智能工業對實現綠色工業建筑的影響

李夢遠

（浙江浙能蘭溪發電有限責任公司）

1 引言

我國的工業增加值在國民經濟中的比重逐年升高，伴隨而來的工業建筑的數量也在不斷的增長。我國正處于工業化階段，各企業間的技術水平和生產工藝相差較大，高污染的企業將會在一定時間內存在，這也使得我國更需要發展綠色工業建筑。

2 綠色工業建筑

2.1 發展綠色工業建筑的背景

目前，建筑能耗、工業能耗和交通運輸能耗是我國能源消耗的三大部分。隨著我國城鎮化的快速發展，使我國新建建筑總面積高于所有發達國家的新建建筑面積總和，建筑能耗也呈現逐年上升的趨勢。研究表明，如果按照我國當前的建筑工程發展速度，到2050年我國的建筑能耗將達到現在的3倍以上。由此可見，我國需要加大建筑節能的力度。

工業建筑能耗和民用建筑能耗是建筑能耗的兩大重要組成部分。我國每年建筑的總投資額中工業建筑與民用建筑之比為53:47，由此可見，工業建筑所占投資額超過了50%。但長期以來，由于缺乏具有約束力的法律法規，使人們在建造的時候忽視了工業建筑的能耗問題。研究表明，工業能耗占了我國每年能源消費近70%，而工業建筑能耗占到工業能耗的15%以上。由此可見，減少工業建筑能耗刻不容緩[1]。

2.2 工業建筑能耗的特點

工業建筑能耗的特點有四個。

①工業建筑服務的對象主體是工人和機器，廠房的設計依據主要是滿足工藝生產流程，因此工業建筑的布局會受到生產工藝條件的限制。

②生產線所需要的設備繁多，而設備的運輸離不開運輸和起重工具，因此在工業建筑中，圍護結構所包圍起來的空間比較大。

③工業建筑的污染物太多，對于民用建筑來說，室內污染物主要來源于室內建筑材料釋放出的甲醛等有機物質，而工業建筑由于生產流程的復雜，排放的廢水、廢氣、廢渣量較大，如果控制不當，這些污染物就會對人和環境造成極大傷害。

④工業建筑內設備的散熱量大，污染物多，導致工業建筑對室內通風量和換氣次數的要求比較嚴格，因此采暖空調等的能耗量很大。

2.3 綠色工業建筑的發展要點

經過學者們的研究和設計師們的不斷實踐，在參考了綠色民用建筑的設計要點后，總結出了綠色工業建筑的發展要點。在規劃階段，應該本著優化設計，節約耕地的原則，組織好用地的交通流線，使設計能夠方便工業建筑高效節能的運轉?，F階段由于我國經濟結構的發展，工業模式將從傳統型過渡到集約型，因此圍護結構的發展會影響建筑熱負荷。除了圍護結構外，由于工業建筑的大體量使得通風等也成為了工業建筑節能的關鍵一環。通常情況下，自然通風是工業建筑節能的首要選擇，在自然通風無法滿足設備運轉的條件下，工業建筑也會選擇使用節能型設備。最后，污染物的排放也是在設計工業建筑的時候需要考慮的問題[2]。

3 綠色工業建筑的設計思路

3.1 建筑能源的高效利用

建筑師在設計建筑時，需要將節能的思路貫穿始終。在進行建筑的平面立面設計的時候，需要考慮門窗的位置、大小，在滿足建筑造型的同時也需要考慮生產工業和建筑能耗。此外對于大型的工業廠房而言，跨度和進深比較大，因此會帶來一系列的采光和通風的問題。解決的辦法是：可采取側窗采光加屋面平天窗采光或單獨采用屋面平天窗來增加天然光；其次在解決通風的問題上，可以用高側窗和屋頂通風器配合側墻上的百葉窗。

3.2 工業建筑的水資源利用

在生產工藝中，有許多工藝中需要以水作為冷卻劑來進行降溫，因此合理使用冷卻水往往是工業節水的重要組成部分。現在我國普遍使用的主要有以下三個方法：改直接冷卻為間接冷卻；采用非水冷卻；利用人工冷卻或者海水冷卻。在設備材料的選用中，應該選擇節能節水型優質閥門管材等。最后，提高水資源的循環利用也是工業建筑需要考慮的，尤其是對雨水的循環利用。工業園區一般會匯集大量雨水，在不同用水指標約束下，可將雨水按照標準處理為綠化用水、廁所用水等。

3.3 控制工業建筑污染物的排出

從產生污染的原材料處入手，在選擇原材料的時候應該選擇無毒材料，減少廢棄物的數量，并且在產品生產過程中也應該減少提煉產生的不利影響，對于廢氣廢水應該或經過達標處理或處理后回收利用。

4 智能工業在綠色工業建筑中的應用

智能工業設計是在人工智能的支持下展開的設計。人工智能包括語音識別技術、圖像處理功能和機器人。在建筑領域，綠色工業建筑和人工智能的關系是相輔相成的，智能化的科技手段為綠色工業建筑提供了強有力的技術支撐：

4.1 建筑設備自動監控系統

工業建筑中的建筑設備自動監控系統除了給排水系統、空調、電力、照明等設備監控系統，還包括各種工業用水系統、潔凈區風機高效過濾器系統、各種氣體系統、工藝冷卻水系統等。盡管各個廠家的產品不同，但是基本都是由PLC、DDC、網絡控制器、工業控制機、各種模塊及設備構成[3]。

4.2 有害物質檢測控制系統

化工等工業建筑需要一些有毒氣體和腐蝕性較強的液體。這些氣體或者液體在儲存或者輸送過程中可能會發生泄漏等情況，因此有必要使用有害物質檢測控制系統對氣體或者液體等進行監測。有害物質檢測控制系統是保證工業安全生產的重要保障系統，它可以與探測器、傳感器、模塊、開關等相連，并通過不同的傳輸信號選擇相應的電纜。在發生泄露事故以后，本套系統會啟動泄露聲光警報裝置，聯動閥門、泵、風機，并打印相關記錄。

4.3 無線射頻自動識別技術

無線射頻自動識別技術是通過射頻技術在無接觸的狀態下對目標對象進行相關信息的獲取，無線射頻自動識別技術可以識別高速移動的物體，此技術常用于檢測和跟蹤物體。這項技術在建筑領域中主要用于危險品管理、車輛管理、倉庫管理等。

4.4 信息集成管理系統

綠色工業建筑的智能化管理是信息技術一體化的集中管理，可實現設備管理，節能監視，聯動管理等目的，實現監視控制和管理一體化。信息集成管理系統是將各系統統一融合，最后達到綜合管理的效果。

5 智能工業對發展綠色工業建筑的利與弊

5.1 降低工業建筑的能耗

在降低能耗，節能減排上，智能化對工業建筑從整體到細部都有著積極的作用。例如，有研究表明，在設計工業建筑的辦公用房時，使用自動照明感應系統的工廠可減少排放5%的污染物。自動照明感應系統可以通過對室內光環境的采集調節室內工作環境，結合光線引導技術可以提高自然光的利用率，從而降低能耗。它可以通過對人體溫度的感應來開啟公共區域的照明，也可以根據會議場景來調節室內燈光的明暗[4]。

5.2 提高工業建筑的運轉效率

在傳統的工業建筑中，廠房通風采光差都會影響到工藝流程的運轉，工業建筑承擔著工業的盈利任務，建筑的智能化能夠使工業建筑運轉起來更加高效。例如，鄭州高科技創業產業園區，廠房采用了天然氣輻射供暖系統，并在系統內安裝了可編程的溫度控制器。該系統可以直接照射采暖對象，使熱波直接到達地面、墻面、人體等。并且該廠使用了能源智能采集監測系統，該系統可智能采集能源和水資源等的利用情況。

5.3 加快對城市文化的融入

建筑規劃設計是通過對人類活動的總結歸納對空間的再創造，舊有的城市空間是對地方文化的傳承，交通運輸業的發展和城鎮化的興起擴大了城市的范圍?，F在智能工業的出現打破了原有的物質文化，改變了人們的消費形式和生活方式。例如近幾年興起的物流行業，改變了人們傳統的消費模式。隨著智能化的發展，智能物流、智能倉儲等概念也被普遍提及。智能倉儲是通過互聯網技術、自動分揀技術等技術手段對物品的進出庫、包裝、配送等信息進行分類。智能倉儲作為智能工業的一部分，影響著綠色工業建筑的區域和功能劃分，進而影響著城市的運轉效率。

5.4 經濟性能不穩定

建筑智能化的展開主要依附于承建智能化工程來實現，因此這項工程依附于建筑工程。我國智能化建筑工程投資比例為：建筑土建工程、裝修裝飾工程、機電安裝工程分別為40%，30%和25%左右，建筑智能化占總投資的5%左右。由于智能建筑的不成熟，往往投資預算與最終建成后的竣工決算相差很多，我國智能化工程建成的質量參差不齊，中小型企業對于智能化的管理效率低下，無法實現規范化管理。這些問題都使智能化工業建筑的經濟性受到了挑戰。

6 結語

智能工業依靠先進的技術手段，擁有著節能減排高效的顯著優點，在未來隨著信息化的進步，將會對綠色工業建筑的發展產生更加深遠的影響。面對智能工業對綠色工業建筑的不確定性，尤其是經濟實用性，我國也采取了相關措施，如對項目各環節的問題進行動態追蹤以及細化項目預算等。隨著智能工業的不斷發展，我國綠色工業建筑的潛能將會不斷的顯現。