工業建筑節能設計因素影響分析

于斐

摘要∶在《"十三五"節能減排綜合工作方案》的推進下，環保節能與能源緊缺已成為人們所關注的重點問題，在工業建筑中，節能設計成為發展綠色建筑的重要工作。節能設計核心為建筑能量的科學化利用，降低建筑能耗，實現建筑經濟與節能理念的深度融合，促進國家可持續發展理念的落實，提高綠色建筑在總建筑群中的比例，實現社會與節能共同發展。本文對工業建筑節能設計因素影響進行分析。

關鍵詞∶工業建筑：節能設計：影響因素

引言：隨著海綿城市、綠色建筑、節能減排等相關議題越來越受到人們的關注。近兩年，工業建筑的節能措施也逐漸成為建筑師在設計工業建筑中需要重點關注一個方面。工業建筑主要是由生產廠房和生產輔助用房組成，其中生產輔助用房包括倉庫及公用輔助用房等。工業建筑的節能設計在借鑒公共建筑和居住建筑成熟的節能設計的同時，也要考慮其使用需求和節約成本有所區別。

一、工業建筑節能設計概述

建筑節能設計是指選用環保型材料，降低施工能耗，實現最大限度節 約能源的施工過程。進行建筑節能設計有兩大優點：第一，大大減少環境污 染和破壞;第二，有效控制施工成本，實現資源的優化配置。工業建筑節能的設計應在滿足工藝需求的基礎上，優先采用被動式節能技術，結合使用功 能、行業特征、氣候條件，合理設計建筑保溫隔熱、遮陽、采光、通風等。 工業建筑和居住建筑不同，經常由許多建筑物和構筑物組成。廠房的平面布置受生產工藝的制約，必須滿足其使用功能。單層工業建筑，為滿足設備 吊裝運輸，建筑高度和跨度常常設計較大。廠房各個車間的使用功能不同，對房間的設置要求不同，包括通風、采暖、防塵、防噪聲等。只有充分了解工業建筑本身的這些特點，才能更好地將工藝和建筑統一進行設計。

二、工業建筑節能設計因素影響分析

1.工程材料的選用

在設計選取材料時，應充分結合項目所在地的氣候特點，了解當地的 地方性規范標準和常規做法，選取經濟實用的材料。建筑用材料的選擇非常專業，根據不同地區的建筑、不同類型的構造、建筑的不同部位，可供 選擇的材料各有差異，這就需要我們根據自己在建筑中積累的經驗和建筑本身的需求進行材料的篩選。

2.體型系數

建筑體形系數 s，它決定著建筑物的建造是否合格，其計算公式是用建筑物的外表面積除以外表面積下的體積。影響 s 的因素有：建筑物的平面尺寸、形狀等。其中，平面尺寸主要指建筑的面寬、進深等，不同的面寬和進深所得到的建筑物的作用是完全不一樣的。例如，進深大、面寬小的平面尺寸，這種建筑內部的通風和采光不佳，但是有利于寒冷天氣下的保溫;相反的，進深小、面寬大的平面尺寸，有利于室內通風，同時也會帶走室內的熱量。由此可見，不同的平面尺寸會帶來不同的建筑效果，所以，工業建筑設計過程中，要根據建筑需求來制定合適的平面尺寸。在進行規定性指標檢測時，建筑的屋面、外墻、立面門窗等熱工性能均與體型系數有關。

3.窗墻比

一類工業建筑規定，總窗墻比面積不應大于0.50。建筑節能中最需要考慮的因素就是窗墻比。從字面意思來看，窗墻比指的是建筑面積中門窗和墻壁的比值。建筑節能中最重要的是減少熱量損失，長期經驗得出建筑中熱量主要通過門窗和墻壁來散失，通過二者散失的熱量占總熱量的70%～80%，其中，門窗在散熱過程中起到很大的作用。因此，建筑設計中要設計合適的窗墻比以確保熱量的保存。工業建筑與居住建筑不同，其滿足建筑物天然采光和自然通風需求即可，所以不需要涉及落地窗、大型采光窗等。

4.屋面外墻構造

在實際應用中，大型機械設備的廠房多為大跨度、大進深，屋面在外圍護結構中所占比例較大，接受太陽輻射強度大。所以與民用建筑不同，工業建筑屋面的能耗大于外墻。為充分利用天然采光，工業建筑常常采用 頂部屋面采光。一類工業建筑中，屋頂透光部分的面積與屋頂總面積之比不應大于0.15。屋頂構造的設計中除了設置屋面保溫外，還應考慮屋頂防火隔離帶和天窗構造性能。工業建筑外墻保溫一般采用外墻外保溫做法，保溫材料的選擇還要結合當地習慣。不同墻體的構造類型、平均傳熱系數、累計耗熱量、外墻保溫的隔熱性能直接影響室內熱量得失。建筑物外墻保溫構造同樣還要考慮防火隔離帶、熱橋梁、熱橋板的設置。

5.外窗構造

工業建筑的外門窗設計和居住建筑不同，窗的面積和開啟比例主要為滿足建筑的采光和通風需求，所以一般不設置落地窗、景觀窗等。一般按照1：7窗地比設置工業建筑采光窗面積，還要考慮所選門窗的熱工性能是否滿足當地規范要求和各個朝向窗墻比是否滿足規范要求。嚴寒和寒冷地區，一般采用斷橋鋁窗框和雙層或三次中空玻璃窗，外門采用保溫門或設置保溫門斗。

三、工業建筑節能設計的有效措施

1.結合使用功能進行設計

相關人員應在設計的最初階段確定工業建筑的種類和使用功能;平面布局上哪些房間是無人值守的;哪些房間是庫房倉庫;哪些房間內的機械 設備會產生大量熱源;哪些房間須設置防火墻……這些條件都會成為影響設計人員進行建筑節能設計的因素。因此，基于工業建筑的特殊性，一定 要事先充分了解廠房各個房間的功能性質，綜合考慮進行建筑設計。

2.結構的合理設計

在進行工業建筑節能計算時，建筑物的體型系數是不能通過進行權衡 計算來判斷的，所以一定要在設計方案階段初期確定建筑體型系數滿足規 范要求。通過分析影響工業建筑節能設計的因素，我們知道可以通過控制 建筑物的 s 值來實現建筑節能。s 值跟建筑物表面積有關系，直接影響表面積的是建筑物的形狀。在進行結構設計時，首先要考慮當地的氣候特點，包括溫度、濕度、通風性等;其次要考慮建筑物的形狀。我們在設計建筑 物的結構時，需要考慮當地的日照時間和主導風向等，然后選擇節能材料 制造建筑結構。

3.能量回收及新能源、新材料的利用

工業建筑節能設計的目的是實現能源的可持續使用。有余熱條件的廠區應充分進行能量回收和再利用。可再生能源有太陽能、風能等，如果工 業廠房有條件，可利用再生能源實現節能降耗。工業建筑中，建筑材料的選擇以降溫隔熱、吸水性等為主要考量條件。建筑材料要根據當地的氣候條件進行選擇，從科學角度選擇材料，如新型保溫材料、防水卷材、玻璃材料等。我們在實際選擇材料過程中，不能一味追求材料在一個方面的優 點，一定要綜合考慮材料的各項物理指標，權衡考慮平均參數，關注實際應用案例的后期維護使用效果和造價，才能選擇出最適合一個項目的材料。

四、裝配建筑

裝配式建筑在實際施工應用中體現了眾多優勢，比如在工廠里制造各 種建筑構件，通過工業化的裝配技術進行施工，提高了施工中的機械化水平，減少了繁雜的人工作業，縮短施工周期、減少資源浪費、降低環境污染、 改善施工環境、提高工作效率等。研究表明，裝配式建筑相比傳統建筑，節省了建筑的主要建材，施工現場節電節水，建筑垃圾和材料耗損明顯減少。這些節能減排方面的顯著成效為人們期待，發展前景十分廣闊。

結束語：社會的發展和進步，海綿城市、綠色建筑、節能減排等相關 議題越來越受到人們的關注。人們開始追求較少的投資和可持續發展，想要實現綠色節能和滿足工業建筑的實際使用需求，我們需要關注建筑的整個過程，針對每個細節給出詳細的解決方案和措施，才能實現工業建筑的 節能設計，使其與城市發展協調一致。

參考文獻

[1]清華大學建筑節能研究中心.中國建筑節能年度發展研究報告2014[M].北京：中國建筑工業出版社，2014.

[2]張海濱，王立雄.建筑節能設計因素影響分析[J].建筑節能，2016，44（01）：45-49.