工業建筑節能設計

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工業建筑節能設計范文第1篇

關鍵詞：工業建筑；設計；節能；環保

Abstract: the energy conservation of the building is the focus of attention of the current construction, this paper discusses the industrial design of building energy-saving preliminary researched the analysis, and points out that the building energy saving design of the key, emphasizes design personnel energy saving consciousness, idea, and puts forward some Suggestions of the legal aspects of our country, the energy conservation work deeply industrial building energy saving design more forward step is of certain guidance and reference value.

Keywords: industrial architecture; Design; Energy saving; Environmental protection

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

引言

隨著我國能源的日趨緊張，節能已成為全社會關注的焦點。建筑能耗已與工業能耗、交通能耗成為我國能源消耗的三大“耗能大戶”。目前，在建筑節能方面，人們將焦點更多地聚集在了民用建筑物的節能上，近年來出臺的有關建筑節能的法規規范也幾乎都是針對民用建筑的。一項調查表明，我國每年完成的建筑工程投資額中，工業建筑與民用建筑之比為53%∶47%，工業建筑就占了多半。提高工業建筑設計的節能意識，降低工業建筑耗能，探討工業建筑節能的有效方法，已是越來越迫切要解決和深入研究的問題。

1.工業整體環境的設計

工業整體環境設計，不是針對某一個工業建筑，而是建立在一定工業園的范圍內，從工業園的總體規劃要求出發，從當地場地的地形地貌、地質水文、氣候條件以及動植物生長狀況等方面分析建筑設計的可行性和經濟性，進行綜合分析、整體設計。

1.1構建開放的空間形象和集中的建筑布局

方案以線性的空間布局，如生產區沿發展軸的排列、帶狀的綠化、沿城市道路的景觀帶等，形成園區開放、動態的空間體系。生產區內相對集中的布局方式，為實現資源共享(動力、超凈工房)和廢水等集中處理提供了保障。

1.2引入綠色建筑理論

工業建筑設計應當與當地自然環境、資源、社會、人文等背景相結合，在加快建設的同時，創造性地保護和利用已有條件。一方面，改變不合理的布局模式、區域劃分、空間結構和資源配置；另一方面，讓該地的歷史文脈、自然地理特征得以沿襲。加強環境綠化。隨著社會的發展，人們已經深深地感受到環境對人的身心健康的重要性，綠化不單是可以創造空間，還可以美化環境，創造良好的生活氛圍。用綠化覆蓋地面，由于大量水分蒸發，往往可以造成比較涼爽、舒適的環境，高大的喬木在地面上形成了較大樹蔭，減少路面吸熱，同時可以凈化空氣，提高空間的氧含量。

1.3從整體出發

通過借景、組景、分景、添景多種手法，使廠區內外環境協調。實現分期建設的步驟和持續發展的目標：線性的空間布局使園區能夠在統一的框架下自由生長，彈性化的建筑布局，從而使園區始終處在動態的、充滿活力的、持續的發展狀態中。產業園建設樹立科學發展觀，做到遠近結合、科學設計、突出重點、統籌考慮、一次設計、分部實施，做到既能滿足當前生產的需要，亦為實現可持續發展創造條件。

2.工業建筑單體的設計

2.1采用規則平面設計

工業建筑的體型系數即工業建筑物表面積與工業建筑的體積比要盡量變小根據以往的設計可知，曲面工業建筑的熱耗明顯小于直面建筑，從建筑的整體角度看，在相同體積時分散的布局模式要比集中布局的建筑熱耗大，而且具體設計時減少建筑外墻面積、控制層高，減少體形凹凸變化，盡量采用規則平面形式。這樣才能顯示出綠色設計的理念精華。

2.2充分采用自然光

工業建筑的外墻設計要滿足自然采光、自然通風要求，要努力提高室內環境的熱穩定想達到這樣的效果，首先要采用良好的外墻材料，利用更好的隔熱磚代替粘土磚，節省土地資源，如上海現代房地產實業有限公司成功研制了以秸稈稻草為原料的綠色建材――稻草板，并在上海青浦縣推廣使用，它與傳統的粘土磚相比，不僅具有色彩豐富、重量輕、體積小、保溫、隔熱、隔音等多項優良險能，而且在環保上解決了秸稈焚燒的問題；其次它自然降解，不會給環境帶來任何污染；再次采用選擇性鍍膜窗戶，其導熱系數較小，能夠改善室內環境的熱穩定性；最后加強門窗的氣密性，減少熱交換，使用各種輕便可調節的遮陽設備抵卸夏季太陽的直接輻射，同時冬季能夠調節便于采光。

2.3提高適用性

工業建筑設計提高工業建筑房屋的適用性、可變性工業建筑在建筑結構、建筑設備等對靈活性的要求很高，例如樓梯的可生長性，包括基礎的預留量、樓段板承重的預先考慮，周邊環境的生長預留地，預留管道空間，包括水電、通訊的發展空間以及家具系統的可變化性等對工業建筑的設計提出了更高的要求。

2.4建筑的智能設計

工業建筑設計要注意節能和智能工業建筑設計一方面要要節約利用不可再生能源，如煤、石油、天然氣等，積極開發可再生的新能源，如太陽能、風能、水能等無污染能源。建筑材料盡可能利用可降解、可再生的材料，嚴格做到建材無污染、無輻射。設計同時注重材料新用：如金屬網天花吊頂、墻飾玻纖布滾涂等，既經濟又方便維修；另一方面要盡可能的采用電子通訊和自動化技術在建筑中得以運用。即工業建筑可以根據溫度、濕度、風力的情況自動調節“智能殼體”的開閉和空調量，保證了智能化大樓中智能化生產和腦力勞動的高生產率，智能化的發展可以促進綠色建筑在“高標準、低能耗、高效能、低污染”狀態下持續發展。

3.具體節能環保措施

3.1門窗節能

外門窗是建筑物能耗散失最薄弱的部位，其中傳熱損失為23%，所以提高外門窗的氣密性，減少外門窗本身的傳熱量十分重要。在本工程中，外窗均采用斷冷橋鋁合金窗，并采用中空（6+12+6）low-e玻璃，要求外窗的傳熱系數K≤2.0w/m2.k，同時要求外門窗的氣密性為6級，水密性為4級，抗風壓型為5級。如此高的門窗標準不僅起到阻止室外冷空氣直接滲透，減少外墻、外窗的熱耗損，而且還阻斷了建筑物的冷橋，有效阻止了室內結露，又起到了保護隔熱材料的目的。

3.2墻體節能

在工業建筑護結構中，墻體所占面積最大，由于目前工業建筑護結構的保溫隔熱性能較差，冬季通過外墻散失的熱量也最大，多達建筑總散熱量的28%以上，因此，提高工業建筑的外墻保溫設計很重要。在本工程中，主廠房的護墻采用150mm厚鍍鋁鋅彩鋼巖棉夾芯板，這樣既保證了廠房外觀上整體美觀，又能有效的提高墻體的保溫性能。同時彩鋼夾芯板的安裝快捷，拆除方便等性能，也為將來廠房的擴建和維修提供了方便。

3.3屋面節能

屋面在建筑圍護結構的不透明部分中占有較大的比重，特別是在當今我國工業建筑的特點普遍是占地大，層數少，因此提高屋面熱工性能，將大大減少建筑物的熱損失。本工程中屋面保溫層采用鋪設140mm厚高強度巖棉板，并在巖棉外設置防水卷材一道，這樣就降低了屋面的熱損失。

3.4地面節能

由于沈陽地處嚴寒地區，冬季時間較長，而且室外溫度較低，因此在做地面設計的時候，德方設計師特意提出在沿主廠房外墻周邊地坪向內6m范圍內須做保溫，即在混凝土地坪下鋪設80mm厚擠塑保溫板。這樣做的目的也是為了減少建筑物的熱損耗，有效節約能源。

3.5其他措施

在整個設計階段，德方工程師不僅在建筑材料的選取上充分注重節能環保的概念，在廠區總圖布置上，也充分考慮到了優化布局，盡可能地使建筑物南北向布置，迎合當地主導風向，保證夏季自然通風，冬季多利用太陽輻射能量；同時保持建筑物合理的外形，減小體型系數。在主廠房內部辦公室的布置及設計方面，采用底部空調送風口，使冷氣自下而上的循環；局部房間采用冷水管吊頂系統制冷；某些產熱量大的設備房間，收集余熱用來二次利用；屋面采用虹吸系統收集雨水，凈化后灌溉廠區內綠地和植物；在施工材料選用中嚴格禁用有毒，放射性的材料，以防止對周邊土壤和水的污染；屋頂設置太陽能加熱系統等措施。

總結

在能源日益緊缺的今天，建筑節能是建筑業的熱點。降耗節能，是我們每個人的義務和責任。從現在做起，研制開發出更多更好的節能技術與材料，從每一個設計做起，創造出更多適用、經濟、美觀并節能的工業建筑，把我國工業建筑的節能設計更向前推進一步，把我國建筑節能引入前景更加廣闊美好的明天。

參考文獻

[1]住房和城鄉建設部.綠色工業建筑評價導則.2010

工業建筑節能設計范文第2篇

關鍵詞：工業建筑；節能減排；方法策略

傳統工業建筑，產生噪聲，污染空氣、水資源的同時，也大大的縮短了建筑本身的使用壽命，對勞動者的身心健康產生不利影響，綠色節能環保建筑設計理念的宗旨是節約能源、土地、水資源、建材，將體現以人為本，與自然和諧共生的理念融入工業建筑設計是工業建筑技術的趨勢。

1 節能意識的提升

我國設計行業目前對于居住建筑及公共建筑均有著統一的國家設計標準及地方設計標準，但是對于工業建筑卻始終沒有一個全國統一的設計標準，很多地方的工業建筑設計根本沒有考慮節能設計，即使設計人員參照民用建筑節能設計標準進行了節能設計，由于沒有統一的標準和要求，建設單位在施工時也可能不會采取節能措施，這些都主要歸于人們是否對工業建筑具有節能意識。工業建筑是指從事工業生產及為生產服務的各類建筑物及構筑物的總稱，它們是根據生產工藝流程和機械設備的布置要求而設計的。因此相對于居住建筑及公共建筑來說，工業建筑不僅在外形及體量上與民用建筑具有很大差異，而且功能使用要求上也不同，如果采用跟民用建筑相同的節能設計標準設計，不僅使建設成本增加，還會浪費能源，損失將會是巨大的。反之，如果不考慮節能設計，在工業建筑建設中，看似縮減了一次性投資，但是在工業建筑的使用過程中，能源消耗的損失數量和廢棄物排放的數量也是無法估量的，綜合比較也并不經濟。因此，提升節能意識，制定和推廣工業建筑的節能設計標準已變得十分必要。

2 工業建筑外部環境的節能措施

2.1 合理地對建筑的外在環境進行考慮、設計

建筑分布以及選址設計在建筑外部環境節能上是需要第一位考慮的。獲得更多日照以及避開風口是工業與民用建筑施工的基礎，但是，工藝設備方面的布局和選址卻是影響工業建筑建造的主要因素，工業建筑外部環境以及工業耗能量的多少也由其決定。所以，應充分的了解建設地段的地理位置、地貌、地形、氣候類型、水文及其他自然環境特點，一切從實際出發，使建筑設計方案與能耗節能緊密聯系在一起，在工業建筑的科學布局、選址上進行一系列的合理考慮，而這也是工業建筑節能工作的首要步驟。

2.2 剖析建筑的外形和空間結構

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，就是我們所說的建筑物體形系數。體形系數越小，建筑空間構造就越合理、科學，規劃布局也就越整齊。所以，使建筑物的體形系數控制在合理范圍，并使建筑功能滿足各方面要求，成了建筑節能工作的重要目標。還需要注意的一點就是，工業建筑的節能設計要與工藝、暖通及其他專業密切配合，建筑設計師不僅要依據生產工藝需要，了解廠房周圍環境，合理選取廠房的位置，還要配合暖通專業，為其提供建筑物室內供暖以及空氣調節的溫度限度值，使其進行合理的供暖及空調設計。

3 節能工作里的單體建筑

3.1 從建筑的立面、平面看工業建筑的節能

建筑設計師也應該立面和平面的設計創作統一考慮。在滿足工藝設計要求及防火設計要求的基礎上，將立面設計和外門窗朝向、門窗數量以及外墻厚度等完美地結合在一起。這樣，既可以降低能源消耗量，又使得建筑物的外立面設計得到優化。相比于其他維護結構部分，門窗部位的傳熱消耗最大，所以在門窗的設計上，應在滿足通風、采光等條件下，嚴格控制窗墻面積比，依照建筑設計標準，科學地設計出建筑立面。建筑設計師應將外立面設計與節能設計結合起來，在使建筑物能源消耗合理的前提下，將建筑外立面設計的新穎、活潑，具有現代氣息。

3.2 從外墻設計看工業建筑節能

由于外墻面積在外部圍護構造里占有的比例最重，所以，工業建筑能源消耗的主要部分來自于建筑物外墻的熱消耗。原因在于，建筑物的外墻體如果傳熱系數較大，就會帶來一定程度的能源消耗。所以，建筑物節能設計工作的核心是外墻的保溫隔熱設計是否合理。由于大多數工業廠房的特點是跨度較大，層高較高，且層數不多，多為一～二層，所以，其結構形式大多數為鋼筋混凝土框架結構，因此建筑物外墻材料一般采用輕集料混凝土砌塊，設計時應盡可能采用導熱系數較小的砌塊材料，保溫采用外墻外保溫形式，保溫材料也盡可能采用導熱系數較小的新型環保保溫材料，使外墻的傳熱系數滿足外墻節能設計要求。

3.3 從門窗設計看工業建筑節能

在建筑物的外部圍護構造里，門與窗成了重要的耗能因素。在建筑物構造中，門窗的熱能源消耗就達到了40～50%，這是建筑節能工作需要考慮的重要環節。夏天的光照以及冬天的風雪主要從建筑物的門窗進入，門窗若具有良好的密封性能，那么建筑物的節能工作就可以得到提升。總的來講，相比較于墻的導熱程度，窗戶的導熱系數明顯要高許多，所以，建筑物節能成果很大程度上是由門窗設計是否合理決定的。門窗的抗風壓、水密性、氣密性、傳熱系數、采光性能等各項指標均應滿足國家標準，使外門窗的傳熱系數滿足節能設計要求。

3.4 從屋面設計看建筑節能

建筑物最頂層四季舒適度的核心在于屋面的隔熱保溫功能。當前工業建筑廠房一般是一層或兩層，在護結構中，屋面占著很大的面積比值，所以，屋面的節能設計工作顯得愈加關鍵。屋面的節能設計重點在于：首先吸水性強的材料不應選擇用于屋面的保溫設計層，因為屋面保溫層吸入大量水分會極大程度地削弱保溫材料的保溫功效，并且還會增加屋面荷載，甚至破壞屋面及建筑物；其次，導熱系數大或容重大的材料也不應選擇，這樣可以減低屋面傳熱系數，并且增大屋面荷載；第三，大跨度的工業廠房盡量采用結構找坡，可以省去找坡層，減少屋面荷載。屋面采用輕質、高效、防水的保溫材料，使屋面的傳熱系數滿足屋面節能設計要求。

3.5 “以人為本”創建環保節能工業建筑

將節能環保和追求自然舒適環境相結合，建筑設計師應在工業建筑設計中加入綠色環保理念。工業建筑由于生產工藝特殊性，在生產過程中會涉及大量的用水、用電、用煤，用氣等能源使用，也可能產生污染，對周邊環境造成不利影響，如果想要減少污染物的排放，一定要做到節能減排。節能和減排是互為聯系密不可分的，設計源頭上做到節能、節材，生產過程中才能做到減排、保護環境。節能減排使生產企業節約能耗，降低成本，也讓使用者在一個良好舒適的環境中工作，身心愉悅，勞動積極性和工作熱情會被調動起來，企業生產效率會大大提升，產品的品質也會相應提高，為企業帶來更多的經濟效益。對此，工業建筑的節能設計功不可沒。

4 總 結

經濟的高速發展、人類社會文明的進步，使得工業建筑設施的投入在飛速增長的同時，工業能源消耗量也在急劇增加。

在這樣的情況下，每一個人都需要有節能意識，作為建筑設計師的我們更有責任有義務做好工業建筑的節能設計工作?！肮澞墉h保，人人有責”，從現在開始，每一項節能設計都需要投入精力，與國家對社會、企業的相關節能政策相符合，使節能技術水平得到提升，設計出自然優美、經濟環保的工業建筑，使我國在工業建筑節能這一領域取得顯著的突破。

參考文獻

[1]童偉.綠色建筑設計理念在工業建筑設計中的體現[J].建材技術與應用，2012（3）.

工業建筑節能設計范文第3篇

【關鍵字】工業建筑，設計，節能環保，措施

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

一、引言

隨著我國經濟的快速增長，建筑行業的蓬勃發展，萬丈高樓平地起，各式各樣的建筑如雨后春筍一般在各個城市拔地而起，規模浩大。但是，在建設這些規模巨大的建筑背后，有一些問題，我們不得不重視。隨著這些規模巨大的建筑群的興建，不可避免地會造成能源的耗費和環境的破壞。就目前而言，建筑總量的提升引起能耗增加的勢態不斷上升。在我國的建筑建設中，單位能耗量已是同等條件下發達國家的2.5倍，且對環境的污染和破壞還在加劇。而在西方發達國家，人們早在上個世紀60年代，就已經對建筑中的節能問題和環境保護問題進行了深入的研究，得出了很多有利措施和方法，如德國建立的節能體系以及控制技術在世界上都是首屈一指的。這和我國在這方面起步晚，水平低的現狀形成了鮮明的對比。能耗高，對能源的利用效率低下，已成為制約我國包括工業建筑在內的建筑業發展和進步的制約瓶頸，這已成為一個急需解決的問題。

當前，節能環保已在我國得到提倡，還得到了廣大民眾的大力支持。同時，這在建筑業方面，節能環保的思想也深入人心，節能環保的措施也廣泛應用，但是工業建筑在節能和環保這方面的發展相對于滯后，這主要是由于追求經濟實用性，忽視了后期生產帶來的一系列有關環保節能的問題。但解決工業建筑的節能環保問題，推動工業建筑的健康發展，已顯得十分重要并迫在眉睫。

二、 建筑工程環保節能的含義

建筑節能與環保是指在建筑建設工程中，包括建筑設計、建筑施工，建筑維護等環節，充分利用各種有利于環境保護的資源，減少對環境的污染和破壞，從而達到保護環境的目的，同時滿足人們對生活環境的要求。由于建筑工程是一個系統化的過程，它包括前期準備階段，中期施工階段和后期完工驗收并投入使用簡單，此外，后來的維護管理也應該算進這一系統過程。這幾個階段是相互銜接、相互影響的，要做好建筑的環保節能必須從各個方面入手，綜合考慮。在這個過程中，國家制定的有關建筑節能和環保的各項規定和標準是必須嚴格遵守的，在此基礎之上，建筑團隊還要把好各個關口，嚴格要求質量，從細節做起，確保節能環保的實現。

在能源危機席卷全球，經濟危機影響世界的時代背景下，對建筑節能環保的要求有利于國家應對經濟危機和能源危機，從而減少損失，另一方面，實現建筑的節能環保，對于提高我國人民群眾的居住質量，建立資源節約型環境友好型社會有著巨大的現實意義。

三、工業建筑節能環保設計措施

建筑節能是指在建筑工程設計和建造中采用節能型的建筑材料、產品和設備提高建筑物維護結構的保溫隔熱性能和采暖空調設備的能耗比，減少能耗，合理有效的利用能源。節能建筑通常采取保溫、隔熱、密封等措施，讓建筑在使用過程中減少對煤、電等能源的消耗。針對我國建筑節能現狀以及近年來全球氣候的變暖，建筑節能設計可以從以下幾方面考慮。

1、建筑規劃節能設計

（1）建筑選址。節能建筑對基地有選址性，不是任何位置、任何微氣候條件下均可誕生合理的節能建筑。建筑基地條件主要是從滿足建筑冬季采暖和夏季致涼兩個工況要求來進行研究和討論的。建筑選址時應滿足以下二三個原則即向陽原則一采暖目的；通風原則一致涼目的；減少能量需求原則一綜合目的。尊重氣候條件，使未來建筑避免一些外來因素干擾而增加冷(熱)負荷，盡量少受自然的“不良”干擾，并通過設計、改造，以降低建筑對能量的需求。

（2）建筑形態設計。應控制建筑物的體形系數不超過節能設計標準的規定，一般宜控制在0．30以下，寒冷地區，應盡量把體型系數控制在不大于04的范圍內。有研究資料表明，體型系數每增加0．01，耗熱量指標約增加25％，一般講，6層左右的建筑物節能較為有利，其體形系數控制在n3以下是不難做到的。當體形系數超過標準的規定時，應加強圍護結構的熱工性能，計算建筑物的采暖空調能耗并不得超過標準的

規定。

（3）建筑朝向設計。在建筑的平面布局方面，朝向的選擇特別重要。合理的建筑朝向應該盡可能地冬季利用日照，以避免冷風造成的大量能耗；夏季限制日照，并具備良好的通風。因此從節能和熱環境兩方面考慮，建筑物應避免東西向，以南北向或接近南北向為宜，這樣能夠避免太陽的東照西曬，降低日射影響，也能獲得充足的日照。除此之外還應注意充分利用地形和節約用地，照顧居住建筑群體組合的需要。

（4）建筑間距設計。一定的日照間距是建筑充分得熱的先決條件。但因城市用地非常緊張，太大的間距會造成用地浪費。因此建筑總平面設計時應結合建筑日照標準，建筑節能、節地原則，綜合考慮各種因素來確定建筑間距。在建筑單體設計中，可以采用退層處理、降低層高等方法。

2、單體建筑節能設計

（1）墻體節能設計

墻體是建筑護結構的主體，主要功能是承重、防水、防潮、隔熱和保溫，其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。長期以來，我國一直以實心粘土磚做為墻體材料，這種做法嚴重浪費了建筑能源和土地資源。單一的墻體材料，往往較難滿足日益提高的保溫隔熱要求，因此在節能的前提下，復合墻體逐漸成為市場的主流。

（2）建筑門窗的節能設計

在建筑的護結構中，門窗的保溫隔熱效果較差，門窗縫隙也是冷風滲入的一個重要通道。據統計資料，在我國既有的高耗能建筑有40％的耗能是通過門窗散失的，因此改善門窗的絕熱性能，是節能工作的重點。門窗節能設計主要方法有：控制窗墻比(窗戶面積與窗戶面積加外墻面積之比值)；提高門窗制作質量，加密封條，減少冷風滲透等；注意隔熱條的選用(隔熱條對隔熱門窗的整體穩定性起到關鍵作用)。門窗節能中，改善窗戶保溫效果是比較有效的手段之一。市場上中高檔的住宅產品多采用中空玻璃、隔熱玻璃、反熱玻璃等，隨著節能技術的發展，象低輻射鍍膜玻璃(Low-E玻璃)等節能玻璃，在成熟產品中的應用也逐步在得到加強。

（3）屋頂節能設計

屋面是建筑物與室外大氣接觸的—個重要部分屋面節能的原理與墻體節能一樣，通過改善屋面層的熱工性能阻止熱量的傳遞。屋面節能措施主要有：采用坡屋頂；加強屋面保溫措施；根據需要，設置保溫隔熱屋面(女口架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。屋頂格柵的遮陽也是有效的屋頂節能設施。

（4）樓板層的節能設計

主要是利用其結構中空空間，以及對樓板吊頂造型加以設計。如將循環水管布置在其中，夏季可以利用冷水循環降低室內溫度，冬季利用熱水循環取暖。

四、結束語

目前，我國每年完成大量的建筑工程，而在這些工程之中，工業建筑的比例就占了50%以上，民用建筑所占比例還不足50%，在這樣一個比例懸殊之下，做好工業建筑的節能環保的重要意義就不言而喻了。所以，大家必須對工業建筑的節能措施有所重視，著眼于降低能耗的設計，同時，還要充分利用當今世界的先進科技，在技術上給予支持，實現建筑節能的可持續發展，從而為社會帶來長期的綜合效益。

參考文獻：

[1] 李琪偉.淺議工業建筑設計中的節能和環保措施.中國科技信息. 2011年15期

[2] 胡建虹.淺議工業建筑設計中的節能問題.江西煤炭科技. 2005年02期

[3] 王綱杰.工業建筑設計中的節能技術問題.工業建筑.1995年11期

[4] 杜惠清，顧建良.建筑工程中環保節能措施的淺析.城市建設理論研究（電子版）.2012年19期

[5] 李琪.淺談建筑設計中的節能措施[J].四川建材,2007年05期

工業建筑節能設計范文第4篇

關鍵詞：綠色節能；工業建筑；建筑設計；應用分析

中圖分類號： TE08文獻標識碼：A 文章編號：

1 前言

工業建筑是企業生產運作的基本設施，是作業人員從事生產活動的重要場所，因此工業建筑的設計需要綜合考慮影響因素，比如空氣的濕度、沿海的風向、日光的照射及腐蝕性物質等各方面的影響。綠色建筑設計可以為作業人員創造更加優越的生產環境，提升工業生產的效率，提高工業產品的質量。環保、節能的綠色設計理念，既是建筑理念不斷更新和發展的需要，也是建筑行業可持續發展的必然選擇。

建筑節能就是降低建筑使用能耗、提高能源利用效率、保護環境。建筑節能是一項系統工程，涉及到建筑設計、設備設計、運行管理等方面，本文從建筑設計的角度淺析工業建筑的一些節能措施。

2 工業建筑設計的基本要求

工業建筑綠色節能設計除了需要滿足特定的生產工藝對建筑環境的要求之外，還要滿足工作環境舒適度和工作人員精神愉悅的要求?，F代工業建筑在綠色節能設計應在工藝、性能、結構、布置等方面都應達到國家的規定標準，都要符合工業建筑設計的基本要求。某工業廠區鳥瞰圖如圖1所示，總平面圖如圖2所示。

圖1 工業廠區鳥瞰圖圖2 工業廠區總平面圖

2.1生產工藝要求

工業建筑工藝要求主要包括：

（1）工藝流程。工藝流程會直接影響各工段、各部門平面的次序和相互關系。

（2）運輸工具和運輸方式。其與廠房平面、結構類型和經濟效果密切相關。

（3）生產特點。工業建筑須依據其生產特點如散發大量余熱和煙塵、排出大量酸、堿等腐蝕性物質或有毒、易燃、易爆氣體等進行設計。

2.2結構合理選擇

工業建筑設計時應根據生產工藝要求，結合相適應的建筑材料、施工條件、施工質量以及后期運行過程的影響等因素，選擇適宜的結構體系。例如鋼筋混凝土結構材料易得、施工方便、耐火耐蝕、既可以預制構件也可現場澆筑結構。而鋼結構可用在大跨度、大空間或振動較大的生產車間，但鋼結構在沿海地區對防火、防潮濕、防腐蝕措施要求很高，建筑師應根據實際情況選擇合理的結構形式。

2.3生產環境的控制

工業建筑的生產環境是工業企業進行生產運營的重要條件，也是工業建筑設計首先需要滿足的基本條件，設計人員應根據不同的地域條件、氣象信息和環境條件進行方案選擇，保證工業建筑滿足生產環境的控制。

采光和照明。一般廠房多為自然采光，但采光均勻度較差。

通風條件。如采用自然通風，要了解廠房內部狀況和當地氣象條件，設計好排風通道。

2.4工業用房使用要求

工業廠房位置是否合理與地形、地貌、高程及周邊環境有關，設計前需要對廠區的總體布局進行整體規劃。根據使用要求，廠房一般來講由生活用房和生產管理用房構成。生活用房主要包括存衣間、廁所、盥洗室、淋浴室、保健站、餐室等，要根據生產需要和衛生條件合理布置。車間行政管理用房和一些空間不大的生產輔助用房，可以和生活用房布置在一起，總平面布置的關鍵是合理地解決全廠各部分之間的分隔和聯系。

3 傳統工業設計的弊端

3.1整體把控

我國傳統的設計院內部的運行機制是以工藝專業為主體，土建、水、電、風、氣、總圖等專業為從屬的多工種配合進行的，各專業之間分工過細，形成明確的專業界限，不免遺留一些不為人關注的邊緣和角落。

廠區的環境設計，各主體工藝專業分別專注自己專業范圍內的車間工藝設計，由工藝專業進行總平面布置，由于受專業內涵的局限，一般是以如何組織好工藝生產流程和交通運輸路線為己任，建筑師的設計任務只是各單體建筑物和構筑物的具體設計，從單體建筑布局、建筑結構選型、建筑構造做法、選材、色彩處理等方面予以統一協調，以至于無法達到整體與局部權衡。

3.2廠房設計

工業生產建筑物一般都要設置一批為主體生產服務的附屬建筑，毗連在主體廠房的周圍。尤其功能復雜的大型生產廠房因水、電、工藝等各專業的要求，以及辦公、洗浴、衛生間等生活需要，往往須設置大量毗連的附屬建筑，有時甚至把主體廠房圍得嚴嚴實實、水泄不通，給主體廠房的防火、使用功能、建筑立面形象和空間效果，以及建筑結構構造處理等方面，造成諸多不良的后果。

從使用功能來看，嚴重影響了廠房的自然通風和側面采光。尤其是熱加工類廠房，由于毗連建筑減少了廠房自然通風的進風口，其后果是雖然在廠房屋頂設置了高大的通風天窗，卻因無進風口或進風面積過小，而發揮不了作用。從而使廠房內部空氣污濁、光線暗淡、悶熱難當，嚴重惡化了廠房的內部環境質量。

從建筑結構處理方面來看，由于主體廠房和毗連建筑的結構類型、高度和荷載等差別很大，一般均需要設置變形縫，尤其在地震區必須設置防震縫，而且設縫端結構應封閉不能開口，因而給建筑處理和結構構造帶來許多麻煩，另外導致防火要求提高，不僅要增加許多建設費用，而且還會留下一些難以彌補的缺欠。如圖3所示。

從廠房建筑的立面形象和廠區的建筑效果來看，這些毗連建筑高低參差不齊、寬度變化無規律、型體極不協調；或者由于進度要求，主體廠房設計完成后，開始設計毗連建筑，因而造成建筑設計上缺乏統一規劃安排和協調，廠房的立面和整體空間效果很差、雜亂無章、缺乏聯系協調，毫無美感可言。

圖3 某工業廠房與附屬建筑示意

3.3廠房二次利用

原有工業建筑項目設計，僅限于常規的生產需求，多數只是為了向企業提供生產空間，沒有對生產工藝作仔細研究，特別是企業對廠房二次利用沒有改造的空間，造成資源浪費。

3.4污染問題

我國正在大力推進節能減排工作，這也要求建筑行業朝著“環保節能”方向發展，以促進整個工業產業鏈的優化改造。在工業化生產的背景下，原有工業建筑防污處理不夠理想，設計很少考慮環境污染，如空氣、噪音和水資源污染。

4 工業建筑綠色節能設計

鑒于傳統工業建筑設計的缺陷和不足，隨著時代的發展工業建筑設計應以“綠色環?！睘樽谥?，從環保、節能、除污、低耗等方面分析，設計出更加科學的建筑方案，建造出更加優越的工業建筑物。

4.1綠色節能設計理念

綠色建筑設計的核心思想是“保護環境，避免污染”，建筑師應根據工業建筑設計標準，結合前期勘測得到的數據信息，制定“環保型”建筑方案。工程設計人員可以從材料、結構、外觀、環境條件等方面全面提升工業建筑的綠色效果，嚴格防范有害建筑的形成。

4.2節能設計

綠色建筑設計理念對建筑節能提出了新要求：

工業建筑節能設計范文第5篇

目前工業建筑常見的采暖形式有散熱器采暖、暖風機采暖、燃氣輻射采暖等。散熱器采暖，主要是以自然對流形式加熱空氣，主要適用于民用建筑和層高不高的工業建筑。高大空間的工業廠房如果采用散熱器采暖，室內高度方向上會產生較大的溫度梯度，往往會造成下部冷，上部熱的現象。在設計當中，為保證下部工作區的溫度達到要求，一般會采取加大設計散熱器的措施，這樣會導致熱量的浪費。燃氣輻射供暖是利用天然氣、液化石油氣等可燃氣體，通過發生器進行燃燒產生各種波長的紅外線進行輻射供暖的。目前產品類型主要有負壓單體式、微正壓單體式、負壓連續式、板式等。燃氣輻射采暖的優點：節能、舒適、經濟、安全、環保。燃氣輻射采暖系統初投資略高于散熱器采暖系統，可節約采暖能耗10%～20%，可降低運行費用30%以上。適用于機械加工、鑄造、鍛造、焊接、沖壓、裝配、熱處理等生產廠房。目前已廣泛應用于通用機械、汽車制造、煤礦機械、飛機制造、電力設備制造、鋼鐵等行業廠房采暖。

2屋頂通風器

工業廠房在生產過程中會產生一定的余熱（如熱處理）、煙氣、粉塵（如鑄造、焊接）等，設計時應根據生產工藝、衛生要求，合理、有效利用自然通風技術，滿足節能和環保的要求。自然通風的作用原理是以熱壓和風壓作為動力，使得氣流有組織的流動，排除室內污染物，滿足室內環境衛生要求。屋頂通風器是以型鋼為骨架，用彩色壓型鋼板（或玻璃鋼）組合而成的全避風型自然通風裝置。具有結構簡單、重量輕、不消耗動力的優點。鑄造、電鍍、鍛造、熱處理等發熱量大或散發有害氣體多的廠房，適宜在廠房屋脊處設置屋頂通風器。對于多跨度、大面積的聯合廠房，可以在每一跨的屋脊處設置屋頂通風器。設計自然通風器時，廠房下部應設置自然進風口，進風口面積為通風器出風口面積的1.5倍，進風口應設置可以啟閉的閥門。西安地區設置集中采暖的廠房，宜采用帶有可關閉閥板的通風器，當不需要通風時可以關閉，起到節能的作用。目前也有集通風和采光為一體的通風器，布置在屋面邊坡處，替代采光帶，作為全面通風或局部通風使用。對于有排煙要求的廠房，可以設置采光排煙天窗，平時作為采光、通風之用；發生火災時，由消防控制系統打開采光排煙天窗，作為自然排煙口。采光排煙天窗的面積、間距需滿足防火設計規范的要求。

3分層空調

建筑高度≥10m且體積≥10000m3的建筑稱為高大建筑。分層空調是指僅對高大空間下部區域進行空調，保持一定的溫濕度，對上部區域無空調要求的空調方式。與全室空調相比，分層空調夏季可節省冷量30%左右。生產工藝要求為舒適性空調、潔凈度要求不高（低于8級）、工作區溫度波動＞±1℃的高大空間廠房，均適合采用分層空調系統。分層空調負荷計算時，夏季冷負荷一般為全室空調冷負荷計算值的70%，冬季熱負荷取全室空調熱負荷計算值。分層空調系統送風一般采用射流風口側送風，同側下部回風。車間跨度大于25m時，宜采用雙側射流風口送風，側送多股平行射流應互相搭接，雙側射流風口對送時，射程按兩側噴口重點的90%計算[2]?；仫L口布置在送風口的同側下方，使得工作區處于回流區，可以獲得均勻的溫度場和速度場。分層空調系統在夏季使用，節能效果顯著，但是在冬季，由于熱氣流的上升，溫度梯度的加大，反而會加大熱耗。在設計時，送風口角度可調，大于30°。夏季水平送風，冬季斜向下送熱風，利用較大的送風速度，送入工作區，減輕熱氣流的上升。分層空調系統可以采用全空氣系統，也可采用水—空氣系統。水—空氣系統末端采用無風管遠程射流空調機組，風口為遠程射流噴口。

4吊頂式單元空調機組

吊頂式單元空調機組安裝在屋頂天花板下，通過單元內的熱交換器實現對空氣的加熱（冷卻），隨后將空氣通過噴射器分布到室內各處。由于使用了高效率且功能強大的空氣分布裝置，單元式空調機組可以覆蓋很大的面積，與其他系統相比可以有效減少通風單元的數量，從而節省空間。安裝高度距地面4～20m，適用于廠房、展覽廳等高大空間具有舒適性空調的場合。吊頂式單元式空調機組可以根據不同的使用要求，通過多種功能組合，在同一設備上可以實現制冷、供暖、通風、熱回收等各項功能，并且可進行模塊化處理，使用更加靈活，設計更加簡便。吊頂式單元空調機組的優點：(1)吊頂式單元空調機組采用集中分組自動控制系統，調控方便，可以做到按需供冷/供暖，實現運行節能。(2)吊頂式單元空調機組能將送風空氣直接送入人員活動區，通風效率高，無強烈吹風感，達到節能和舒適的統一。(3)空氣噴射器通過自動控制的角度可調配風板，能夠實現對送風角度的連續校正調整。能夠實現空氣的垂直向下送風，圓錐形吹送以及水平吹送，從而保證覆蓋更大面積的區域，在工作區域內無吹風感，有效避免室內空氣溫度分層，從而節省能量。(4)吊頂式單元空調機組通過強制射流方式，采用下送風形式，使整個空間內空氣換熱比較充分，因此，可以大大降低溫度分層次現象，根據實測一般在10米的空間內，只有2～3℃的溫差，能保持室內較小的垂直溫度梯度，有效減少建筑物上部維護結構的熱損失，可節能15%～20%。(5)吊頂式單元空調機組不需設置空調機房，車間內不需設置送、回風風管，不占用多余車間空間，在廠房內布置簡潔、美觀。吊頂式單元空調機組設備高度一般為1.0～2.5m，安裝吊車的車間必須考慮空調設備高度對起重機的影響，必要時加高廠房高度，滿足設備安裝和吊車的正常運行。

5工藝循環水熱量回收

目前在我國的電子技術、新能源等行業，在其生產過程中產生大量低品位余熱，這些熱水溫度一般為30～60℃。為了滿足生產工藝需要，通常這些余熱通過冷卻塔排向大氣或直接排放，對能源造成巨大浪費，同時對環境造成熱污染。這些低品位余熱可以通過水源熱泵、吸收式熱泵加以回收利用，通過消耗一小部分電能，吸收大量低品位熱量，供采暖、空調或衛生熱水使用。某多晶硅鑄錠廠房線切機需要使用12/17℃工藝冷卻循環水，冷卻循環水量：241m3/h，回收熱量為1400kW。選用一臺螺桿式水-水熱泵機組。夏季工況：熱泵機組冷凝器側采用冷卻塔，將冷卻循環水由37℃降至32℃。冬季工況：熱泵機組回收工藝循環水熱量，提供45/40℃熱水供廠房供暖。由于采用了水-水熱泵機組，回收工藝冷卻循環水，該項目不需設置鍋爐房等熱源，取得了良好的經濟效益和環保效益。大容量空壓機采用的冷卻方式多為水冷，大量的熱量通過冷卻塔散發到了環境中。冬季冷卻水溫度＞10℃，一般在14℃～18℃；夏季冷卻水溫度30℃～40℃。在空壓機冷卻水系統加裝水源熱泵機組，對空壓機冷卻水中的熱量進行回收，可以加熱衛生用熱水，也可以加熱供暖熱水。

6煙氣熱回收

某光伏玻璃生產廠房，燃燒爐排放高溫煙氣，煙氣排放量：21000m3/h，煙氣溫度：400℃，余熱利用后煙氣溫度：200℃，余熱回收熱量為1745kW。由于煙氣中含有酸性腐蝕性氣體，為確保設備安全，采用煙氣—水換熱器間接換熱。煙氣換熱側：進口煙氣溫度400℃，煙氣出口溫度200℃，高空排放。水換熱側：冬季提供80/60℃熱水供采暖系統使用。夏季提生98/88℃熱水，作為吸收式熱泵機組的熱源，產生7/12℃冷凍水，供空調系統使用。燃氣鍋爐通過回收利用煙氣中水蒸氣冷凝潛熱，可以有效降低排煙熱損失，提高鍋爐效率。通常可采用冷凝式鍋爐或在煙道上加裝熱回收裝置。冷凝式鍋爐采用低溫回水來冷卻煙氣，煙氣降溫到50～70℃時，鍋爐效率可提高10%以上。煙道加裝熱回收裝置，回收煙氣熱量，可以加熱軟化水或生活用水，該裝置可用于常規燃氣鍋爐節能改造。

7空氣熱回收

空氣熱回收裝置是利用空氣-空氣熱交換器來回收排風中的冷（熱）量。目前常見的有轉輪式、板式、板翅式、溶液吸收式等換熱器。(1)轉輪式換熱器處理風量范圍：500～100000m3/h，可同時回收顯熱和潛熱，主要有以下幾種形式[3]：ET型：適用常規舒適性空調系統以及有濕度要求的空調系統，如紡織廠等。：RT型：主要回收顯熱，適用于一般工業通風系統。：PT型：能耐高溫，無吸濕性，只能回收顯熱，適用于印染、干燥等高溫通風系統。：KT型：無吸濕性，主要回收顯熱；有較強的耐腐蝕性，適用于電鍍車間、電機實驗室等。轉輪式換熱器有可能有少量滲漏，適用于排風中不帶有害物的場合。(2)板式換熱器處理風量范圍：250～5000m3/h，只能回收顯熱，適用于一般工業通風系統。:(3)板翅式換熱器處理風量范圍：250～8000m3/h，可同時回收顯熱和潛熱，適用于一般工業通風系統。:(4)溶液吸收式換熱器可同時回收顯熱和潛熱，可去除空氣中大部分的微生物、細菌和可吸入顆粒物，凈化空氣，一般在溶液調濕式空調系統中使用。適用于印刷廠、生物實驗室、電子廠房等。

8結語