淺談工業節能設計在工業建筑中的應用

摘要：隨著我國社會經濟的快速發展，環境污染、資源匱乏等問題成為制約我國社會經濟持續性發展的關鍵性因素。為此，節能減排成為我國新時代的發展理念。工業是我國第二大產業，工業建筑建設規模的擴大，往往需要投入大量的人力、物力與財力。完善的工業建筑節能設計方案，可以大幅度提升工業建筑的節能效果。

關鍵詞：工業;節能設計;建筑;應用

前言：

節能減排理念在工業建筑中的運用，往往被貫穿到設計、施工、運營等多個項目階段。完善的工業節能設計方案，可以大幅度降低項目運營成本，提升企業經濟效益，增強企業市場競爭力。以下內容分析了工業建筑節能設計方面的問題，并結合工業建筑建設實踐，分析了工業節能技術應用對策。

一、工業建筑能耗現狀

工業是拉動我國經濟增長的第二大產業。隨著我國工業的快速發展，工業廠房建設面積逐步擴大。在實際建設環節，因設計方案的不合理性，施工單位技術水平的差異性，且建筑材料質量等各有不同，導致工業建筑能耗量各有不同。

工業建筑能耗主要包括以下幾個方面：工藝生產線設備的生產用能、工業建筑建設期的用能、工業建筑運營期間的日常耗能等。通過調查，我們發現運營期間的日常使用耗能往往占據著較大的比率，且在日常使用能耗中，采暖和空調使用能耗占據較大的部分。

為了最大程度上減少工業建筑各個階段的耗能量，項目的各方人員需要給予各個階段的節能工作足夠的重視。由于運營期間的日常使用耗能占據較大的比例，故應給予足夠的重視。在工業生產中，生產車間的節能設計與節能措施直接影響到建筑的節能成效。

二、工業節能設計在工業建筑中的應用

（一）、總圖規劃及建筑設計在工業建筑中的節能應用

在總圖與建筑設計環節，建筑設計人員應注重將節能理念應用到各個環節的設計工作中。具體表現如下：

1、在選址環節，要將建設用地的生態環境因素充分考慮進去，合理開發利用當地的有利條件，實現各項資源的優化配置。比如建設用地的日照條件、通風及采光條件等。

2、在建筑總圖規劃中，設計人員應做好工業建筑能耗防御工作，結合建設需要，科學合理地設置建筑物間距、建筑物朝向、建筑物密度與建筑物周圍綠化設施。在綠化設施設計環節，充分運用當地的水、植被等自然條件，科學合理選用綠化與鋪裝方式，為工業建筑營造適宜的區域生態環境。在建筑總圖中，設計人員應該合理選擇能源設備機房的位置，減少能源運輸環節的損耗。

3、從設計方案來看，可以優先選用被動式節能技術。結合當地的氣候條件，對圍護結構，合理運用保溫隔熱與遮陽、天然采光、自然通風等各項措施，有效減少建筑供暖、空調等各個系統的能耗量。

4、結合工業建筑余熱情況，積極構建能量回收或者再利用設備，全面提升余熱使用率。

（二）、提升工業建筑圍護結構熱工設計水平

在實際工程設計中，工業生產車間圍護熱阻不僅需要將建筑熱工、衛生要求、各個地區的氣候條件等充分考慮進去，也應該將內表面與材料內部結構能耗充分考慮進去。在實際設計環節，則應該注重對圍護結構實施詳細構造設計。

1、在外保溫環節，外墻與屋面設計中應盡量減少出挑構件、附墻構件與屋頂突出物，減少建筑的外表面積，從而降低建筑的體型系數，并在外墻與屋面的熱橋部分應用阻斷熱橋設施。

2、對于一些保溫要求較高的工業生產車間，設計人員應在變形縫處合理運用保溫措施，嚴寒地帶的地下室外墻與出入口應做好內部表面結露防護，以及完善的防水排潮措施。

3、為了提升工業建筑圍護結構熱阻性能，設計人員應改變過往傳統的設計理念，適宜采用新型的輕質高強性能保溫材料，使得工業生產車間的圍護結構整體的保溫性能大幅度提升。

（三）、工業建筑的通風、采光系統節能設計

1、通風節能設計

在設計工業建筑通風系統時，應盡最大的程度借助當地的自然通風條件，有效去除工業廠房的余熱與余濕。為了保證室內氣壓的平衡，防止室外環境對室內的污染，設計人員在設計的過程中，需要采取一定的措施。例如：在頤生文博園（工業旅游）擴建項目包裝車間的設計中，作者作為項目的主要設計人、專業負責人及副項目負責人，在自然通風設計環節，為了保證室內氣壓的平衡，項目在設計的過程中，做了專門的進風開窗面積及排風開窗面積的計算，確保進風口與排風口面積的相近性，并在外窗外側設置窗紗及過濾網。防止室內產生負壓氣流從而造成能耗的增加及室內環境的污染。

2、采光節能設計

工業建筑采光系統多運用天然采光。對于一些跨度、進深較大的生產車間，在采光設計環節可以借助頂部天窗天然采光，作者在很多工業車間的實際項目設計中，均采用了此方案（例如：恒都牛肉熟食2號生產車間、思爾智能化乳業原輔料庫、金牛管業PVC生產車間等項目的設計中）。對于一些大型的、重要的生產車間的采光設計，設計人員可采用BIM技術進行采光模擬分析計算與采光節能量計算，以此來提升采光設計方案的科學合理性。

（四）、一般性的工業節能措施

1、防止生產車間外門數量過多，并縮小外門的尺寸。在工業建筑設計中，建筑設計人員應結合生產車間的建設需要，盡可能地縮減外門的數量，并縮小外門的尺寸。過大的門洞，會導致熱風幕吹風范圍達不到封堵冷風的作用。且設計人員還應將當地的氣候因素充分考慮進去，進而合理設置門窗大小與門窗數量。

2、在寒冷及嚴寒地區，外門處合理設置門斗，并加裝熱風幕，設置門斗的外門，往往具有著良好的保溫效果，且門斗區域會形成一個緩沖空間，有助于減少室外冷空氣的滲入。

3、科學合理選擇門型。生產車間的外門要具有著良好的密封性，且關閉牢靠、結實。對于一些較大的物流外門，且需要人員經常通行的，作者在實際項目的設計中，經常在物流大門中加設供人員通行的小門，以此來減少能源的消耗。

4、合理選擇外門位置。作者在大量的實際項目設計經驗中發現，在生產車間中，生產原料的入口和成品物流的出口，一般會有尺寸比較大、數量比較多的物流外門，故在設置物流外門時，避免將物流外門設置在冬季主導風向或者寒潮來襲時的主導風向方向。生產車間在物流外門設計中，設計人員在滿足工藝生產流線的要求下，同時需要注重節能效果，保障外門位置的合理性。

結束語：

隨著我國社會經濟的快速發展，工業企業間的競爭壓力逐步增加，且工業建筑建設面積逐步擴大。工業建筑一旦缺乏科學的建筑設計方案，往往會造成大量資源的損耗，并在無形當中增加了企業的建設成本，降低了企業的經濟效益。為此，我國逐步加大了工業節能設計在工業建筑中的比例。在實際項目中，建設方應注重設計、施工、運營、維護等各個項目階段在工業節能的應用成效。

以上內容結合建設實踐，分析了總圖規劃及建筑設計、工業建筑圍護結構、通風與采光系統等多個環節的工業節能設計的應用策略。希望可以給相關工作者帶來一定的借鑒與啟示，并促進我國工業獲得可持續性、有序、健康發展。

參考文獻：

[1]吳超.新型節能技術在現代工業廠房中的應用[J].科技與企業，2014（7）：332-333.

[2]孫力，趙啟航.節能保溫材料在工業廠房中的應用[J].城市理論研究（電子版），2014（2）：45-46.

作者簡介：柴慧劍，男，1986年5月4日，漢族，本科，注冊證書：國家二級注冊建筑師，國家二級注冊建造師。工程師，主要從事工業建筑設計與咨詢，施工圖設計及項目管理等工作。

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