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浅谈工业建筑节能技术的特点与应用

2020-05-20 301 上传者：管理员

摘要：传统工业建筑设计极为注重设计经济性，对节能部分设计有所忽视，导致建筑能耗问题始终没有得到妥善处理。在节能化、绿色化设计理念推行后，节能技术开始在工业建筑中得到广泛运用。本文将以工业建筑节能特点介绍为切入点，着重对工业建筑节能技术功能与运用方式两部分内容展开全面阐述，期望能够为工业建筑节能设计发展提供一些理论方面支持与帮助。

关键词：
体形系数
工业建筑
技术功能
节能技术
节能特点
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工业建筑建设需要在满足工业生产建筑布局与工艺要求的基础上，达到社会所倡导的节能环保各项要求，要通过对节能技术的合理运用，在保证工程建设质量的基础上，将建设能效控制在最小，以便做好工程建设成本控制以及能源保护。为更好地展开工业建筑节能建设，保证节能技术功能可以发挥到最大，研究人员在正式展开节能技术研究之前，需要做好工业建筑节能特点分析，以为后续研究做好铺垫。

1、工业建筑节能特点

1.1 类型多元化

工业建筑建设需要与商品生产要求相符，要在保证商品生产环境以及储存环境的基础上，按照各部分功能要求，展开空间形态建设，所以整体类型较为多元，有密集型劳动加工生产场所，也有机械化生产线占主导的建筑物[1]。同时即便是在同一建筑中，也会因为工艺生产之间的差异，而分隔成不同的房间，房间的使用功能以及设计参数均存在一定区别，而这些都是节能设计需要考虑的内容。

1.2 资源种类多

工业建筑所使用资源种类较为丰富，油、水、电等资源运用较为综合，属于相互配合的状态。由于需要使用大量能源，且能源种类较为繁杂，能源运输也较为繁琐，在进行节能设计过程中需要展开全面性考量，不仅要做好运输过程资源损耗控制，保证资源不会出现不必要浪费，同时还要加大对结构动力以及水电暖等环节节能处理力度，以便达到最佳节能处理状态[2]。

1.3 使用期限段

工业建筑普遍使用寿命较短，主要是因为现代产品更新速度较快，企业为了抓住商机，会快速调整自己的主打产品，而这也是工业建筑使用周期有限的主要原因之一[3]。但工业建筑使用寿命并不是完全依靠产品更新换代速度来决定的，工业建筑设计需要达到可变性以及灵活性要求，需要按照产品使用情况科学展开改造与变动，保证建筑能够与商品生产相符，以防造成资源浪费。

2、节能技术功能

2.1 有利于生态环境保护

工业建筑施工存在大量污染，污水、粉尘以及噪音等问题，会对生态以及环境产生重大危害，是现代工程建设需要重点管控的内容。在实施节能施工时，不仅会对工程施工资源运用展开控制，同时还会通过对各种节能技术的运用，做好施工污染量控制，会在各种新型材料的支持下，达到切实降低工业建筑施工污染的效果，会对周边生态环境形成有效保护[4]。如在施工时，可通过对施工废水展开针对性处理的方式，确保水质在符合排放要求之后，再实施排放，以防对水资源形成污染。

2.2 有利于降低投资成本

由于工业建筑投资规模往往较大，在实施建设过程中需要满足保证质量以及经济收益的要求，而节能技术的合理使用，可以达到有效降低资源投入、减少资源浪费的效果，在实施建筑建设时，可通过对节能技术的合理运用，达到切实降低投资成本的目标，以为建筑项目参与各方获取到更大的经济收益[5]。同时合理设计也可达到对能源实施高效循环利用的目标，可达到切实提升资源利用率的效果，这对于建筑项目建设与使用而言，是极为有利的。

2.3 有利于缓解能源问题

不可再生资源短缺问题已经成为现代社会不可忽视的重要问题，而这一问题同时也对工业建筑发展形成了干扰。按照有关部门统计，我国工业建筑有超过90%的建筑物都是高能耗，如果继续沿用传统项目设计、建设方式，很难满足后续资源使用要求[6]。而节能技术的运用，可达到切实降低建筑物对于重要能源的依赖程度，能够达到有效缓解资源运用问题的效果，会对建筑企业转型升级与发展产生有效推动。

2.4 有利于满足配套要求

工业建筑多数是集办公、生产于一体的多功能建筑物，需要在实施建设时，做好配套功能与作用设置[7]。节能技术的运用，可在满足工业建筑自身特质的同时，为配套建设提供更多支持与帮助。如，对水电设施展开节能设计，可实现对水电资源的合理运用，保证配套设施环保性以及经济性等。同时，节能技术的运用还可达到提高新型环保材料应用速度的效果，会对工业建筑持续性发展产生有效助力。

3、工业建筑节能技术运用

为对技术应用展开全面性阐述，做好各项分析，在此将以具体工程为例，对技术应用展开研究。

3.1 工程实例

本次工程为某电子工业建筑，建筑大样图如图1所示。建筑参照《工业建筑节能设计统一标准》实施修建，建筑类型为一类工业建筑。工程位于徐州，整体建筑结构为钢结构，体形系数为0.10。工程项目整体面积为288764.57m3，其中节能计算建筑面积为21791.67m3，建筑表面积为29115.27m2，建筑物高度为12.30m，建筑层高汇总如表1所示。

表1 建筑层高

图1 建筑大样

通过对PKPM工业建筑节能设计分析软件的运用，技术人员对本次工程节能情况展开了计算。经过检验发现，本次工程节能设计和建筑节能设计统一标准要求相符合，满足各项指标规范要求，表明节能设计效果较为理想。

3.2 技术运用

3.2.1 总体规划

在正式展开技术应用之前，需要做好总体规划，以便按照规划内容，有序展开节能技术设计与运用。在实施总体规划时，应按照生产工艺基本要求，保证在满足生产工艺要求的基础上，对建筑整体展开设计。在实施建筑物设计时，需要做好夏季日晒高温影响分析，应尽量规避主要房间受到东西向日晒影响，同时工业厂区建设，多以大型散热性建筑空间为主，所以也要做好日晒规避，并要保证自然通风质量。在完成建筑设计之后，需要对建筑节能情况展开检查，确保设计是否与相应规范要求相符合，以便及时对问题做出调整。

3.2.2 总窗墙比

不同于民用建筑项目，工业建筑对总窗墙比有明确要求。按照本次工程设计规划，全楼外窗（包括透明幕墙）外窗总面积为1900.77m2，朝向总面积为7052.08m2，朝向窗墙比为0.27，各朝向外窗面积、朝向面积以及朝向穿墙比具体数值，如表2所示。

表2 全楼外窗（包括透明幕墙）、外墙面积

所谓窗墙比是指建筑物内立面透光部分、非透光外门窗，所有总洞口面积的总和，与立面总面积数值比值。按照标准规范要求，一类工业建筑的总窗墙比需要保持在0.5及以下数值，且屋顶透光部分面积和屋顶总面积比也需要保持在一定范围内。经对比分析可以得出，本次窗墙比以及屋顶透光部分满足设计规范要求。

3.2.3 围护结构

建筑围护结构包括立面外门窗、外填充墙以及屋面等内容，是工业建筑重要组成。从围护结构层面来讲，在进行围护结构设置与施工时，需要保证各结构传热系数，应达到良好的节能隔热效果。由于本次工程位于徐州，属于寒冷B区，按照标准内明确规定，建筑的围护结构热工性能，需要达到具体规范要求，所以在实施外墙以及屋顶等部分设计时，需要做好材料选择与施工技术运用，要通过对各种材料的合理挑选与运用，达到良好的节能隔热处理结果。

在具体展开结构设计时，技术人员按照节能技术要求以及材料导热系数、蓄热系数以及热阻值等内容，对各部门施工所用材料展开了挑选，并设置了材料使用具体厚度。以外墙部分为例：(1)外墙主体部分构造类型1：建筑钢材（1.0mm）+岩棉、玻璃棉板（70.0mm）+建筑钢材（1.0mm);(2)类型2：耐碱玻纤网格布抗裂砂浆+挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（带表皮）（30.0mm）+水泥砂浆（20.0mm）+煤干石砌体（240.0mm）+石灰水泥砂浆（20.0mm）。在经过软件计算之后发现，外墙结构热工性能和指标规范相符，所以此部分设计达标，符合节能型建筑建造要求。

3.2.4 体形系数

体形系数是建筑和室外大气接触后，外表面积和自身体积的比值。由于此比值和气候有着密切关联，不同地区建筑体形要求并不相同，在具体展开体形系数设置过程中，需要做好气候条件以及其他多因素分析。本次工程位于寒冷地区，因此在实施建筑单体设计时，需要将体形系数缩小在合理范围内，以防出现大面积散热等资源浪费问题。按照标准规定，一类工业建筑单体面积在3000m2以上时，需要保证其体形系数可以保持在0.3及以下，而通过上文论述可知，本次建筑体形系数为0.1，满足规定。

4、结束语

推行工业建筑节能化设计，是保证工业建筑长久性发展的必然选择，也是今后工业建筑设计主要方向。在具体展开节能技术应用过程中，技术人员需要按照节能技术所具备各项功能，结合工业建筑设计规范要求，对建筑单体、围护结构等部分展开科学设计，保证围护结构热工能性及单体体形系数等均能够达到相应标准规范，确保建筑工程整体设计能够与预期要求相符，以便高质量完成节能型建筑建设任务。

参考文献：

[1]苏志平.建筑外墙保温节能技术在建筑施工中的应用[J].工程建设与设计,2018(8):33-35,95.

[2]汪国慧.工业建筑节能技术的功能及应用[J].安徽冶金科技职业学院学报,2019(2).

[3]李启承.建筑节能材料检测常见不足点及解决对策[J].建材与装饰,2019(27).

[4]胡凌.环保型建筑节能材料的特性及应用发展趋势[J].门窗,2018(1).

[5]樊培孝.建筑工程中建材节能与建筑节能之间的关联[J].山东工业技术,2017(5):97-98.

[6] 刘思萌.论绿色建筑设计理念在工业建筑设计中的运用[J].工程技术:全文版,2017(2):68.

[7]赵文艳,郑志浩.工业建筑绿色改造中介空间设计策略研究[J].建筑节能,2019(5).

余素芳,查蓓蓓,周晓燕,郑雯雯.工业建筑节能技术的功能及运用研究[J].建材与装饰,2020(13):10-11.