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工业建筑节能设计实用13篇

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工业建筑节能设计

篇1

在保证了建筑空间的热舒适前提下,经过技术进步、利用合理、经济合理及科学管理等多种途径降低建筑中各种能耗,进而实现建筑节能。从目前的统计来看,建筑消耗的能耗占据了我国总能耗约为28%。工业建筑无论是建造中还是运行使用都是耗能的大户,所以要提升能源利用及可持续发展必然要做好工业建筑节能。在这种形势下,探究工业建筑节能设计具有现实意义。

一.工业建筑节能的紧迫性

伴随着经济全球化及人口增长,能源危机成为了全球性的危机,节能能源成为人们追求可持续发展重要课题,并要求通过环保增强节能,通过节能来推进环保。而我国正在经济高速发展阶段,日渐凸显出经济发展、能源匮乏及环保间的矛盾。通过相关研究发现,建筑的耗能比较严重,占据了总能耗的三分之一左右,而且随着经济全球化发展该比例还是不断提升,因此做好建筑节能设计是势在必行的重要问题。

很多发达国家自从石油发生危机开始,就重视了建筑节能问题。随着工业建筑不断的增加,其能耗更是逐渐增加。但是随着建筑节能中投入了大量研究和开发,加之在工业建筑中广泛使用新技术、新材料,有效提升了工业建筑的能耗。但是对于我国来说,因为过去一直不重视节能,和其他一些国家相比较我国单位面积上的能耗超过了2.5倍,而且这种差距还在逐渐拉大。根源原因就在于我国的能源较匮乏,形势十分严峻;同时很多建筑上根据没有重视节能,严重浪费能源,严重束缚着建设节约型的社会。近些年来,伴随中全球性的能源危机继续升级,加之我国能源匮乏日渐严重,我国也熟知节能的重要性,相继了各种强制性的建筑节能标准,相继出台了各种减排政策法规,各种形式都体现出建筑节能的紧迫性,已经是刻不容缓了。

二.工业建筑节能设计

对于耗能如此巨大的工业建筑,一定要做好节能设计,这不但是我国工业建筑的重点关注问题,还是全世界人们共同努力的事情。对于工业建设节能设计不能够从单一某方面入手,笔者根据多年的经验认为应该从如下几个方面入手。

1)分区热工设计:工业建设节能不能够统一设计,要按照我国具体气候条件进行分区;按照条件我国大体分为五个区;温和地区、冬冷夏热地区、冬暖夏热寒冷地区及严寒地区。在节能设计上必须要满足的要求,在严寒地区必然要做好保温措施,而大多对夏季防热不考虑;而寒冷地区要满足确保冬季保温,有一些地方还要做好夏季防热;夏热冬冷地方就要做好夏季防热,冬季适当保温;夏热冬暖的地方要做好夏季防热,大都不用考虑冬季的保温;但是温和地区就要注意冬季保温,大都不用考虑冬季防热。

2)降低建筑物外表面积:对工业建筑进行节能设计中,有效降低建筑物外表面积,降低其体形系数。因此体系系数越小就能够方便节能,因为工业建筑外表面和外面空气直接接触,能够有效散热。根据相关标准中提出,对于比较寒冷的地区要有效限制建筑物体形系数,而其他地区因体形系数影响建筑物能耗较小,就不做限制。

3)尽量保留原有土地:事实上,水泥化的建材对太阳辐射热吸收较多,再加上现在使用空调比较普遍,严重导致空气质量日渐恶化。现在很多工业建筑在工艺设施时,都计划了大量混凝土的地坪,如果遇到这种情况最好要多保留原有土地,科学实施绿化,尽量在室外减少混凝土的土地坪,因为绿地能够散发出大量的热量,能够带走许多热量,降低地面辐射影响建筑物,有效改善工业建筑周围的热环境。比如建筑物四周都是水泥地板,经过太阳照射之后温度高的让人承受不了,而影响到建筑物种的人们正常生活。

4)优化总图布置:在设计工业建筑节能上确保生产工艺前提下,要实现节能目的就要依据前面的分区中基本规律,采用优化总图布局,做好建筑总平面合理布置、建筑的立、平及剖面的形势及自然通风、太阳辐射等各个方面,都会影响到工业建筑的耗能情况,还要确保建筑物能够在冬季最大使用太阳的辐射能量,减小采暖的负荷;确保建筑物在夏季能够最高效降低太阳辐射热并且使用自然的通风来降低温度,同时还可以减小空调的制冷负荷。

三.节能的措施

对于工业建筑节能来说,设计出来仅仅是理论上的节能,还需要将这些设计赋予到事实中,其主要节能措施要从如下几个方面入手:

①墙体-对于工业建筑来说耗能最多就是墙体,因其护结构所占面积较大,一旦护气密性以及隔热性较差必然会增大耗能。要做好墙体节能措施,就要从砌块墙体的材料、墙体形式等各个方面入手,进而达到节能目的。

②门窗-门窗是护结构主要的耗能构件,是整个建筑物中隔声、隔热最为薄弱的环节,尤其是绝热性较差,因此就要增强门窗热工性能及密闭性、控制窗墙之比、门窗框的材质导热性能等入手,实现节能的效果。

③屋面-同样屋面也是护的结构之一,其保温隔热作用同样重要,自然也要做好其节能性。同样屋面的节能措施要从两个方面入手:其一保温材料上要选择密度大及导热系数高的材料;其二不能选择吸水率过大材料,防止因吸水过多而降低了保温效果。

四.结束语

总之,随着工业建筑的投资与规模快速增加,耗能正在以惊人的速度提升,为工业建筑节能设计带来了新任务与新挑战。因此必须要从设计做起,将设计付诸于工业建筑节能实践之中,进一步提升技能技术水平,推动我国工业建筑的节能技术发展。

【参考文献】

[1]许志中.我国工业建筑节能设计初探[J].工程建设与设计,2008(7):21.

[2]陆耀庆主编.实用供热空调设计手册(上册).北京:中国建筑工业出版社,2008年.

篇2

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

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

引言

随着我国能源的日趋紧张,节能已成为全社会关注的焦点。建筑能耗已与工业能耗、交通能耗成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。目前,在建筑节能方面,人们将焦点更多地聚集在了民用建筑物的节能上,近年来出台的有关建筑节能的法规规范也几乎都是针对民用建筑的。一项调查表明,我国每年完成的建筑工程投资额中,工业建筑与民用建筑之比为53%∶47%,工业建筑就占了多半。提高工业建筑设计的节能意识,降低工业建筑耗能,探讨工业建筑节能的有效方法,已是越来越迫切要解决和深入研究的问题。

1.工业整体环境的设计

工业整体环境设计,不是针对某一个工业建筑,而是建立在一定工业园的范围内,从工业园的总体规划要求出发,从当地场地的地形地貌、地质水文、气候条件以及动植物生长状况等方面分析建筑设计的可行性和经济性,进行综合分析、整体设计。

1.1构建开放的空间形象和集中的建筑布局

方案以线性的空间布局,如生产区沿发展轴的排列、带状的绿化、沿城市道路的景观带等,形成园区开放、动态的空间体系。生产区内相对集中的布局方式,为实现资源共享(动力、超净工房)和废水等集中处理提供了保障。

1.2引入绿色建筑理论

工业建筑设计应当与当地自然环境、资源、社会、人文等背景相结合,在加快建设的同时,创造性地保护和利用已有条件。一方面,改变不合理的布局模式、区域划分、空间结构和资源配置;另一方面,让该地的历史文脉、自然地理特征得以沿袭。加强环境绿化。随着社会的发展,人们已经深深地感受到环境对人的身心健康的重要性,绿化不单是可以创造空间,还可以美化环境,创造良好的生活氛围。用绿化覆盖地面,由于大量水分蒸发,往往可以造成比较凉爽、舒适的环境,高大的乔木在地面上形成了较大树荫,减少路面吸热,同时可以净化空气,提高空间的氧含量。

1.3从整体出发

通过借景、组景、分景、添景多种手法,使厂区内外环境协调。实现分期建设的步骤和持续发展的目标:线性的空间布局使园区能够在统一的框架下自由生长,弹性化的建筑布局,从而使园区始终处在动态的、充满活力的、持续的发展状态中。产业园建设树立科学发展观,做到远近结合、科学设计、突出重点、统筹考虑、一次设计、分部实施,做到既能满足当前生产的需要,亦为实现可持续发展创造条件。

2.工业建筑单体的设计

2.1采用规则平面设计

工业建筑的体型系数即工业建筑物表面积与工业建筑的体积比要尽量变小根据以往的设计可知,曲面工业建筑的热耗明显小于直面建筑,从建筑的整体角度看,在相同体积时分散的布局模式要比集中布局的建筑热耗大,而且具体设计时减少建筑外墙面积、控制层高,减少体形凹凸变化,尽量采用规则平面形式。这样才能显示出绿色设计的理念精华。

2.2充分采用自然光

工业建筑的外墙设计要满足自然采光、自然通风要求,要努力提高室内环境的热稳定想达到这样的效果,首先要采用良好的外墙材料,利用更好的隔热砖代替粘土砖,节省土地资源,如上海现代房地产实业有限公司成功研制了以秸秆稻草为原料的绿色建材――稻草板,并在上海青浦县推广使用,它与传统的粘土砖相比,不仅具有色彩丰富、重量轻、体积小、保温、隔热、隔音等多项优良险能,而且在环保上解决了秸秆焚烧的问题;其次它自然降解,不会给环境带来任何污染;再次采用选择性镀膜窗户,其导热系数较小,能够改善室内环境的热稳定性;最后加强门窗的气密性,减少热交换,使用各种轻便可调节的遮阳设备抵卸夏季太阳的直接辐射,同时冬季能够调节便于采光。

2.3提高适用性

工业建筑设计提高工业建筑房屋的适用性、可变性工业建筑在建筑结构、建筑设备等对灵活性的要求很高,例如楼梯的可生长性,包括基础的预留量、楼段板承重的预先考虑,周边环境的生长预留地,预留管道空间,包括水电、通讯的发展空间以及家具系统的可变化性等对工业建筑的设计提出了更高的要求。

2.4建筑的智能设计

工业建筑设计要注意节能和智能工业建筑设计一方面要要节约利用不可再生能源,如煤、石油、天然气等,积极开发可再生的新能源,如太阳能、风能、水能等无污染能源。建筑材料尽可能利用可降解、可再生的材料,严格做到建材无污染、无辐射。设计同时注重材料新用:如金属网天花吊顶、墙饰玻纤布滚涂等,既经济又方便维修;另一方面要尽可能的采用电子通讯和自动化技术在建筑中得以运用。即工业建筑可以根据温度、湿度、风力的情况自动调节“智能壳体”的开闭和空调量,保证了智能化大楼中智能化生产和脑力劳动的高生产率,智能化的发展可以促进绿色建筑在“高标准、低能耗、高效能、低污染”状态下持续发展。

3.具体节能环保措施

3.1门窗节能

外门窗是建筑物能耗散失最薄弱的部位,其中传热损失为23%,所以提高外门窗的气密性,减少外门窗本身的传热量十分重要。在本工程中,外窗均采用断冷桥铝合金窗,并采用中空(6+12+6)low-e玻璃,要求外窗的传热系数K≤2.0w/m2.k,同时要求外门窗的气密性为6级,水密性为4级,抗风压型为5级。如此高的门窗标准不仅起到阻止室外冷空气直接渗透,减少外墙、外窗的热耗损,而且还阻断了建筑物的冷桥,有效阻止了室内结露,又起到了保护隔热材料的目的。

3.2墙体节能

在工业建筑护结构中,墙体所占面积最大,由于目前工业建筑护结构的保温隔热性能较差,冬季通过外墙散失的热量也最大,多达建筑总散热量的28%以上,因此,提高工业建筑的外墙保温设计很重要。在本工程中,主厂房的护墙采用150mm厚镀铝锌彩钢岩棉夹芯板,这样既保证了厂房外观上整体美观,又能有效的提高墙体的保温性能。同时彩钢夹芯板的安装快捷,拆除方便等性能,也为将来厂房的扩建和维修提供了方便。

3.3屋面节能

屋面在建筑围护结构的不透明部分中占有较大的比重,特别是在当今我国工业建筑的特点普遍是占地大,层数少,因此提高屋面热工性能,将大大减少建筑物的热损失。本工程中屋面保温层采用铺设140mm厚高强度岩棉板,并在岩棉外设置防水卷材一道,这样就降低了屋面的热损失。

3.4地面节能

由于沈阳地处严寒地区,冬季时间较长,而且室外温度较低,因此在做地面设计的时候,德方设计师特意提出在沿主厂房外墙周边地坪向内6m范围内须做保温,即在混凝土地坪下铺设80mm厚挤塑保温板。这样做的目的也是为了减少建筑物的热损耗,有效节约能源。

3.5其他措施

在整个设计阶段,德方工程师不仅在建筑材料的选取上充分注重节能环保的概念,在厂区总图布置上,也充分考虑到了优化布局,尽可能地使建筑物南北向布置,迎合当地主导风向,保证夏季自然通风,冬季多利用太阳辐射能量;同时保持建筑物合理的外形,减小体型系数。在主厂房内部办公室的布置及设计方面,采用底部空调送风口,使冷气自下而上的循环;局部房间采用冷水管吊顶系统制冷;某些产热量大的设备房间,收集余热用来二次利用;屋面采用虹吸系统收集雨水,净化后灌溉厂区内绿地和植物;在施工材料选用中严格禁用有毒,放射性的材料,以防止对周边土壤和水的污染;屋顶设置太阳能加热系统等措施。

总结

在能源日益紧缺的今天,建筑节能是建筑业的热点。降耗节能,是我们每个人的义务和责任。从现在做起,研制开发出更多更好的节能技术与材料,从每一个设计做起,创造出更多适用、经济、美观并节能的工业建筑,把我国工业建筑的节能设计更向前推进一步,把我国建筑节能引入前景更加广阔美好的明天。

参考文献

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一 工业建筑的特点决定了工业建筑节能设计的特征

与居住建筑与公共建筑相比,工业建筑具有以下特点,它们决定了工业建筑节能设计的特征。

1)工业建筑是以生产或贮存商品(产品)为主的建筑物。我国目前已由计划经济转型为市场经济,并且参加世界经济一体化活动,竞争激烈,生产必须顺应市场需求。只有抓住商机及早投产,才有竞争力;更何况生产和商品(产品)更新换代快,机遇一转即逝。这就在客观上决定了工业建筑使用周期短、建设周期短。 按生产或产品使用周期确定工业建筑的设计寿命是不合理的,要使工业建筑设计使用年限得到充分利用,就必须按可持续使用与发展的理念进行设计,如采用大柱网灵活空间以适应工艺流程、产品的改造、改变;设计使用年限短的建筑物,应采用可回收能再生利用的材料建造。

2)工业建筑的室内空间规模、室内环境质量取决于合格商品(产品)的生产和贮存,并兼顾工作人员高效率工作所要求的室内环境质量的要求。这就导致工业建筑类型多,既有劳动密集型的服装加工、电子装配等生产厂房,也有以机械化生产线为主的汽车加工、饮料罐装等人流少、大空间的工业建筑;既有对室内温湿度基本无要求的常规的机加、装配等普通工业厂房,也有对室内温湿度有较严格要求的精密数控加工厂房;既有敞开生产空间的维修机库等高大空间的厂房,也有要求恒温恒湿且洁净度高的封闭的血液制品厂房;既有需要室内采暖、空调且环境质量高的理化试验厂房,也有生产过程中发生余热或废异物的铸造、锻造、热处理、电镀等可能会污染环境的工业厂房等等。不同使用功能的厂房、仓库,其室内规模、室内环境质量要求差异悬殊,这为工业建筑节能带来了复杂性。 另一方面,不同室内空间规模、不同室内环境质量要求的用房,往往会根据生产工艺的要求,组织在一栋建筑物中。这就决定了工业建筑节能设计不是1栋建筑取1个统一设计参数,而需按工艺要求,对1栋建筑中的不同房间或不同部位的设计参数取值不同。换句话说,工业建筑的节能设计,不仅要考虑护结构的节能措施,还要考虑采暖或空调房间(或建筑部位)内围护结构的节能措施。 对于夏热冬冷地区、夏热冬暖地区的高大空间的工业建筑,处理好自然通风比提高外墙的隔热性能更重要。对于单层工业建筑完全有可能充分利用可再生能源,以减少白天的人工照明、机械通风等……。

二 工业建筑节能标准的确定

民用建筑:国家政府部门或地方将之分为居住建筑和公共建筑两大类,并按不同的建筑气候分区,制定了相应的建筑节能标准。 建设部和各地编制的现行《居住建筑节能设计标准》都是按建筑气候划分的,只有北京市还将之细分为3层及以下建筑(具备别墅特征)和4层及以上建筑两类;它们都只对可再生能源利用提出定性要求,对护结构(包括屋面、外墙及其上的外门窗等)的传热系数等提出定量要求,对采暖设备的效率、建筑照明的功率密度等提出定量要求。现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005同样是按建筑气候区划分的,对可再生能源的利用提出定性要求,对护结构(包括屋面、外墙及其上的外门窗等)的传热系数、遮阳系数等提出定量要求,对采暖、空调系统及设备的节能以及建筑照明的功率密度等提出定量要求。这些要求对应的是公共建筑类型多、使用人流复杂且相对密集,在满足使用人舒适性室内环境质量前提下,提出的适应我国目前经济状况的节能标准。

三 我国的工业建筑节能标准怎么定

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1.2资源循环利用

资源循环利用可以让工业企业在生产过程中占据非常大的优势。众所周知工业生产需要大量的资源支援,因此资源的循环利用可以有效避免大量宝贵的不可再生的能源资源在建筑、生产过程中被浪费。例如由于工业厂房的冬季内采暖计算温度与室内外的冬季采暖计算温度差(tn—twn)和民用建筑相比,要小10%~20%,热损失自然也相应减少。除此之外,在资源循环利用的过程中节能设计理念的应用可以有效减少其整体资源的消耗,从而能够在此基础上促进其生产水平的有效提升和社会效益、经济效益的不断进步。

1.3提升生产效率

节能设计理念的应用可以有效的提升工业企业的生产效率。众所周知工业建筑物的护结构是其热量损失的主要通道之一。因此通过节能设计理念的应用设计人员可以促进建筑物的墙体、屋顶及地基周围等处使用高效保温隔热材料,并且能够使建筑物围护结构中各部分的传热系数大大降低,这最终就能促进企业生产效率的有效提升。除此之外,节能设计理念对于生产效率的提升主要还体现在了其能够有效降低生产设备和机械的运行强度,从而能够有效延长生产设备的使用寿命和使用效率,从而能够在此基础上促进工业企业生产效率的有效提升。

1.4减少腐蚀损失

减少腐蚀损失也是节能设计理念自身具备的优越性之一。众所周知工业企业在生产过程中其厂房和设备都容易受到腐蚀问题的影响。因此在工业厂房的建筑单体设计中,设计人员应从厂房的平剖面布置阶段开始就纳入设计应考虑的范围中。例如设计人员可以通过对于空调降温的面积范围和室内温度进行有效的计算,来尽可能的避免不适当的大面积、大空间采暖和全空调,这可以有效避免机械设备生锈腐蚀的可能性。并且当工业还间内有散发大量生产余热余湿甚至腐蚀性气体时,设计人员在设计时应当考虑有效的自然通风来保证室内的正常生产环境,从而能够促进腐蚀的有效减少。

2工业建筑节能设计理念应用

2.1根据工业特点设计

根据工业特点设计是工业建筑节能的设计理念应用的基础和前提。在根据工业特点进行设计的过程中设计人员应当确保工业建筑围护结构节能设计特点符合工业生产的实际需求。例如设计人员可以建在工业建筑物的墙体和屋顶以及地基周围等处使用高效保温隔热材料,从而能够可以使建筑物围护结构中各部分的传热系数大大降低并且有效减少热量的损耗。除此之外,在根据工业特点设计的过程中设计人员应当确保操作人员和运输工具活动的高度范围内具有良好的工作环境,因此在设计时不应当采用机械强度偏低的内保温材料,并且在厂房内湿度大或又含有腐蚀性介质的条件下,不宜选用孔隙率、吸水率大的保温材料,从而能够在此基础上促进工业建筑节能的设计理念应用水平的有效提升。

2.2合理选择材料

合理选择材料对于工业建筑节能的设计理念应用的重要性是不言而喻的。在合理选择材料的过程中设计人员应当确保建筑外墙用的材料具有合适的厚度,从而能够在减少热量损失的同时促进建筑内部保持较为良好的通风。除此之外,在合理选择材料的过程中设计人员应当可以从之前的节能设计建筑选取适用的构造和所需的材料。并且根据工业建筑的设计特点,要求控制各朝向的窗墙比为35%~20%。从而能够更好地确保工业建筑的通风条件和采风条件,从而在减少电能消耗的前提下促进工业建筑节能的设计理念应用效益的不断进步。

2.3优化建筑结构

优化建筑结构是工业建筑节能的设计理念应用的核心内容之一。在优化建筑结构的过程中设计人员应当注重减少建筑的开窗面积,即尽量减少开窗面积始终是工业建筑节能设计的重要手段。根据相关研究表明,不同性能的外窗自身的传热系数可能存在3倍左右的差距。除此之外,在优化建筑结构的过程中设计人员可以通过选用保温与密闭性能好的多层窗来促进工业厂房节能水平的有效提升。例如设计人员可以选用聚苯板和以膨胀珍珠岩为主要原材料的防水保温板以及沥青珍珠岩板等多种节能效果明显的材料,然后合理的设计建造的防水层、保护层等构造,从而能够在此基础上促进工业建筑节能的设计理念应用可靠性的持续进步。

2.4.增强节能意识

增强节能意识是工业建筑节能的设计理念应用的重中之重。在增强节能意识的过程中设计人员应当督促自己具备更加高度的节能意识,这与此同时也是促使工业建筑节能设计工作能够顺利开展并且能够收到良好效果的重要保证。除此之外,在增强节能意识的过程中设计人员应当通过采用其他人员提出的具体意见和细节意见,来促进节能标准得到有效的保障,从而能够在节省土建工程量和降低造价,减少护结构面积的同时促进工业建筑节能的设计理念应用精确性的不断提升。

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1 节能意识的提升

我国设计行业目前对于居住建筑及公共建筑均有着统一的国家设计标准及地方设计标准,但是对于工业建筑却始终没有一个全国统一的设计标准,很多地方的工业建筑设计根本没有考虑节能设计,即使设计人员参照民用建筑节能设计标准进行了节能设计,由于没有统一的标准和要求,建设单位在施工时也可能不会采取节能措施,这些都主要归于人们是否对工业建筑具有节能意识。工业建筑是指从事工业生产及为生产服务的各类建筑物及构筑物的总称,它们是根据生产工艺流程和机械设备的布置要求而设计的。因此相对于居住建筑及公共建筑来说,工业建筑不仅在外形及体量上与民用建筑具有很大差异,而且功能使用要求上也不同,如果采用跟民用建筑相同的节能设计标准设计,不仅使建设成本增加,还会浪费能源,损失将会是巨大的。反之,如果不考虑节能设计,在工业建筑建设中,看似缩减了一次性投资,但是在工业建筑的使用过程中,能源消耗的损失数量和废弃物排放的数量也是无法估量的,综合比较也并不经济。因此,提升节能意识,制定和推广工业建筑的节能设计标准已变得十分必要。

2 工业建筑外部环境的节能措施

2.1 合理地对建筑的外在环境进行考虑、设计

建筑分布以及选址设计在建筑外部环境节能上是需要第一位考虑的。获得更多日照以及避开风口是工业与民用建筑施工的基础,但是,工艺设备方面的布局和选址却是影响工业建筑建造的主要因素,工业建筑外部环境以及工业耗能量的多少也由其决定。所以,应充分的了解建设地段的地理位置、地貌、地形、气候类型、水文及其他自然环境特点,一切从实际出发,使建筑设计方案与能耗节能紧密联系在一起,在工业建筑的科学布局、选址上进行一系列的合理考虑,而这也是工业建筑节能工作的首要步骤。

2.2 剖析建筑的外形和空间结构

建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值,就是我们所说的建筑物体形系数。体形系数越小,建筑空间构造就越合理、科学,规划布局也就越整齐。所以,使建筑物的体形系数控制在合理范围,并使建筑功能满足各方面要求,成了建筑节能工作的重要目标。还需要注意的一点就是,工业建筑的节能设计要与工艺、暖通及其他专业密切配合,建筑设计师不仅要依据生产工艺需要,了解厂房周围环境,合理选取厂房的位置,还要配合暖通专业,为其提供建筑物室内供暖以及空气调节的温度限度值,使其进行合理的供暖及空调设计。

3 节能工作里的单体建筑

3.1 从建筑的立面、平面看工业建筑的节能

建筑设计师也应该立面和平面的设计创作统一考虑。在满足工艺设计要求及防火设计要求的基础上,将立面设计和外门窗朝向、门窗数量以及外墙厚度等完美地结合在一起。这样,既可以降低能源消耗量,又使得建筑物的外立面设计得到优化。相比于其他维护结构部分,门窗部位的传热消耗最大,所以在门窗的设计上,应在满足通风、采光等条件下,严格控制窗墙面积比,依照建筑设计标准,科学地设计出建筑立面。建筑设计师应将外立面设计与节能设计结合起来,在使建筑物能源消耗合理的前提下,将建筑外立面设计的新颖、活泼,具有现代气息。

3.2 从外墙设计看工业建筑节能

由于外墙面积在外部围护构造里占有的比例最重,所以,工业建筑能源消耗的主要部分来自于建筑物外墙的热消耗。原因在于,建筑物的外墙体如果传热系数较大,就会带来一定程度的能源消耗。所以,建筑物节能设计工作的核心是外墙的保温隔热设计是否合理。由于大多数工业厂房的特点是跨度较大,层高较高,且层数不多,多为一~二层,所以,其结构形式大多数为钢筋混凝土框架结构,因此建筑物外墙材料一般采用轻集料混凝土砌块,设计时应尽可能采用导热系数较小的砌块材料,保温采用外墙外保温形式,保温材料也尽可能采用导热系数较小的新型环保保温材料,使外墙的传热系数满足外墙节能设计要求。

3.3 从门窗设计看工业建筑节能

在建筑物的外部围护构造里,门与窗成了重要的耗能因素。在建筑物构造中,门窗的热能源消耗就达到了40~50%,这是建筑节能工作需要考虑的重要环节。夏天的光照以及冬天的风雪主要从建筑物的门窗进入,门窗若具有良好的密封性能,那么建筑物的节能工作就可以得到提升。总的来讲,相比较于墙的导热程度,窗户的导热系数明显要高许多,所以,建筑物节能成果很大程度上是由门窗设计是否合理决定的。门窗的抗风压、水密性、气密性、传热系数、采光性能等各项指标均应满足国家标准,使外门窗的传热系数满足节能设计要求。

3.4 从屋面设计看建筑节能

建筑物最顶层四季舒适度的核心在于屋面的隔热保温功能。当前工业建筑厂房一般是一层或两层,在护结构中,屋面占着很大的面积比值,所以,屋面的节能设计工作显得愈加关键。屋面的节能设计重点在于:首先吸水性强的材料不应选择用于屋面的保温设计层,因为屋面保温层吸入大量水分会极大程度地削弱保温材料的保温功效,并且还会增加屋面荷载,甚至破坏屋面及建筑物;其次,导热系数大或容重大的材料也不应选择,这样可以减低屋面传热系数,并且增大屋面荷载;第三,大跨度的工业厂房尽量采用结构找坡,可以省去找坡层,减少屋面荷载。屋面采用轻质、高效、防水的保温材料,使屋面的传热系数满足屋面节能设计要求。

3.5 “以人为本”创建环保节能工业建筑

将节能环保和追求自然舒适环境相结合,建筑设计师应在工业建筑设计中加入绿色环保理念。工业建筑由于生产工艺特殊性,在生产过程中会涉及大量的用水、用电、用煤,用气等能源使用,也可能产生污染,对周边环境造成不利影响,如果想要减少污染物的排放,一定要做到节能减排。节能和减排是互为联系密不可分的,设计源头上做到节能、节材,生产过程中才能做到减排、保护环境。节能减排使生产企业节约能耗,降低成本,也让使用者在一个良好舒适的环境中工作,身心愉悦,劳动积极性和工作热情会被调动起来,企业生产效率会大大提升,产品的品质也会相应提高,为企业带来更多的经济效益。对此,工业建筑的节能设计功不可没。

4 总 结

经济的高速发展、人类社会文明的进步,使得工业建筑设施的投入在飞速增长的同时,工业能源消耗量也在急剧增加。

在这样的情况下,每一个人都需要有节能意识,作为建筑设计师的我们更有责任有义务做好工业建筑的节能设计工作。“节能环保,人人有责”,从现在开始,每一项节能设计都需要投入精力,与国家对社会、企业的相关节能政策相符合,使节能技术水平得到提升,设计出自然优美、经济环保的工业建筑,使我国在工业建筑节能这一领域取得显著的突破。

参考文献

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1建筑的总体布局方面

根据工业建筑设计的本身性质来说,它的设计必需要满足生产工艺的要求,因此,在进行工业建筑的布局设计上没有相应的调整余地,对于室内环境方面的设计也同样如此。但是工业建筑的设计需要很对专业的相互配合,例如:设计工艺,结构,动力,暖通等多方面的共同完成。针对不同的专业来说,他们对建筑的环境和空间要修也都不同,这就需要建筑师在进行方案设计之前对各个专业进行全面的了解。从而对建筑的整体布局进性考虑设计,对厂房的布局和室内的环境需求做出具体的优化方案,从而达到节能的目的,也是整体方案设计的关键。

2总平面布置方面

对于工业建筑设计来说,它的总平面布置设计要想实现建筑节能的根本目的,需要利用冬季的日照,同时要将冬季的主导风向进行避开,针对夏天较热,减少空调使用的节能设计来说,可以利用自然通风的效果来降低建筑屋物的热量,提高人们的舒适度,从而实现减少空调使用率的节能效果,这也是较为经济和建筑措施。

3维护结构保温隔热的措施

3.1针对墙体的节能

在工业建筑中,它的外墙设计是整各建筑中对热损耗耗能最多的部分,因此,将它设计进行节能改变,可以有效减少耗能量。在具体的实施过程中,将保温隔热结构进行运用,其保温形式可与分为三种,他们是根据不同的设计需求而存在的不同形式,在具体的应用过程中,设计者要根据不同的外墙类型和节能标准进行不同的选择,与此同时,还要根据不同的需求对保温材料的厚度进行选择。

3.2针对屋面节能

工业建筑的设计,大多是采用单层的工业厂房结构,也就是所谓的工业仓库,针对这样的单层工业厂房来说,它的屋面面积在设计上通常都与它的墙体面积差不对大,甚至有一些会超过墙体面积。这就导致屋面设计成为工业建筑的热工设计中,较为重要的围护结构。因此,在屋面保温设计中的材料选择要注意两个方面,一个就是在材料的选择上,不能选择密度过大的,或是导热系数较高的保材料,因为这样材料会在很大程度上增加屋面的自重,尤其是针对一些自重很轻的轻钢屋面设计来说,而第二个需要注意的是针对防水层以下的材料来说,它的选择不宜是吸水率较大的保温材料,从而有效避免保温层进行吸水,降低保温效果的情况发生。而且针对建筑无眠的隔热设计,还可以采用颜色较浅的饰面畸形装饰,从而使它来反射太阳的辐射热,达到节能的效果,这样的方法在彩钢屋面的设计上具有简单有效的作用效果。

3.3针对门窗节能

对于工业建筑来说,它的外门窗设计对于整体设计非常重要,他不仅是冬季冷风进行入侵的主要通道,而且也是下季进行阳光辐射的主要通道。它对人们的室内环境起到极为重要的影响,对人们的舒适度起到了一定作用。因此,要想有效避免夏热冬冷问题的发生,同时促进节能设计的实施,就需要对它的设计采取一定的措施。首先,可以减少相应的开窗面积,促进设计的规划性,在具有充足的阳光和通风效果的基础上,减少开窗的需求,降低窗墙的设计比重,这样的设计针对东西面对设计效果更为明显,能够有效达到节能设计的需求。其次,可以提高门窗的热工性能,在门窗的选择上,选择中空玻璃或是双层窗设计,选择导热系数较小的门窗框来代替钢门窗,例如塑钢门窗就是很好的选择。再次,这样的节能设计和减少问题的发生办法要,也可以通过增强门窗的气密性来进行实现,在进行材料选择的时候,选择新型的密封性较好的门窗。最后,在进行节能设计的过程中,针对夏热地区,可以适当的采设窗帘或是遮阳板来进行处理,针对严寒地区,则可以设置相应的防风门斗,从而有效的实现人们对舒适度的需求,达到节能设计的目的。

3.4针对自然通风

对夏热地区来说,工业建筑设计的自然通风设计要比提高防护结构达到传热效的节能方法更有效,更受到人们的喜爱与追捧。良好的通风效果,可以在很大程度上改善室内的舒适度,减少空调的运行,减低相应耗能产品的使用,促进节能的实现。这样的节能方法在具体的使用过程中,可以在屋面设置通风的天窗或是屋脊,也可以在墙面设置百叶窗或是通风口,有利于通风的形成。

4结束语

在工业建筑设计中应用节能建筑,可以有效的降低耗能的使用,对环境进行保护,促进可持续发展战略的落实,使行业得以进一步发展,为国家做出更多的贡献。

参考文献

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当前在我国工业建筑节能工作中缺乏可行的、科学的研究工业建筑能耗的方法,并且对工业建筑能耗作出调查的过程中存在对象缺乏全面性的问题。虽然我国在工业建筑能耗的统计方法投入了很大人力、物力并使用了许多先进的方法以确保调查数据的实用性、代表性与真实性。但是在工业建筑能耗调查中如果采用覆盖全国的抽查方法则势必会导致调查难度以及工作量的增加。工业建筑能耗的研究数据缺乏,研究内容单一是工业建筑节能工作中需要面对和解决的首要问题。我国当前的能耗调查更强调调查总能量的消耗,这种数据并不能对工业建筑终端能耗作出准确判断和反映,同时也无法发映出城市环境污染、建筑环境相关指标以及建筑能耗之间的关联以及能源结构、能源效率、气候变化等影响建筑能耗的各类因素与建筑能耗之间的关系。这些问题产生的原因主要包括两个方面:一是影响工业建筑节能设计的因素越来越多,而这些因素在工业建筑设计中都要有所考虑,如节电、减排、环境保护、可持续发展、卫生标准、可再生资源利用等;二是缺乏具体的工业建筑节能设计依据。

当前我国只有一些大的标准能够对工业建筑节能设计作出衡量和评判,而事实上这些标准并不能满足工业建筑用途的不同、建筑类型的不同以及所处环境的差异等。所以有必要对于工业建筑节能相关的基础性数据进行长期的收集,并在对这些数据进行统计、分析与研究的基础上进行工业建筑节能标准的编订,同时在这些标准中要体现出差异性与针对性。

二、工业建筑节能措施

在工业建筑中,作为建筑外维护结构主体的墙体具有最大比例的面积,所以墙体对建筑的耗热量有着很大的影响。当前工业建筑中墙体的隔热保温性较差,在冬天通过外墙所损失的热量普遍达到了28%以上,所以重视外墙的隔热保温设计十分重要,而实现这种设计的途径包括减少墙体的面积,提高墙体的热性能从而达到降低墙体和建筑外产生的热交换。具体的措施包括使用节能外墙,降低工业建筑的体型;研究并利用高效保温材料以减小墙体本身的传热系数;同时也可以利用一定厚度的彩钢板来提高墙体的保温性能,同时也能够使外墙具有安装、拆除快捷,并使工业建筑的体系具有可扩展性。

我国工业建筑具有层数低、屋面面积大的特点,这种特点的存在在很大程度上加大了工业建筑的热损,并且工业建筑在保温方面所作出的研究与技术的采用尚不如墙体的保温,所以对工业建筑的屋面作出改造以实现屋面热工性能的提高对提高工业建筑的节能性能具有重要意义。提高屋面节能的途径主要是对屋面作出开发和利用,具体措施包括将屋面改造为植被屋面或者蓄水屋面等,在实现有效保温的同时能够实现厂房内的恒温恒湿,对减少厂房内的能耗具有重要意义。

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一、引言

随着我国经济的快速增长,建筑行业的蓬勃发展,万丈高楼平地起,各式各样的建筑如雨后春笋一般在各个城市拔地而起,规模浩大。但是,在建设这些规模巨大的建筑背后,有一些问题,我们不得不重视。随着这些规模巨大的建筑群的兴建,不可避免地会造成能源的耗费和环境的破坏。就目前而言,建筑总量的提升引起能耗增加的势态不断上升。在我国的建筑建设中,单位能耗量已是同等条件下发达国家的2.5倍,且对环境的污染和破坏还在加剧。而在西方发达国家,人们早在上个世纪60年代,就已经对建筑中的节能问题和环境保护问题进行了深入的研究,得出了很多有利措施和方法,如德国建立的节能体系以及控制技术在世界上都是首屈一指的。这和我国在这方面起步晚,水平低的现状形成了鲜明的对比。能耗高,对能源的利用效率低下,已成为制约我国包括工业建筑在内的建筑业发展和进步的制约瓶颈,这已成为一个急需解决的问题。

当前,节能环保已在我国得到提倡,还得到了广大民众的大力支持。同时,这在建筑业方面,节能环保的思想也深入人心,节能环保的措施也广泛应用,但是工业建筑在节能和环保这方面的发展相对于滞后,这主要是由于追求经济实用性,忽视了后期生产带来的一系列有关环保节能的问题。但解决工业建筑的节能环保问题,推动工业建筑的健康发展,已显得十分重要并迫在眉睫。

二、 建筑工程环保节能的含义

建筑节能与环保是指在建筑建设工程中,包括建筑设计、建筑施工,建筑维护等环节,充分利用各种有利于环境保护的资源,减少对环境的污染和破坏,从而达到保护环境的目的,同时满足人们对生活环境的要求。由于建筑工程是一个系统化的过程,它包括前期准备阶段,中期施工阶段和后期完工验收并投入使用简单,此外,后来的维护管理也应该算进这一系统过程。这几个阶段是相互衔接、相互影响的,要做好建筑的环保节能必须从各个方面入手,综合考虑。在这个过程中,国家制定的有关建筑节能和环保的各项规定和标准是必须严格遵守的,在此基础之上,建筑团队还要把好各个关口,严格要求质量,从细节做起,确保节能环保的实现。

在能源危机席卷全球,经济危机影响世界的时代背景下,对建筑节能环保的要求有利于国家应对经济危机和能源危机,从而减少损失,另一方面,实现建筑的节能环保,对于提高我国人民群众的居住质量,建立资源节约型环境友好型社会有着巨大的现实意义。

三、工业建筑节能环保设计措施

建筑节能是指在建筑工程设计和建造中采用节能型的建筑材料、产品和设备提高建筑物维护结构的保温隔热性能和采暖空调设备的能耗比,减少能耗,合理有效的利用能源。节能建筑通常采取保温、隔热、密封等措施,让建筑在使用过程中减少对煤、电等能源的消耗。针对我国建筑节能现状以及近年来全球气候的变暖,建筑节能设计可以从以下几方面考虑。

1、建筑规划节能设计

(1)建筑选址。节能建筑对基地有选址性,不是任何位置、任何微气候条件下均可诞生合理的节能建筑。建筑基地条件主要是从满足建筑冬季采暖和夏季致凉两个工况要求来进行研究和讨论的。建筑选址时应满足以下二三个原则即向阳原则一采暖目的;通风原则一致凉目的;减少能量需求原则一综合目的。尊重气候条件,使未来建筑避免一些外来因素干扰而增加冷(热)负荷,尽量少受自然的“不良”干扰,并通过设计、改造,以降低建筑对能量的需求。

(2)建筑形态设计。应控制建筑物的体形系数不超过节能设计标准的规定,一般宜控制在0.30以下,寒冷地区,应尽量把体型系数控制在不大于04的范围内。有研究资料表明,体型系数每增加0.01,耗热量指标约增加25%,一般讲,6层左右的建筑物节能较为有利,其体形系数控制在n3以下是不难做到的。当体形系数超过标准的规定时,应加强围护结构的热工性能,计算建筑物的采暖空调能耗并不得超过标准的

规定。

(3)建筑朝向设计。在建筑的平面布局方面,朝向的选择特别重要。合理的建筑朝向应该尽可能地冬季利用日照,以避免冷风造成的大量能耗;夏季限制日照,并具备良好的通风。因此从节能和热环境两方面考虑,建筑物应避免东西向,以南北向或接近南北向为宜,这样能够避免太阳的东照西晒,降低日射影响,也能获得充足的日照。除此之外还应注意充分利用地形和节约用地,照顾居住建筑群体组合的需要。

(4)建筑间距设计。一定的日照间距是建筑充分得热的先决条件。但因城市用地非常紧张,太大的间距会造成用地浪费。因此建筑总平面设计时应结合建筑日照标准,建筑节能、节地原则,综合考虑各种因素来确定建筑间距。在建筑单体设计中,可以采用退层处理、降低层高等方法。

2、单体建筑节能设计

(1)墙体节能设计

墙体是建筑护结构的主体,主要功能是承重、防水、防潮、隔热和保温,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。长期以来,我国一直以实心粘土砖做为墙体材料,这种做法严重浪费了建筑能源和土地资源。单一的墙体材料,往往较难满足日益提高的保温隔热要求,因此在节能的前提下,复合墙体逐渐成为市场的主流。

(2)建筑门窗的节能设计

在建筑的护结构中,门窗的保温隔热效果较差,门窗缝隙也是冷风渗入的一个重要通道。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的,因此改善门窗的绝热性能,是节能工作的重点。门窗节能设计主要方法有:控制窗墙比(窗户面积与窗户面积加外墙面积之比值);提高门窗制作质量,加密封条,减少冷风渗透等;注意隔热条的选用(隔热条对隔热门窗的整体稳定性起到关键作用)。门窗节能中,改善窗户保温效果是比较有效的手段之一。市场上中高档的住宅产品多采用中空玻璃、隔热玻璃、反热玻璃等,随着节能技术的发展,象低辐射镀膜玻璃(Low-E玻璃)等节能玻璃,在成熟产品中的应用也逐步在得到加强。

(3)屋顶节能设计

屋面是建筑物与室外大气接触的—个重要部分屋面节能的原理与墙体节能一样,通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。屋面节能措施主要有:采用坡屋顶;加强屋面保温措施;根据需要,设置保温隔热屋面(女口架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。屋顶格栅的遮阳也是有效的屋顶节能设施。

(4)楼板层的节能设计

主要是利用其结构中空空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。

四、结束语

目前,我国每年完成大量的建筑工程,而在这些工程之中,工业建筑的比例就占了50%以上,民用建筑所占比例还不足50%,在这样一个比例悬殊之下,做好工业建筑的节能环保的重要意义就不言而喻了。所以,大家必须对工业建筑的节能措施有所重视,着眼于降低能耗的设计,同时,还要充分利用当今世界的先进科技,在技术上给予支持,实现建筑节能的可持续发展,从而为社会带来长期的综合效益。

参考文献:

[1] 李琪伟.浅议工业建筑设计中的节能和环保措施.中国科技信息. 2011年15期

[2] 胡建虹.浅议工业建筑设计中的节能问题.江西煤炭科技. 2005年02期

[3] 王纲杰.工业建筑设计中的节能技术问题.工业建筑.1995年11期

[4] 杜惠清,顾建良.建筑工程中环保节能措施的浅析.城市建设理论研究(电子版).2012年19期

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工业建筑设计;美学与节能

建筑领域在经济和科学技术日益完善的时代大背景之下取得了一定程度的发展,因此其内部相应的工程环节都发生了一定程度的变化,这在一定程度上来说为人们提供了更多的建筑选择,但建筑业中的工业建筑领域因其固有的严肃性以及工艺性过于突出,其美学和节能要素的功能与作用就因此而被淡化,但这显然是不符合时展趋势的,时代所需的是更为人性化的集美学与可持续发展型节能为一体的建筑,因此工业建筑就应该在保持固有的工艺性的前提下,向美学化与节能化转型,这样其才能够符合社会的需要,而其具体应该从以下几方面入手。

一、设计师与业主的交流

设计师与业主的交流往往在民用建筑领域较为常见,民用建筑设计师通常会主动与相应住户和业主进行一定的沟通,以便于使其作品更加迎合业主和住户的要求。而这也与建筑的实际使用目的有关,民用建筑顾名思义就是供人们居住和生活的建筑空间,此空间的服务主体是人民群众,或者更进一步说是居住在其中的人民群众,因此其只有迎合了人们的需要,才能为人们所接受,否则便会出现建筑滞销等不利于建筑业获取经济效益的现象。而工业建筑设计与其不同,其建筑是被用作工业生产,因此建筑设计上就只需要注意空间的容纳性,以及建筑的质量安全性,所以建筑师很少会和业主以及住户进行一定的交流,其会根据这一种建筑类型的总体要求以及自身在设计这类建筑的经验而设计相应的工业建筑作品,这种做法在一定程度上起到了简化设计流程,节省设计时间的作用,但是其作品在一定程度上具备一定的雷同性,在个性上的表现形式并不是那么突出和富有张力。而实际上每一个工业型企业都具备一定的企业文化,这种企业文化代表了企业的个性以及独特性,其独立存在的目的就是为了使相应企业在企业形象上与众不同,进而以一种独特的企业文化魅力吸引一定的受众,从而创造自己的品牌,为自身创造一定的经济效益,因此其负责人就也会希望让自己的公司建筑也带有一定的能够彰显自身企业文化色彩的美学元素,与此同时,企业的目的是盈利,所以其会在生产的每一个环节都精打细算,以为自身的企业节省一定的经济成本,积少成多,渐渐从侧面为企业创造一定的经济效益,因此这就要求其相应建筑应该具备一定的节约性,即设计师在对用料和建筑方案的设计上要尽量为企业节约一定的成本,所以工业建筑也应该到有一定的节能要素,以符合我国可持续发展的相关要求。当前,设计出理想的生产环境和休息环境正是建筑师的职责,而首先需要建筑师与业主沟通获得一系列信息,有了这些信息,才有可能在工艺专业的条件基础上创造出更合理的功能和更舒适的空间。

二、工业建筑领域美学与节能要素的应用

1.在建筑色彩选择上的应用

色彩与形态相互依存,相辅相成,缺一不可,因此形态是色彩的承载根基,色彩是形态的彰显形式,并且色彩能够传递形态所表达不出的感彩,而这些特性放在建筑领域也极为适用。即色彩能够增加建筑的实际感观,进而对建筑在造型上的不尽如人意之处加以弥补,而工业建筑的工业属性以及公用属性会对建筑的实际美学设计思路以及节能设计思路造成一定的阻碍,因此在这里就需要借助一定的色彩成分来冲淡这种厚重的而工业感,为工业建筑增添一系列的美学观感,从而增添建筑的视觉魅力、彰显企业的文化内涵。与此同时,颜色的设计成本与实现成本要远远小于建筑的整体设计成本与构造成本,即颜色的处理要比建筑的体型更改更为经济同时也更为容易实现,这在一定程度上符合建筑的节能要求以及我国可持续发展战略的要求,因此其应该为广大建筑界呼吁使用。与此同时,色彩还能够开拓设计师的创作思路,因为设计师们对色彩有一种天生的敏感,其能够通过色彩的利用将抽象文化在视觉上的展示效果加注于具体的建筑之中,通过色彩分明的工业建筑表达出一定的工业化企业内涵以及自身对此建筑最为真实的颜色体会,从而更为增添建筑的美学魅力。

2.绿化方面的应用

不同的工矿企业总会有不同程度的粉尘、有害气体、余热、振动和噪声等向外扩散,通过绿化来美化环境、净化空气、调节气候,这样将会显著地减弱这些公害的影响并使其得到有效的改善。通过绿化把工作、休息的空间变成“绿色的空间”,不但对社会环境的美化和生态平衡有益,而且对生产、工作也会有很大的促进。

3.在节能设计环节的应用

业主及设计者应提高节能意识。高度的节能意识是使建筑节能工作顺利开展并能收到良好效果的重要保证。在“能源危机”席卷世界的今天,能源消费正以惊人的速度增长。节约能源已成为当前的一项迫切任务。建筑节能一直是我国节能工作的重要组成部分,它涉及从规划设计到使用管理的许多方面,节能建筑投人少、产出多,因此,重视和研究建筑物的节能设计问题已成为建筑节能的当务之急。

三、结束语

综上所述,工艺建筑在设计环节更加需要美学的彰显以及节能的设计,因为其代表了一种独特的工业企业文化,而文化的彰显必须通过一定的美学元素作为承载物,同时工业企业以取得一定的经济效益作为自身的经营理念,而建筑的修建成本的节约也就会在一定程度上从其总成本的减少上得到反映,所以工业建筑的设计环节会更加需要美学与节能的设计元素,其有利于提升建筑的文化内涵,有利于给人们以美的享受,同时还有利于促进我国建筑事业的顺利发展与革新,因此,必须认真对待工业建筑设计的美学与节能要素在具体设计环节的诠释。

作者:李晶 单位:吉林省石油化工设计研究院

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一、前言

随着现代科学技术的发展,人民生活水平的不断提高,能源消耗也不断增加。因此,在现在社会中,建筑节能意识越来越受到大家的广泛关注,建筑节能的技术运用也越来越多。但是要做好建筑节能工作,进一步提高建筑节能的技术水平并且进行深入的研究是非常重要的事情。

二、电气节能的设计原则

1.适用性

适用性就是指在满足建筑施工的情况下,即为建筑施工提供足够的电荷、电量和动力,保证建筑施工的照明强度、色度和舒适工作环境以及畅通运输通道的情况下,优化供电配电设备,以促进电能的合理节约化运用。

2.节能性

节能性原则就是指将无需消耗电能的电给节省下来。在建筑施工中,有许多电能的消耗与促进建筑的顺利安全进行无关,是不必要的一种损耗。所以我们要对这些不必要的消耗采取措施以节约电能。不必要的电能消耗,如用久了的电气设备自身的电量消耗就高于新的电气设备、传输线的消耗,以及变压器的过多消耗。所以在不影响正常工作功能的情况下,能够经济合理的采取先进技术节省不必要的电能消耗是十分重要的。

3.节约性

节约性指的就是不能因为要达到节能的效果而过高的消耗投资,而是要以最低的投资得到最大的回报,要在选用节能设备上做到科学合理,要充分的考虑经济效益的取得。

三、建筑电气新技术的应用

为解决传统节能技术能源浪费大的问题,新一代建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制。另外,通过中控电脑则可监视和控制整个建筑的灯光、遮阳及空调设备,同时可以看到各区域、各房间的实际温度,并可设定各房间可调节温度的上下限;通过定时则可对定时上下班场所的灯光、空调、窗帘等进行定时控制。所有这些措施都可以达到节能的目的,有效地降低建筑电气的能耗。

民用建筑的节能潜力很大,建筑电气设计应充分考虑选择高效率的节能设备,应用先进的设计技术,按照节能标准进行设计,为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动空间。照明节能设计就是在保证不降低照明质量的要求下尽量减少照明回路中的能量损失,从而达到能量利用的最大化。如何达到照明节能效果,本文将从以下几个方面进行阐述。

四、电气照明节能设计的应用分析

1.照明设计的节能

照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下,力求减少照明系统中光能的损失,从而最大限度的利用光能。

(一)合理选择照明线路

照明线路的损耗约占输入电能的4%左右,影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220V,照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电。三相四线式供电比其它供电方式线路损耗小得多。因此,照明系统应尽可能采用三相四线制供电。

(二)合理选择控制开关和充分利用天然光

采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关,高级客房采用节电钥匙开关,公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关,走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。合理选择照明方式在满足标准度的条件下,为节约电力,应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。例如工厂高大的机械加工车间,只用一般照明的方式,用很多灯也很难达到精细视觉作业所要求的照度值,如果每个车床上安装一个局部照明光源,用电很少就可以达到很高的照度。

(三)合理选择照度值

选择照度是照明设计的重要问题。照度太低,会损害工作人员的视力,影响产品质量和生产效率。不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。设计照明可按国家颁布的照明设计标准来选择照度,必要的照明质量合理的照度值和优良的照明质量形成的光环境可以提高工作效果和改进人们的心情,要综合考虑照明系统的总效率。

2.变压器方面的节能设计

(一)变压器的损耗:a.负载损耗-与负载成平方比;b.空载损耗-与负载无关。

(二)变压器的效率:输出功率p2与输出功率p之比即为变压器的效率,变压器的高效率是由变压器的空载损耗p0、变压器的固有结构、短路损耗p决定的。

(三)工业厂区在制定前期电力方案时,要充分做到合理布局,使变电站深入厂区负荷中心,做到减少线路出线长度和电压波动,降低电能和线缆损耗。选择高效节能型变压器,实现变压器的经济运行。

(三)电动机节能设计

在建筑工程设计中,应该在考虑降低电动机电能损耗的情况下,选择更为节能的电动机,以达到提高电动机的工作效率。负荷连续的电动机,在轻载时刻采用打开风门和阀门的方法节约电能;断续负荷的电动机,对于轻负荷不能停止工作的额电动机,则要在额定功率下采用常用电源,在低速运行时采用逆变器变频装置调速。

3.照明光源上的节能

从照明节能方式选择光源,首选无需置疑肯定是天然光。天然光是取之不尽,用之不竭能源,充分利用天然光是最绿色环保节能的照明方式。随着人们对能源和环境保护的日益关注,工业建筑物中如何充分利用天然光源来节约照明用电已引起广泛重视。工业建筑物中露天的装置区及大面积的厂房,天然光都应当充分加以利用,设计中将采光和照明有机地结合起来。白天尽可能地利用天然光源,使建筑物内获得稳定的光照条件。同时,室内引入阳光,既能大大节约照明能耗,亦有助于提高室内温度,对于降低建筑能耗也具有重要的现实意义。如何在设计中尽可能的利用天然光,尽量考虑天然光与人工照明的充分结合,以达到节省照明电能的目的,有如下措施可采取:导光管法、采光搁板、反射高窗、棱镜窗等,此几种措施都可以充分利用各种导光和反光装置将天然光引入室内进行照明,这需要同建筑专业紧密配合,以达到建筑物照度要求,这是节约照明耗能的重要方式之一。如在大型化工仓库中,在棚顶设计中采用透光板,充分利用自然光。

(一)合理选择人造光源

工业建筑较民用建筑复杂,需注意环境温度、湿度、振动、污秽、尘埃、腐蚀、有爆炸和火灾危险介质等情况需综合考虑灯具及其光效、色温、显色指数、光源寿命和价格等因素。在设计中,根据工程的性质,使用的场所,人员的视觉要求等,选择不同的光源。如:高度较低的室内场所(如办公室、会议室等)应采用细管径直管形荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯等光源;高度较高的室内场所(如工业厂房等),应采用金属卤化物灯或高压钠灯。也可采用大功率细管径荧光灯;室外场所,应选用高压钠灯等使用时间较长的气体光源以及利用太阳能作为能源。选择的光源必须结合适合的灯具使用,在设计中,应注意选择控光效果好,效率高的节能灯具。保护罩,格栅等等都直接影响到照明的效率,会间接提高电能的损耗。此外,公共场所如厂区路灯等夜间照明采用的是白炽灯、水银灯,应改造成为紧凑型荧光灯,可节电50%左右。办公楼、操作间照明的老式灯具应改造成带电子镇流器和细管径灯管的节能型荧光灯,节电159/6以上,还具有消除频闪效应及噪声等优点。

(二)选择合理的照明方式

选择合理的照明方式,按照分区、分组、营业、非营业、白天、夜晚等采用一般照明、局部(或重点)照明、均匀对称布置、适宜的距高比等等。例如大型商场应采用一般照明和局部重点照明、地下车库宜采用车行道和车位分区分控照明、道路照明应采用半夜灯照明方式。此外,每个开关所控光源不宜太多,所控灯列与窗平行(即利用自然光),楼梯走道采用节能延时开关。在有条件的场所还应该采用智能照明控制系统。

4、照明控制

值得注意的是,在照明设计中,照明的控制方式对于照明节能同样起到了重要的作用。现有的照明控制方式很多,例如:单灯控制、多灯控制、双控开关控制、楼宇自控系统控制、智能控制(总线控制)、其他控镧方式(采用探测器控制)等。在这众多的控制方式中,如何在照明设计中做到切合实际,是每位设计人员应十分注意的问题。既要傲到方便,又要达到节能。

另外,建筑电气专业也在考虑采用一些新技术和新产品。在照明设计中,天然光和光纤照明的应用也给我们进行照明节能提供了有力的手段。有些建筑中,其顶部或侧面有大量的玻璃,白天大量的天然光线透过玻璃,使室内完全可以不用人工照明而获得充足的照度。对于透过玻璃的光线多少,可以通过采用自动控制幕帘进行控制,使室内光线达到视觉舒适的程度。对于一些室外光线投射不进来的地方,尤其是地下室,则可以采用光纤照明的方式。光纤照明不消耗能源,它是在室外设置阳光采集装置,将太阳光通过光纤,传至室内光纤照明端口。照明光源研究人员都在致力于发光二极管在照明的应用,发光二极管的最大特点是耗电量低、寿命长。从目前来看,影响其大量应用的关键是其发光效率还不够高。从目前的技术水平,发光二极管的发光效率和自炽灯相差无几。如果发光二极管能大面积得到推广应用,对于建筑中照明来说,将会节省大量的能源。

5.配电上的节能措施

尽量减少配线的长度。因此,我们在布置线路时要使线路尽量走直线、变压器要离负荷中心尽量的近、供电距离要能尽量减少、对于低压线路,能不走回头线就不走回头线,能少走就少走。导线要选择电导率较小的那种材料,加上对节约用铜的考虑,可采用新型的铜铝复合材料做电缆。

五、结语

随着我国经济的快速发展,新能源的开发及能源的节能问题变得越来越重要。目前,电气系统设计节能是建筑节能所倡导的。在建筑工程的电气节能工作中,对节能技术的应用有着非常重要的现实意义,对节约能源有着非常重要的作用。

参考文献

[1]高晋峰 论民用建筑工程照明设计中的节能[J]智能建筑电气技术2010

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1 前言

工业建筑是企业生产运作的基本设施,是作业人员从事生产活动的重要场所,因此工业建筑的设计需要综合考虑影响因素,比如空气的湿度、沿海的风向、日光的照射及腐蚀性物质等各方面的影响。绿色建筑设计可以为作业人员创造更加优越的生产环境,提升工业生产的效率,提高工业产品的质量。环保、节能的绿色设计理念,既是建筑理念不断更新和发展的需要,也是建筑行业可持续发展的必然选择。

建筑节能就是降低建筑使用能耗、提高能源利用效率、保护环境。建筑节能是一项系统工程,涉及到建筑设计、设备设计、运行管理等方面,本文从建筑设计的角度浅析工业建筑的一些节能措施。

2 工业建筑设计的基本要求

工业建筑绿色节能设计除了需要满足特定的生产工艺对建筑环境的要求之外,还要满足工作环境舒适度和工作人员精神愉悦的要求。现代工业建筑在绿色节能设计应在工艺、性能、结构、布置等方面都应达到国家的规定标准,都要符合工业建筑设计的基本要求。某工业厂区鸟瞰图如图1所示,总平面图如图2所示。

图1 工业厂区鸟瞰图图2 工业厂区总平面图

2.1生产工艺要求

工业建筑工艺要求主要包括:

(1)工艺流程。工艺流程会直接影响各工段、各部门平面的次序和相互关系。

(2)运输工具和运输方式。其与厂房平面、结构类型和经济效果密切相关。

(3)生产特点。工业建筑须依据其生产特点如散发大量余热和烟尘、排出大量酸、碱等腐蚀性物质或有毒、易燃、易爆气体等进行设计。

2.2结构合理选择

工业建筑设计时应根据生产工艺要求,结合相适应的建筑材料、施工条件、施工质量以及后期运行过程的影响等因素,选择适宜的结构体系。例如钢筋混凝土结构材料易得、施工方便、耐火耐蚀、既可以预制构件也可现场浇筑结构。而钢结构可用在大跨度、大空间或振动较大的生产车间,但钢结构在沿海地区对防火、防潮湿、防腐蚀措施要求很高,建筑师应根据实际情况选择合理的结构形式。

2.3生产环境的控制

工业建筑的生产环境是工业企业进行生产运营的重要条件,也是工业建筑设计首先需要满足的基本条件,设计人员应根据不同的地域条件、气象信息和环境条件进行方案选择,保证工业建筑满足生产环境的控制。

采光和照明。一般厂房多为自然采光,但采光均匀度较差。

通风条件。如采用自然通风,要了解厂房内部状况和当地气象条件,设计好排风通道。

2.4工业用房使用要求

工业厂房位置是否合理与地形、地貌、高程及周边环境有关,设计前需要对厂区的总体布局进行整体规划。根据使用要求,厂房一般来讲由生活用房和生产管理用房构成。生活用房主要包括存衣间、厕所、盥洗室、淋浴室、保健站、餐室等,要根据生产需要和卫生条件合理布置。车间行政管理用房和一些空间不大的生产辅助用房,可以和生活用房布置在一起,总平面布置的关键是合理地解决全厂各部分之间的分隔和联系。

3 传统工业设计的弊端

3.1整体把控

我国传统的设计院内部的运行机制是以工艺专业为主体,土建、水、电、风、气、总图等专业为从属的多工种配合进行的,各专业之间分工过细,形成明确的专业界限,不免遗留一些不为人关注的边缘和角落。

厂区的环境设计,各主体工艺专业分别专注自己专业范围内的车间工艺设计,由工艺专业进行总平面布置,由于受专业内涵的局限,一般是以如何组织好工艺生产流程和交通运输路线为己任,建筑师的设计任务只是各单体建筑物和构筑物的具体设计,从单体建筑布局、建筑结构选型、建筑构造做法、选材、色彩处理等方面予以统一协调,以至于无法达到整体与局部权衡。

3.2厂房设计

工业生产建筑物一般都要设置一批为主体生产服务的附属建筑,毗连在主体厂房的周围。尤其功能复杂的大型生产厂房因水、电、工艺等各专业的要求,以及办公、洗浴、卫生间等生活需要,往往须设置大量毗连的附属建筑,有时甚至把主体厂房围得严严实实、水泄不通,给主体厂房的防火、使用功能、建筑立面形象和空间效果,以及建筑结构构造处理等方面,造成诸多不良的后果。

从使用功能来看,严重影响了厂房的自然通风和侧面采光。尤其是热加工类厂房,由于毗连建筑减少了厂房自然通风的进风口,其后果是虽然在厂房屋顶设置了高大的通风天窗,却因无进风口或进风面积过小,而发挥不了作用。从而使厂房内部空气污浊、光线暗淡、闷热难当,严重恶化了厂房的内部环境质量。

从建筑结构处理方面来看,由于主体厂房和毗连建筑的结构类型、高度和荷载等差别很大,一般均需要设置变形缝,尤其在地震区必须设置防震缝,而且设缝端结构应封闭不能开口,因而给建筑处理和结构构造带来许多麻烦,另外导致防火要求提高,不仅要增加许多建设费用,而且还会留下一些难以弥补的缺欠。如图3所示。

从厂房建筑的立面形象和厂区的建筑效果来看,这些毗连建筑高低参差不齐、宽度变化无规律、型体极不协调;或者由于进度要求,主体厂房设计完成后,开始设计毗连建筑,因而造成建筑设计上缺乏统一规划安排和协调,厂房的立面和整体空间效果很差、杂乱无章、缺乏联系协调,毫无美感可言。

图3 某工业厂房与附属建筑示意

3.3厂房二次利用

原有工业建筑项目设计,仅限于常规的生产需求,多数只是为了向企业提供生产空间,没有对生产工艺作仔细研究,特别是企业对厂房二次利用没有改造的空间,造成资源浪费。

3.4污染问题

我国正在大力推进节能减排工作,这也要求建筑行业朝着“环保节能”方向发展,以促进整个工业产业链的优化改造。在工业化生产的背景下,原有工业建筑防污处理不够理想,设计很少考虑环境污染,如空气、噪音和水资源污染。

4 工业建筑绿色节能设计

鉴于传统工业建筑设计的缺陷和不足,随着时代的发展工业建筑设计应以“绿色环保”为宗旨,从环保、节能、除污、低耗等方面分析,设计出更加科学的建筑方案,建造出更加优越的工业建筑物。

4.1绿色节能设计理念

绿色建筑设计的核心思想是“保护环境,避免污染”,建筑师应根据工业建筑设计标准,结合前期勘测得到的数据信息,制定“环保型”建筑方案。工程设计人员可以从材料、结构、外观、环境条件等方面全面提升工业建筑的绿色效果,严格防范有害建筑的形成。

4.2节能设计

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一、国内外旧工业建筑改造背景及相关政策

20世纪70年代,在环境污染和燃料价格暴涨愈演愈烈的情况下,绿色节能技术的相关方法和理论逐渐开始得到欧美等西方发达国家的重视,他们甚至制定了相关的政策来促进节能技术的发展和应用。这些政策是经过多次实验计算推理出的,在满足使用的基础上,将建筑的能耗值降到最低。其中,“建筑研究所环境评估法”(BREEAM)是首个制定的关于建筑节能的评价体系。荷兰住房部制定了可持续建筑计划和“分级跨越”概念,将绿色建筑由一个概念变为建筑项目中的必须流程。我国关于旧工业建筑改造的研究较少,有需要理论和经验仍然需要借鉴国外研究成果。近几年,国内也涌现了不少示范性绿色、节能的改造优秀案例值得借鉴,如东北地区住宅的外保温节能改造、上海等城市办公楼绿色节能改造及上海城市未来馆的改造再利用等。

二、绿色节能技术的概念及应用范围

绿色节能技术是根据能量在建筑中的传递规律,考虑建筑整体规划节能设计、建筑单体节能设计及建筑设备节能设计所采取的技术措施,并优化组成适宜的建筑节能体系。在保护环境且不影响人体舒适度的前提下,可以最大限度地提高能源的利用率,保护环境和减少污染。在节约能源和资源的基础上,最大限度地满足人类的工作、生活、健康、娱乐等的需求。本文主要从建筑围护结构、空间、材料和能源技术这四个方面,对旧工业建筑进行了剖析,将绿色节能技术的相关策略具体应用到具体改造设计中。根据不同地区的气候环境,采用对应的节能技术,以达到绿色建筑的评价标准。建筑绿色节能技术与节能技术的区别在于,它不仅关注建筑的能源利用率,还对保护环境和减少污染等方面予以关注,这将是本文所关注的。(1)绿色节能改造首先应增强工业建筑的外维护结构保温隔热能力。其中,它的能耗占到建筑总体能耗的72%。因此,提高外维护结构的性能就显得尤为重要。(2)建筑空间改造是解决室内空间昏暗、通风问题的关键。由于旧工业建筑的形态、朝向及所处环境等因素无法改变,所以内部空气流动和自然采光的问题需要通过建筑空间的改造来解决。(3)可再生能源利用技术。包括太阳能、地热能、风能等,这些能源的利用是建筑节能绿色改造的组成部分。(4)建筑材料的选择与再利用。在旧工业建筑的改造中,在材料的节能方面:要考虑对拆掉可回收利用的建材进行循环使用;在考虑使用新材料施工时,选择可再生、回收利用率高的建材

三、绿色节能技术在旧工业建筑改造中的应用策略

1.围护结构节能技术:外墙的改造策略

外墙的改造是旧工业建筑改造中必不可少的环节,对墙体进行保温处理是最常见的方式。近几年,国外流行的节能新型墙体的改造也在我国被广泛采用,如特朗博墙体、双层幕墙等。在旧工业建筑改造中,外墙改造策略可以通过墙体内部或外部加建一层新材料的方式,改善建筑的热工性能。在戴克豪仓库的改造中,由于业主对资金的限制和旧工业建筑的保护情怀,使得赫尔佐格打破了传统的墙体保温改造形式,采用了一种透明的、可降解的塑料薄膜,将室内自下部窗框以上整个包裹起来,并且与原建筑表皮之间形成了空气保温层改变了建筑内部几何形式的大厅。新材料的注入,使室内空间产生了全新的张力。在原建筑墙体外加建玻璃墙体,中间留有空气间层,形成了被动式阳光间设计模式,减少了原建筑外墙的对流和辐射造成的热损失。另外,原墙体的蓄热层吸收的太阳辐射热可以通过介质向室内传递。目前,这个做法在旧建筑改造中应用较为广泛。如在天友绿色设计中心改造项目中,建筑南立面首层运用了特朗伯墙技术,即墙体为黑色重质蓄热墙,前面附加玻璃表面。利用墙体和玻璃开启的方式和位置,形成了满足季节变化的被动式节能要求。

2.建筑空间改造:中庭空间植入

在旧工业建筑改造中,由于工业建筑存在进深大的特点,使得室内环境昏暗、通风性差。通过中庭的植入的方式,结合热压及机械送风的方式,改善了建筑内部的光环境与风环境,提升了室内品质。由于旧工业建筑进深较大,简单的护结构窗体更新替换并不能满足现有功能对于光线的基本需求。在这种情况下,可以在建筑内部加设一个或多个中庭空间,以扩大建筑室内的采光范围。从绿色节能的角度上来说,自然采光、自然通风、自然景观等设计要结合中庭空间设计,共同完成。如南海意库3号办公楼的改造中,四个中庭并列组合在一起形成集中式中庭,将自然采光、自然通风和休憩空间结合在一起,为人员提供了惬意的室内环境。

3.可再生能源利用技术:太阳能的利用

太阳能作为最常见的可再生能源,充分开发利用太阳能不仅可以有效缓解人类的自然资源,还可以有效地解决因过度使用常规能源所带来的生态环境污染的问题。欧美国家率先将这项技术应用于建筑改造中,并初见成效。据统计,年日照数大于2000h的地区占到我国总面积的2/3,辐射总量在3340~8360MJ/m2,总量等值于燃烧110~280kg标准煤,这样丰富的储量也为我国太阳能的利用创造了有利条件。目前,阳光间及太阳能构件一体化成为了旧工业建筑改造设计发展的新趋势。如今,太阳能构件与建筑一体化设计成为了建筑屋顶及立面改造的常用手法。太阳能构件在提供能源的同时,也成为了建筑外立面独特的装饰元素。其中,太阳能光伏板与建筑结合的方式,有屋顶集成、立面集成、遮阳构件和阳台外挂构件四种形式。

4.建筑材料的选择与再利用

(1)既有材料的再利用在旧建筑改造中,对被拆除的建筑原构件或废弃物进行喷漆或打磨精心处理,将其巧妙地布置在新办公建筑里。既维系了工业文脉的延续性,又避免了资源的浪费,是一种成本极低的材料在利用方式。如上海花园坊节能环保产业园改造中,对一些平时无用的废品进行艺术化处理再利用。既节省了材料,又延续了工业文脉。(2)新材料的选择建筑的改造只通过旧材料的循环利用是远远不够的,也需要新材料的合理选择运用。首先,要多使用本地材料。使用远途的建筑材料在运输的过程中会造成环境污染和能源消耗;其次,采用无毒无污染的材料。如室内材料可以选择硅藻泥这样具有消除甲醛、净化空气的材料;护结构的窗户可选择能耗低的PVC塑钢窗。最后,材料经济性选择。材料经济性选择并不是要选择便宜廉价的材料,在设计时要考虑到全程的费用,如有些材料不止需要一次的维护和更换。购买时选择较高价的材料,可以避免将来不必要的花费。

四、结语

中国的城市建设正逐渐从量的跃进转向关注环境品质的质的追求。旧工业建筑的节能改造彻底改变了原建筑的能耗情况,能够有效缓解环境及能源危机。因此,将绿色节能技术应用于旧工业建筑改造的改造中具有重要和长远的意义。

作者:田丹 索健 聂华 单位:大连理工大学建筑与艺术学院

参考文献:

[2]庄简狄.旧工业建筑再利用若干问题研究[D].北京:清华大学,2005.

[3]陈亚宁.旧工业建筑的生态再利用策略研究[D].长沙:湖南大学,2010.

[4]吴良墉.建筑学的未来[J].中国青年科技,1999(56).

[5]董卫.可持续发展的城市与建筑设计(第一版)[M].南京:东南大学出版社,1999.

[6]ThinkArchit工作室.重生的建筑:翻新改建建筑案例解析[M].武汉:华中科技大学出版社,2013.

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城市管网供水压力一般在20―30m,故在工业建筑给排水设计中应充分利用室外管网压力,即低层可由室外管网直接供给,高层则通过自行加压供给。城市自来水管网供水范围较大,且工业建筑较多,市政给排水设计从技术经济及供水安全性方面考虑,城市管网系统供水压力一般为20m左右,正常情况下可直供到2层用户用水。因此在设计时一般按甲方及市政主管部门的要求,地下室用水由市政管网直供,其他用水均需楼内自行加压供给,这显然没有充分利用市政水压,从节能的角度来讲是对能量的一种浪费。针对这一问题,设计部门应与市政主管部门充分沟通,准确掌握建筑周边的市政资料,在满足用户用水量、水压安全性的基础上,在市政水压直供范围内尽量直供。

2.工业建筑给排水设计中的节水措施

2.1确定建筑合理的用水量定额

严格执行《建筑给水排水设计规范》中的生活用水量定额标准,并非用水量越高越好。合理设计建筑给水系统,可通过下列方法实现:充分利用市政管网的压力,直接供水。合理进行竖向分区,平衡用水点的水压;采用并联给水泵分区,尽量减少减压阀的设置;推荐减压作为节能节水的措施,减小用水点的出水压力;合理设置生活水池的位置,尽量减小设置深度,以减少水泵的提升高度;优先考虑水池一水泵一水箱的供水方式。推广采用节水的卫生器具。合理采纳变频调速泵组供水。当采用变频泵供水时,应优先采用变频变压变流量的给水方式,其节能效果要优于变频恒压变流量的给水方式。当采用变频恒压变流量时,工作压力的设定应接近水泵工频运行时高效段扬程的下限;工作水泵应选用2台或2台以上,不同级配工作泵的流量宜以1/2的流量梯变,宜采用大小水泵搭配的形式,并设气压罐小流量给水。当市政条件允许时,宜采用叠压供水设备。具备条件的,可选择可再生能源(风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源)用于建筑物的热水供应。

2.2雨水的利用

雨水的利用是将雨水收集起来,经过一定的设施和药剂处理后,得到符合某种水质指标的水,再利用过程处理后的雨水作为一种可以利用的水资源,可以用于厕所冲洗、景观用水以及其他适应中水水质标准的用水,减少用水量,减轻污水处理费用。现今我国的大多数工业建筑都将屋顶的雨水直接排入市政雨水管道,这不仅增加了市政雨水管道的承受能力,加大了管径、增加了造价,同时也是一种对水资源的浪费。雨水的收集方法一般是采用排水管把建筑物屋顶的雨水引入雨水沉淀池,经沉积的雨水流入蓄水池,由水泵送至杂用水蓄水池,经加氯消毒后送至中水管道系统。

2.3开发第二水资源

建筑中水系统是典型的资源的可持续利用装置,是介于建筑物内给水和排水之间的水处理和供给系统,将工业建筑物内的污水、废水加以收集、处理,实现生活污水、废水的重复利用,既节省水资源,又保护环境,具有明显的经济效益和社会效益。生活用水中有许多水量消耗均不与人体直接接触,如:冲洗厕所、冲洗汽车、景观绿化、喷洒道路等。在建筑、宿舍中,排放大量的沐浴及盥洗水,应考虑将其经适当处理后供这些生活杂用。工业建筑内部工作人员多,排放的生活污水多,因此可考虑采用中水处理系统,以满足冲洗厕所、绿化灌溉及补充部分冷却循环水的水量要求,可节约用水量。因此,从节水节能的长远利益来考虑,排水系统采用优质生活废水和粪便污水分流体制,将优质生活废水如洗脸水、工业用水等进行收集、处理,水质达到中等水质标准后,然后送入中水系统。生活污水尽量处理回用。污水回用带来多种外部效益:①减少了污水排放,降低了水资源的污染程度而带来了环境效益;②污水回用减轻了工业建筑的用水经济负担,给企业带来经济效益;③污水回用大大降低了水资源的浪费,彻底符合节约用水思想,从而带来了巨大的社会效益。从成本费用角度来看,用污水回用代替自来水,其成本大大降低。尽管初期投资增加,但是从长远角度来看,其成本费用还是低于直接使用自来水的成本费用。在水资源越发缺乏的情况下,开发中水势在必行,是今后节约用水发展的必然方向。

3.工业建筑中热水系统的循环设计

3.1热水循环

集中供热的热水供应系统应采用循环系统是设计人员的共识,现在设计的热水系统基本上做到了立管循环,在设计时需要注意以下几点:

3.1.1循环系统应尽量设计成同程式,避免采用异程式,以防止出现循环水流短路,造成远冷近热,引起无效冷水量。

3.1.2冷热水起点压相同,但热水经换热器有水头损失,且相同流速下,热水管水头损失较冷水管大,在进行冷热水管计算时,适当放大热水管管径,减小热水管道水头损失,尽量保证冷热水供水系统在配水点处有相同的水压,减小用水时调节阀门的时间,以减少能耗。

3.1.3对于集中供热的建筑,当部分用水点较分散且远离供水设备时,这部分用水点宜采用局部加热设备,以减小供水管道的长度,减少热损失。

3.1.4对于设置分区给水系统的高层建筑,除在分区上冷热水压一致外,在同一个分区内热水出水点压力应适当控制,宜控制在25m以下,超过30m时宜设置支管减压阀,避免热水的超压出流,节约热量。

3.2太阳能在工业建筑给排水系统中的应用