遮擋陽光的措施，減少太陽輻射，在窗戶的內(nèi)外側(cè)均設置窗簾，比如在窗戶外側(cè)設置百葉窗簾、自動卷簾等，起到遮擋陽光的作用；⑤選擇氣密性能好的窗戶，并在窗框與洞口之間的縫隙處采用高效保溫材料填實。

5.6 合理使用水資源和冷暖資源

在人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫降闹T多資源里，水資源是十分關鍵的一項資源。因此，在進行工業(yè)建筑設計過程中，應針對水資源進行科學合理的節(jié)能設計，盡可能減少水資源的浪費。在開展節(jié)能設計時，將污水回收系統(tǒng)融入工業(yè)建筑設計里，將生活污水、廢水統(tǒng)一收集起來，采取污水凈化措施，實現(xiàn)污水廢水再利用。還可以考慮增加人工濕地的設計，將生活污水排放到人工濕地，不僅解決了污水處理問題，也為城市增加了一片綠植，保護了當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。在充分利用水資源的同時，還要綜合考慮冷暖資源的科學合理使用。由于現(xiàn)在居民大多采取冷暖空調(diào)進行溫度調(diào)節(jié)，通常是白天晚上都在使用空調(diào)，這在一定程度上造成了電能資源的耗費。所以在建筑節(jié)能設計時，可將建筑智能化使用引入到設計方案中，實現(xiàn)智能化控制建筑內(nèi)部問題，保持室溫穩(wěn)定在適宜溫度狀態(tài)。

5.7 合理使用再生資源和新能源

節(jié)能設計的核心是科學合理地運用新能源和可再生資源，實現(xiàn)建筑物節(jié)能環(huán)保的效果。因此，應結(jié)合建筑物所在地的自然環(huán)境情況，將可以使用的資源充分運用到工業(yè)建筑設計中去，不僅需要將普遍使用的太陽能、風能等充分利用起來，還要考慮其他的節(jié)能資源，如潮汐能、地熱等。

新能源是工業(yè)建筑節(jié)能設計中至關重要的構(gòu)成內(nèi)容，太陽能和風能當前普遍應用于建筑中，一些新能源也已經(jīng)用于建筑節(jié)能設計中，如地源熱泵、空氣源熱泵等。作為綠色環(huán)保的新型能源，一方面可以降低建筑內(nèi)部的污染程度，有利于維護居民的身體健康；另一方面新能源的投入使用，一定程度上緩解了可再生資源的供應緊張狀況，從而推動了節(jié)能設計在工業(yè)建筑設計中的使用開展，也進一步提高了人們的環(huán)保節(jié)能意識。通過在工業(yè)建筑設計過程中引入可再生資源和新能源，也為居民創(chuàng)造了節(jié)能環(huán)保的舒適居住環(huán)境。

5.8 減少建筑內(nèi)部設備能耗

當前時期，為了加強工業(yè)建筑節(jié)能措施的應用，相關單位首先需要充分了解建筑內(nèi)部設備運轉(zhuǎn)過程的能耗量，并對部分能耗過大或使用時間過長的老舊設備進行更換，同時，由于設備操作不當同樣會引起能源消耗過大現(xiàn)象。因此，當建筑施工及后期運轉(zhuǎn)時，相關單位需要安排專業(yè)人員對設備操作過程實施監(jiān)督管控，確保設備操作過程嚴格按照操作規(guī)范與標準進行，避免能源浪費等現(xiàn)象出現(xiàn)，促進建筑整體節(jié)能化水平的提高。

5.9 施工環(huán)節(jié)技術(shù)要點

工業(yè)建筑在施工過程中需要大量的能量，如果操作不當會產(chǎn)生額外的能源損耗，要在節(jié)能設計的過程中，能夠充分考慮各種影響因素綜合得出相應的結(jié)果，并且在施工過程中，對施工人員的工藝技術(shù)進行培訓，以便于能夠達到相應的施工標準要求。在運輸原材料時，也可以優(yōu)化路線，減少途中所造成的環(huán)境污染和能源損耗。工業(yè)建筑工程在施工過程中，可以在當?shù)剡M行原材料的采集運輸和使用，這樣也能夠推動當?shù)氐钠渌a(chǎn)業(yè)一起協(xié)同進步發(fā)展，工業(yè)建筑工程能夠在短時間內(nèi)得到相應的補給，為工程提供相應的材料支援。并且就地取材的方式也能夠減少運輸途中所產(chǎn)生的汽車尾氣污染和損耗，對工程整體而言變得更為綠色環(huán)保，在一定程度上也能夠擴大企業(yè)的經(jīng)濟效益，減少施工過程中所產(chǎn)生的各類成本問題。

6 結(jié)束語

為提高工業(yè)建筑工程的社會效益和節(jié)能環(huán)保性，應根據(jù)節(jié)能理念開展工業(yè)建筑設計工作，從而解決工業(yè)建筑行業(yè)高污染、高能耗的問題。同時，還需要應用先進的節(jié)能環(huán)保技術(shù)、科學的設計方式增強工業(yè)建筑節(jié)能設計效果。