浅析绿色环保节能工业建筑设计

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。因此将可持续发展的理念融合到建筑的全寿命过程中,即发展绿色建筑,已成为今后建筑技术发展的必然趋势。2010年8月，住房城乡建设部印发了《绿色工业建筑评价导则》标志着中国绿色建筑由民用建筑进一步延伸到工业建筑领域。

绿色节能工业建筑设计

推动社会飞速发展的巨大动力和源泉的就是工业文明。工业建筑作为直接服务于工业生产的建筑类型,为推动工业生产的发展做出过重要的贡献。现代主义建筑思想的实质,是以建筑语汇表述工业化的价值取向。而不可否认的是,工业建筑常常是产生噪声、空气污染、水污染的场所,而反过来,环境污染不仅严重缩短了工业建筑的使用寿命,而且对人类的身心健康构成威胁。当前,在可持续发展的背景下,工业建筑领域也应引入绿色建筑理念,在设计中予以注重和改进,体现绿色与环保。

绿色工业建筑整体形象的营造

随着科学技术的发展与进步,现代工业建筑日趋庞大,工业厂房动辄十几万甚至数十万平米的规模不仅给生产带来方便,也需要更多现代技术的支持,这个大空间内有着多种功能的矛盾共存,种类繁多的设备、传送带以及各种动力管线给建筑提出了复杂的要求。与此同时,庞大的现代工业建筑群也意味着对环境的影响,生产活动产生的声、光、热及各种排放物甚至工业建筑本身都极大地影响着当地的环境。减少对环境的不良影响,营造绿色工业建筑整体形象要尊重自然、保护自然,有效地使用水及各种自然资源,使能源和资源的消耗至最低程度;尽量保持建筑周边环境的生态平衡,综合考虑建筑的地域环境,因地制宜。因此,绿色工业建筑整体形象的营造应从注重选址及优化布局结构两方面入手。

注重选址

绿色工业建筑的选址应选择在合理的位置,减少对环境的破坏,保障城市自然生态系统基本功能的连续性与完整性,保证城市的安全与健康,保障生态安全。除通常考虑的建筑选址因素外还应注意如下原则:1)应避免选择生态敏感区域,如森林、水体、自然保护区等;2)要保护场地的生态系统,保留和利用地形、地貌、植被和自然水系,保持历史文化与景观的连续性,保持场地的生态完整性和生物多样性,控制可能产生的各种污染排放;3)应注重减少场地水土流失,防止因建设造成自然灾害,增大绿地面积,降低热岛效应。

优化布局结构

优化布局结构应强调整体概念,通过对结构本身的处理获得良好的生存环境。工业建筑总图的节能设计对总体布局,厂房的布置和室内环境条件等应进行统筹考虑、全面优化,使方案既满足生产工艺要求又节能节地。在总图规划阶段时不仅考虑合理设计布局,避免人物流交叉;也应考虑如何结合环境以最大限度利用太阳能、风能等自然资源;将动力车间及公辅设施的布置靠近负荷中心,使得管线短捷,减少线路、管道的损耗以降低能耗;同时努力创造园林式工业建筑,将绿化引入工业建筑,一方面是出于节能的考虑,另一方面也是追求一种努力与自然接近的生活,为生产者创造一个亲切、舒适的劳动生产环境。

绿色工业建筑的节能设计

减少建筑耗能,提高能源利用效率

据一项调查表明,我国近年完成的建筑工程投资额中,工业建筑与民用建筑之比约为53%∶47%。因此,提高工业建筑设计的节能意识,降低工业建筑耗能,探讨工业建筑节能的有效方法,已经是越来越迫切需要深入研究和解决的问题。

工业建筑与民用建筑相比体量大,在基建投资紧张的情况下,工业建筑外围护结构的热工性能通常低于民用建筑。实际上,这项“节约”措施使厂房在日后多年的使用中,浪费了大量宝贵的不可再生的资源。虽节省了一次性投资,却加大了常年的使用能耗,综合比较是不经济的。

建筑物的外围护结构直接和外界接触,是室内热量向外散失的主要途径。在建筑围护结构传热、耗热量所占份额中,屋顶约占7%~8%,外墙约占23%~34%,门窗约占23%~25%。因此,建筑师在进行建筑平面、立面设计时,需将节能的理念贯穿其中,使门窗数量、位置、大小、外墙厚度与立面造型有机地结合,在满足生产工艺的外部环境需求时,又减少能耗。进行围护结构设计时采用高效保温隔热外墙及屋面体系降低其耗热量,现代技术的进步已经为轻质、高强、高效的复合保温围护体系提供了多种解决方案;其次是门窗洞口等围护结构的薄弱部位,选用高效门窗、幕墙系统及高性能的玻璃,通过设置门斗、热风幕等技术手段可以有效的改善建筑门窗的保温性能。设计时努力提高室内环境的热稳定性,综合使用各种技术手段有效地解决建筑被动散热和吸热的问题,减少对设备的依赖,降低建筑能耗。

由于采暖和空调耗能在建筑消耗能源中所占比例相当大,降低这一部分能源消耗尤为重要。对于高大厂房建筑在适合厂房构造和工艺要求情况下,选择适用、节能的散热设备,会大大减少冬季厂房内热量的损失。传统的蒸汽采暖、热水采暖需对整个厂房进行整体采暖,不适合厂房内现场生产人员流动性强的特点,不仅采暖效果差,而且能源浪费严重。因此,厂房的采暖形式和散热设备可根据具体情况予以区别对待。如采取辐射采暖直接照射采暖对象,使热波直接作用到墙面、地面、人体和物体、室内家具,温度均匀。对于厂房内不要求全面采暖的地方,只需要对局部工作人员经常停留位置进行局部采暖,可局部设置暖风机或空气调节等方式。