李文秀
(山東魯機工程設計咨詢有限公司,濟南 250031)
在建筑設計領域,工業建筑與公共建筑有著相似之處,同時工業建筑也有基于自身的特色。在進行工業建筑設計的過程中,首要考慮的設計目標是滿足工業生產的需要,為工作人員營造良好的工作環境。由于社會生產涉及的工業種類較多,因此不同的工業建筑設計上的差異較大,這對工業建筑的設計提出了更高的要求。早期經濟發展和工業生產過程主要以滿足工業生產為目標,未能體現出綠色環保可持續發展的理念,嚴重制約了行業的發展,也不利于環境保護。近年來,綠色環保可持續發展理念深入人心。在建筑設計領域,綠色建筑設計理念被廣泛應用于建筑設計,且工業建筑設計也開始重視綠色建筑設計理念的應用。因此,在工業建筑設計中體現綠色建筑設計理念具有十分重要的現實意義。
早在20世紀60年代,美國的建筑師保羅·索勒瑞提出了生態建筑的新理念。1969年,美國建筑師伊安·麥克哈格出版了《設計結合自然》,標志著生態建筑學的正式誕生。自1992年巴西里約熱內盧聯合國環境與發展大會以來,我國政府頒布了相關的綱要、道德和法規大力推動綠色建筑的發展。經過多年的發展,我國的綠色建筑設計在設計理念和建筑建設等各個方面取得了巨大成果。
綠色建筑是在建筑物的生命周期內,以節約資源保護環境和減少污染為主要目的,為處于建筑物中的人提供健康、舒適高效的建筑空間,最大限度地體現人與自然和諧共生的高質量建筑物。綠色建筑物之所以“綠色”,主要體現在綠色建筑的室內環境和室外環境兩個方面。
1.1.1 綠色建筑室內環境
一是綠色建筑室內有著適宜的溫度。傳統的建筑設計中,為了更好地解決室內的溫度問題,通常會采用空調系統。但是,大量使用空調更容易引發“空調病”等問題,且對能源消耗巨大,增加了氟利昂對臭氧層的破壞。綠色建筑在設計過程中善于運用自然能源,解決室內的溫度問題。設計過程中不僅要利用冬夏空調進行溫度調控,也需結合當地的氣候環境,借助相應的設計實現室內溫度的調控。
二是綠色建筑室內的日光、聲更加舒適。在室內建筑中,良好的光照條件和聲音條件影響著人的身心健康。在綠色建筑設計中,強調通過建筑設計解決日光照明問題,營造良好的光環境。另外,綠色建筑要求聲音環境不損傷人的聽力且減少噪聲源,使工作在其中的人更加舒適。
三是綠色建筑的空氣質量更好。空氣質量反映了人們對環境的要求。在綠色建筑設計中,根據不同環境適當調節新風量,使得綠色建筑室內的空氣清新,可更好地滿足人們對綠色建筑的需求。
1.1.2 室外環境
一是綠色建筑深刻踐行了綠色環境的地域主義。在設計與建設的過程中,綠色建筑考慮與當地的環境特征、經濟條件文化傳統等多種觀念的協調配合,使綠色建筑與周圍的外部環境形成統一的整體。綠色建筑不能脫離生物環境地域性而獨立存在,深刻體現了建筑、人、自然三者之間的協調與統一[1]。
二是綠色建筑更加講究自然通風。在設計和建設的過程中,綠色建筑考慮建筑物的朝向、建筑物之間的布局和間距,充分利用自然風能為建筑物提供足夠的新風量,從而營造良好的室內外環境,滿足人們對清新空氣的需求。
18世紀開始了工業革命,極大地推動了人類社會的歷史進程。在18世紀后期,英國出現了專門用于生產活動和存儲的工業建筑。我國在20世紀50年代也開始大量建造各種類型的工業建筑,為社會主義的現代化發展奠定了堅實的基礎。
工業建筑是滿足人們從事各種生產活動和存儲的建筑物。從分類上來說,工業建筑主要包括工業廠房,有通用的工業建筑廠房和滿足各種特殊需要的工業廠房。
從工業建筑的特點來看,工業建筑的設計首先要滿足生產工藝的需要。其次,工業建筑內部面積和空間較大,建筑類的結構和構造相對復雜且技術要求較高。再次,工業建筑的設計與生產相結合,不同生產工藝的建筑特征不同。最后,工業建筑采光、通風、排水等各個構造的設計均較為復雜。
工業建筑在設計的過程中有著基于生產供應需要的設計原則,主要體現在生產工藝、結構選擇、生產環境、布局選擇、平面布置和防腐設計等方面。在這些設計原則中,結合生產工藝的特點進行工業建筑的設計,才能更好地滿足工業生產的需要。同時,根據生產工藝和材料以及施工條件,通常會選擇適宜結構和體系使之更具有適應性。
傳統的工業建筑設計中,留給人們的印象多是高能耗、高污染的建筑廠房。但是,從建筑建設與設計角度來看,無論是民用建筑還是工業建筑,在能源消耗和人均資源配置方面所差無幾。這主要是由于工業建筑在設計過程中只考慮滿足工業生產的要求,不會迎合消費者的消費體驗。因此,工業建筑在設計過程中無論是從建筑材料還是綠色能源的利用方面都沒有引起的足夠重視。在社會經濟發展的早期,為了推動工業生產的發展,以污染環境和消耗資源為代價進行工業生產,造成了巨大的能源消耗和環境污染問題。
進入新時期,社會經濟正在經歷轉型發展,產業結構不斷調整。在這樣的新經濟環境下,綠色環保可持續發展理念深入人心,越來越受到人們的重視。在建筑領域,綠色建筑設計理念被廣泛應用于各種用途的建筑設計,推動了建筑行業和工業領域的可持續發展。隨著我國社會經濟的不斷進步,工業建筑設計中越來越重視綠色建筑設計理念。利用綠色建筑設計理念可進一步降低能源消耗,促進工業發展,同時實現行業和領域的可持續發展。
綠色建筑設計理念將節能降耗作為設計的出發點和落腳點。這樣的設計領域不僅體現了綠色環保理念,更與工業生產的目標相適應。因此,工業建筑設計理念中體現綠色建筑的設計理念,是推動社會可持續發展的必由之路。
3.1.1 工業建筑設計中引入綠色建筑理論
工業建筑設計中引入綠色建筑設計理論,才能更好地體現工業生產的綠色環保,推動工業建筑設計可持續發展。因此,在進行工業建筑設計的過程中,需利用綠色建筑設計理念對工業建筑設計的要求和工業所處的自然環境進行考察,使三者之間有機結合。實踐過程中,積極打破傳統的布局模式和資源分配,優化空間結構,打破傳統布局,才能使綠色建筑設計理念在應用過程中推動工業建筑與周圍環境的整體統一。
3.1.2 構建更開放的空間形象和更集中的建筑布局
我國工業建筑在設計過程中主要是線性的空間布局,而在工業園區結構上主要采用以開放性和動態性的空間設計思想[2]。因此,工業建筑設計體現綠色建筑設計的過程中,要高效利用可用空間,并在此基礎上針對工業生產中產生的各種污染物進行集中處理,采用相對緊湊的布局方式,更好地促進工業整體環境的高效構建。
3.1.3 營造和諧的住區內外環境
進行工業建筑設計的過程中,要堅持綠色建筑的設計理念。應當綜合運用多種手段,實現工業建筑設計的科學性。在協調住區內外環境時,堅持遠近結合、統籌規劃等原則,進一步促進工業建筑的可持續發展,營造良好的環境。
3.1.4 提高工業建筑房屋的可變性和適用性
工業建筑設計的過程中,要深入考慮節能和智能化的設計方案,充分運用可再生能源[3]。當前,自動化和智能化技術迅速發展。在進行工業建筑設計的過程中,通過電子通信和自動化技術能夠推動工業的自動化生產,降低各項能源的消耗,實現高效能和低污染的工業生產。
3.2.1 重視環境的整體性和生態環境的最優化
7月24日,陜西省食藥監局出臺的《陜西省肉制品小作坊生產管理辦法》正式實施,是我國第一部專門針對肉制品小作坊的管理辦法。該《辦法》 明確了肉制品小作坊鹵制、涼置、內包等關鍵工序應在獨立區域進行,入口應配備清洗消毒設施。不在生產加工點現場銷售的肉制品應包裝后銷售,為避免可能受到二次污染,應采用簡易真空包裝。配送、銷售肉制品時,要采用具有保溫功能的周轉箱和冷藏、防塵、防蚊蟲功能的銷售柜。《辦法》同時強調,肉制品小作坊不得采購、使用注水、注膠、病死、來源不明、死因不明的畜、禽、獸肉類。不得使用非食用鹽、工業亞硝酸鹽、工業松香、工業石蠟等非食品原料或其他可能危害人體健康的物質生產肉制品。
在進行工業建筑設計的過程中,要深入考慮工業建筑與周圍環境的整體性,將設計成果融入到環境中進行實踐。同時,工業建筑的設計應當維護自然環境,體現人與自然和諧相處的設計思想,避免對環境的破壞,體現出美學效果。
3.2.2 遵循高效節能的發展性原則
綠色建筑設計理念的最突出特點是在建筑施工過程中最大程度地節約能源[4]。因此,在工業建筑設計的過程中,要想更好地體現綠色建筑設計理念,應當最大程度地利用自然資源,利用太陽能、風能等各種清潔能源,通過一系列建筑設計綜合設計自然光照和新風設計,以此降低對電能和空調等高耗能產品的利用。
3.2.3 遵循健康舒適的設計原則
綠色建筑的核心價值觀念在于對人的關懷,體現出以人為本的核心理念[5]。因此,工業建筑設計中體現綠色建筑設計理念,要保證工業建筑的舒適性,為勞動者提供良好的工作環境,實現人與環境的和諧互動,使勞動者在生產過程中享受健康的環境,保證勞動者的心情愉悅。另外,需要通過設計自然光照和自然通風,為身處其中的勞動者提供舒適的溫度和光照。
3.3.1 工業建筑的規劃與設計方面
工業建筑的規劃與設計要先考慮合理的布局規劃,制定設計方案的過程中要明確軸線,根據劃定的軸線進行組合分布,有效避免構筑封閉的空間格局和分散的建筑布局。在設計過程中要形成條狀帶的綠化和路邊景觀,以體現出開放和動態的布局體系,進一步實現資源的優化配置,降低對各項資源的負擔,體現節能環保的理念。
3.3.2 合理規劃建筑朝向和建筑空間布局
進行工業建筑設計時,為了更好地體現綠色建筑的設計理念,要充分運用當地的光照和自然風能,提供舒適的工作環境。對于單體工業建筑來說,在遵循日照間距的前提上,適當擴大建筑物之間的間距,以加強建筑物與建筑物之間的通風,從而實現建筑與大氣之間的熱交換[6]。這樣能夠降低建筑物的溫度,解決利用空調降溫帶來的能源消耗問題。
3.3.3 工業建筑外墻節能設計
在工業建筑中,工業建筑的外墻能源消耗會占到總消耗的一半以上。因此,進行工業建筑設計的過程中體現綠色建筑的設計理念,應當對建筑物外形材料、工業建筑結構進行優化,達到節能的目的。在實際設計中,針對建筑物的外墻可以利用復合整體設計滿足節能需求。例如,可以在工業建筑已有的空心磚墻體外層加裝一層或多層的保溫材料,最大程度改變墻體的導熱性能,進一步提高工業建筑的保溫能力。
3.3.4 工業建筑的空間彈性設計
工業建筑的室內空間要采取彈性設計的理念,提高工業建筑室內空間的舒適性。在設計過程中,考慮工業建筑辦公區和車間各自不同的功能特點分別進行設計。對于生產車間來說,在進行設計時一方面要考慮工業生產需要,另一方面考慮生產車間的樓板承重,確保生產車間的建筑物強度。在此基礎上,要預留足夠的空間,以此聯通各車間,也可以將之作為物流通道。通過這種可變性的設計,滿足工業生產的需要。
在辦公區設計中,考慮到日常辦公的特點,要保證辦公區設計“可大可小”,滿足辦公區人員數量之間的變化[7]。同時,要考慮辦公區對水、電、通信等各個方面的需要,在設計過程中留有余地,以便根據辦公的實際需要進行相應的針對性設計。
3.3.5 建筑物的節能設計
在工業建筑設計中體現綠色建筑設計理念,要盡量避免不可再生能源的應用,避免不可再生能源應用中產生的嚴重污染問題。因此,在進行節能設計過程中,要考慮新能源和清潔能源的應用。在建筑材料的應用上,使用再生材料或者可降解的材料,最大程度地控制污染。
3.3.6 建筑物的智能化設計
隨著計算機科學技術以及互聯網和信息技術的不斷進步,建筑物在設計過程中越來越體現出智能化的特點。因此,在工業建筑設計中,體現綠色建筑設計理念要考慮到可持續發展,考慮以人為本的設計思想。在實際設計中,依托互聯網技術實現物聯網技術的深度應用,根據工業建筑室內環境變化,對各項控制指標進行自動化調節,確保能源利用高效率,降低能源消耗,同時為工作人員帶來更大的便利[8]。
工業建筑設計過程中的綠色設計的應用,要從多方面加強重視,保障綠色理念的科學應用。
3.4.1 基于環境保護進行工業建筑設計
綠色建筑設計具有一定的復雜性和風險性。在工業建筑設計中,為了更好地體現綠色建筑的設計理念,應當考慮環保可持續發展。因此,在工業建筑設計實踐中,要深入考察不同工業生產類型對工業建筑的需求[9]。針對高耗能的工業,在設計過程中要考慮節能減排。針對高污染工業,在進行工業建筑設計過程中要做好廢棄物排放處理,如針對需要排放廢水的工業生產。在進行工業建筑設計的過程中,為了更好地體現綠色建筑的設計理念,需要在工業建筑設計的過程中對廢水進行集中排放處理。因此,需要在設計過程中預留足夠的空間用于污水處理,進一步體現綠色建筑的設計理念。
3.4.2 培養復合型工業建筑設計的人才
在工業建筑設計的過程中,只有高素質的設計人才才能更好地將綠色建筑設計理念應用于工業建筑設計。因此,建筑設計人才要加強自我學習,不斷學習新的綠色設計理念,增強自身的環境知識和工程技術知識。建筑設計人才應當提高人才準入門檻,要求建筑設計人才具備相應的資質和設計理念[10]。同時,要求建筑設計人才具備較強的綜合能力和素質,才能在工業建筑設計中具備靈活的頭腦和清晰的設計思路,以創造性的設計思想體現綠色建筑的設計理念。
3.4.3 加強工業建筑設計中綠色建筑設計理念的探索
在進行工業建筑設計過程中,為了更好地體現綠色建筑設計理念,應當加強設計實踐。具體來說,進行工業建筑設計時,根據工業建筑不同的生產工藝需要,合理布置工業建筑的各個功能區,如一些工業生產中需要堆放大量的原材料。設計過程中,應當預留足夠的大空間用于堆放原材料。同時,要積極應用現代化的設計理念優化設計方案。例如,在設計過程中,可以采用BIM建筑技術實現對工業建筑的模型化、可視化探究,發現工業建筑設計中存在的不合理,通過優化更好地體現綠色建筑的設計理念。
在綠色環保可持續發展理念不斷深入人心的當下,工業建筑設計過程中應當深刻踐行綠色建筑設計理念,保護環境,降低對能源的消耗,為工作人員提供舒適的工作環境,體現以人為本的設計思想。設計過程中,要根據工業類型的不同,對工業建筑進行針對性的優化和設計,提高工業建筑的適應性,促使工業建筑推動工業的進一步發展。