工業建筑綠色節能減碳措施分析

孫樸誠

從當前情況來看，我國建筑行業中大部分工業建筑屬于典型的高能耗，每年都會造成巨大的能源浪費，碳排放量更是不容小覷。綠色節能減碳設計理念與現階段我國的可持續發展理念及“雙碳”目標契合，在驅動我國建筑行業高速發展的同時，也能實現節約能源和環境保護的目標[1]。因此，在開展工業建筑設計的過程中，需要采取必要的綠色節能減碳措施，從而建設出與現代社會發展需求相符合的項目。

1 工業建筑節能減碳現狀

工業建筑是指為了保障生產服務及工業生產而興建的廠房等建筑物，此類建筑物設計時需要綜合考量工業機械設備、生產流程以及人員活動空間等實際要求。工業建筑自身有著顯著的特征，建造時需滿足各種生產需要，留足室內空間面積，因此能源消耗一般較大且對環境控制要求較高。此外，工業建筑正式投用后，會有很多生產設備及配套設施進場，運行過程中也會散發大量熱量，日常生產中極易出現能源損耗現象。隨著工業規模的日漸擴大，這一情況愈發明顯。因此，工業建筑設計需要重視節能減碳，高效利用各類資源，降低能耗，提高效率。

目前，很多工業建筑設計中都忽略了節能減碳工作，對這方面的認識略顯不足，導致綠色節能減碳設計落實不到位，具體表現為如下幾個方面。

第一，沒有完全把握工業建筑的綠色節能減碳設計要點，導致能耗、減排問題無法有效解決。多數工業建筑設計更多關注建筑本身的圍護結構，為了降低建筑采暖的能源消耗量，通常通過加強圍護結構的保溫來實現。但是工業建筑的節能減排工作具有系統性與復雜性特點，并不只體現在圍護結構的保溫效果方面，還要分析生產實情、氣候特點以及耗能系統等真實情況，針對性開展工業建筑的節能減碳設計，在保證生產需要的基礎上實現預期的節能減碳效果。

第二，設計標準更新遲緩，與快速發展的工業規模不相符，致使很多項目無法滿足最新節能減排的生產需求，設計人員在設計過程中遇到的各種新問題也無法第一時間妥善解決。由于節能技術的緣故，很多工業建筑雖然重視節能施工，但是效果達不到預期，與設計要求存在巨大差距。此外，隨著節能減碳環保材料的研發工作逐漸受到重視，相關材料也被廣泛應用到建筑行業，但是在工業建筑中并未得到充分體現[2]。

2 工業建筑綠色節能減碳的設計原則

2.1 整體性原則

一般來講，一個建筑工程往往由多個子項目組成，只有保證所有子項目完整組合，才能全面發揮供電、供水、供熱等功能，從而提高項目的整體資源利用效率。因此，在對工業建筑進行綠色節能減碳設計時，需要重點關注建筑工程的整體性，從整體著手融入綠色低碳理念[3]。此外，整體性還體現在工業建筑與周邊環境方面。在建設與使用工業建筑時，應避免對周圍環境造成污染，確保工業建筑與環境能夠和諧發展。

2.2 舒適性原則

工業建筑作為生產工作的主要空間，需要確保建筑物的舒適性，以便能夠為人們提供更加優質、便捷的服務，進而提高建筑的使用性能。例如，可通過促進人與自然的和諧共處、增強室內空氣流動性能以及增加自然采光面積等方式，給人們帶來舒適感。

2.3 高效性原則

選用更多綠色環保材料，降低材料對環境的破壞，減少碳排放量。同時，還要合理配置材料，最大程度發揮材料的價值，為工業建筑建設奠定堅實的基礎。總平面圖是建設的基礎，當工業建筑選址完成后，應基于高效性原則確定各廠房的功能，保證廠區建筑布局合理且高效，滿足消防、生產、環保等各方面要求，從而提高土地利用率。

3 工業建筑綠色節能減碳的設計重點

3.1 建筑選址布局設計

選址與布局設計對于工業建筑設計而言屬于關鍵的影響因素，其外部環境、能源消耗量以及碳排放量等均會受其影響，直接或間接決定著工業建筑的節能減碳實效。

因此，設計階段一定要詳細勘察所在地的自然環境、氣候條件與地理特征等因素，做好選址布局工作。一方面，要把握清楚所建地段的地貌、自然環境、水文以及氣候等特征，從實際著手綜合考慮建筑選址與節能減碳方案。

另一方面，對工業建筑的外形及空間結構展開深入分析，對布局的節能減碳效果進行多輪商討和核算。盡可能降低建筑的體型系數，保障工業建筑的各項功能健全，是實現工業建筑節能減碳效果的關鍵點[4]。

3.2 通風設計

通風質量會直接影響工業生產服務能否有序進行，良好的通風設計質量不僅能夠保障工業生產順利進行，而且能實現縮減能源消耗量、減少碳排放的效果。做好工業建筑的通風設計工作，能優化空氣質量，減輕通風系統工作時產生的噪聲污染，降低能源消耗量。具體來講，在工業建筑的通風設計中，首先要合理運用空氣流動引起的氣壓差與溫度差，實現良好的建筑物通風。其次，在規劃建筑物高度時，若建筑高度不一致，則要做好錯序排列設計方案，進而實現順暢通風。再次，要根據所在地氣候條件展開綜合性分析，按照不同季節、風向、風量等參數，借助信息技術與手段監測室外通風參數，調節建筑通風裝置，把控建筑的空氣交換量與交換次數。最后，工業建筑設計還應參照住房建筑節能標準中的一系列參數。若建筑物結構較為復雜，則可選用機械式通風設計，并重視自然風的輔助作用，在兩者的配合作用下達到節能減碳的效果。

3.3 采光設計

采光設計在工業建筑的綠色節能減碳設計中非常關鍵，若樓棟間的距離布局不合理，則會影響工業建筑室內的采光效果。同時，隨著各類新技術的廣泛應用，除了要確保樓棟間的距離，還要綜合考量光反射給樓棟帶來的光線影響，科學開展設計。第一，要提高自然光的利用效率。在設計時要充分考慮室內的光照程度，適當增加室內反射光板的結構面積，盡可能重復利用自然光，減少電力與自然光源的浪費[5]。第二，對工業建筑要適當增加過堂結構，提高自然光的滲透面積，實現自然光的良好運用。第三，科學利用太陽能、風能等綠色清潔能源。例如，借助太陽能輔助路燈等照明設備，采用太陽能板驅動照明系統，能夠減少工業建筑的能耗量。

3.4 保溫設計

隨著工業建筑規模的日漸擴大，能源消耗與環境破壞愈發嚴重，尤其是冬季供暖之后，能源消耗量明顯升高，對環境的破壞也日漸嚴重。因此，綠色節能減碳設計也要體現在保溫結構中，高度重視工業建筑的外墻體保溫及屋面保溫等。首先，外墻體要優選保溫材料，一般采用巖棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板等材料。其次，外墻保溫節能設計要根據內墻和外墻的不同區別設計。其中，外墻可采取蒸壓加氣混凝土砌塊與硬質泡沫聚氨酯板，而內墻則可組合使用硬質泡沫聚氨酯板與燒結煤矸石多孔磚。最后，屋面保溫設計通常選用泡沫玻璃板、蒸壓加氣混凝土板以及膨脹珍珠巖板等材料，均能發揮良好的保溫效果。

4 綠色節能減碳措施在工業建筑中的運用

4.1 外圍護體系的綠色節能減碳措施

工業建筑的外圍護體系具有遮風擋雨、采光、通風等功能，與工業建筑的能源消耗、碳排放密切相關。經過大量調研發現，在我國所有的工業建筑外圍護體系中，外墻的能源消耗量最大，占據工業建筑總能耗的一半左右。因此，在對工業建筑進行綠色節能減碳設計時，需要重視外墻設計，通過科學設計降低建筑能耗，實現節能減碳的效果。

通常情況下，我國工業建筑外墻設計會選擇空心磚之類的單一材料。相較于過去的實心磚，這類材料雖然質量更輕且導熱性能更佳，但是隨著社會的發展以及“雙碳”目標的提出，對建筑的節能減碳提出更高要求，單一的空心磚將逐漸被淘汰。因此，設計人員需要及時改變觀念，實施復合型墻體方案，即將保溫材料加裝在空心磚外墻上，從而全面提高外墻的導熱性能，避免熱量散發，減少建筑的能源消耗量。此外，針對墻體結構而言，需要在保障墻體承載能力達到標準的前提下，大幅提高外墻的保溫能力，特別是外界溫度起伏較大時，墻體的保溫性能更加明顯[6]。

4.2 內部空間的綠色節能減碳措施

在工業建筑建設中運用綠色節能減碳措施，并非僅僅通過建筑設計減少對環境的破壞，節約能源，同時也要為工業生產提供更加舒適、安全的空間環境。因此，在工業建筑設計過程中還要重視內部空間的設計，采取彈性化設計，打造舒適、和諧的空間環境。具體來講，就是立足工業生產特征和需求等現實因素，合理調整內部空間，確保工業建筑空間能呈現出最大的使用價值。通常情況下，工業建筑主要由生產車間和辦公區域兩部分組成，兩者有著不同的功能表現。生產車間更為看重樓板的承重能力及各種大型機械設備的穩定支撐等，在設計室內空間時，需要留足夠后期的操作空間和暢通的物流通道，保障生產工作不受影響；辦公區域主要是人員辦公的場所，該區域內的人員數量不定，因此在空間設計時，要留足冗余的承載量。另外，水、電及網絡等方面同樣要預留一定的調整空間，確保工業建筑內部空間發生變化后，使用功能不受影響。

4.3 重視節能與智能化設計

在對工業建筑進行綠色節能減碳設計時，一定要結合地方氣候條件因素，在確保室內環境參數的基礎上，優化圍護結構的保溫隔熱性能，提升工業建筑設備及系統的能源利用效率，并借助綠色清潔能源，降低暖通、給排水以及電氣系統的能源消耗。因此，在工業建筑設計過程中，除了要關注外墻與室內空間的設計，還要重視節能與智能化方面的設計，只有這樣才能真正實現綠色節能減碳效果。

在綠色節能設計方面，需要聚焦于材料選擇，確保工業建筑質量符合標準，優選對環境污染小、碳排放少的可再生能源或綠色清潔能源，避免工業建筑建設過程中對環境造成較大破壞。而在智能化設計方面，則要重視大數據、物聯網等技術的運用。如實現智能化管控，能夠精準把握辦公室所有電氣設備的使用情況，并進行遠程操控；實現一鍵化情景模式，在會議開始前能夠一鍵調整到最適宜的溫濕度，提前準備好會議需要的所有材料，提高會議的進行效率；實現物聯數據的可視化，能夠全面采集工業生產區域的信息，借助各類傳感器將溫度、能耗等信息以圖像形式表現出來，便于管理人員了解工業建筑的能源消耗情況與碳排放情況，從而更有針對性地控制建筑能耗[7]。

4.4 合理設計工業建筑布局

要設計出科學合理的建筑布局，就應確定適當的工業建筑間距，增強對太陽能、風能的應用，從而降低工業建筑對電力能源的消耗量，進而實現綠色節能效果。在工業建筑布局設計中，相較于北面的建筑，南面的建筑高度要相對更低一些，體型也更小一些。這是因為在夏季時，矮小的建筑能夠減少對南風的遮擋，保證其順利貫穿至北面建筑；而冬季時，北面的工業建筑也能抵擋住西北風，避免其進入南面的建筑內部[8]。在間距設定方面，需要確保兩側的工業建筑均能得到充分的日照，提高工業建筑之間的通風性能以及工業建筑與外部空間之間的熱交換能力，進而實現自然降溫的效果。另外，要合理設計工業建筑的體型系數。建筑體型系數是指建筑物與室外大氣接觸的外表面同其所包圍體積的比值，系數越大則代表建筑的能源消耗越大。因此，在工業建筑設計過程中，需要盡量避免出現凹凸面，應多采取平面設計，以減小體型系數，達到降低能耗的效果。

5 結語

工業建筑設計會直接影響企業的生產效率和管理質量等方面，隨著我國工業發展日漸加快，工業建筑規模也在不斷擴大，各類工業園區的興建也對工業建筑提出了更高要求。

通過本文分析可知，工業建筑的綠色節能減碳設計需要遵循整體性、舒適性與高效性原則，把握好建筑選址、通風、采光以及保溫等方面的設計要點，重視建筑外圍護、內部空間、節能與智能及工業建筑整體方面的設計，全面貫徹綠色節能減碳理念，優化設計方案，不斷節約工業建筑的能源消耗，減少碳排放和降低污染，從而實現工業建筑的可持續發展。