现代工业建筑节能设计

虽然个别行业制定了适用于本行业的节能设计标准，比如《医药工业企业合理用能设计导则》、《机械行业节能设计标准》、《水泥工厂节能设计规范》，但是这些行业节能设计标准多是对节能设计提出了定性的要求，还没有像《公共建筑节能设计标准》那样有定量的约束，没有实际操作性可言。下面是鲁班乐标带来的关于现代工业建筑节能设计的主要内容介绍以供参考。而且这些行业标准往往注重本行业相关工艺上的节能，未能考虑建筑节能在整体节能中所起到的作用。致使目前工业建筑的节能设计多是参考热工规范把围护结构热工参数加以说明，或只能参照《公共建筑节能设计标准》来进行节能设计及计算。与民用建筑相比，为适应产品向高、精、尖方向发展的要求，新型工业厂房对其内部环境工况的要求更为严格，如对温湿度有严格要求的洁净工业厂房。为保障大空间工业厂房内严苛的工况条件，势必要用更多的能源，加大暖通空调的投入；另外，根据近年来的一项调查发现，我国每年完成的建筑工程投资额中，工业建筑与民用建筑之比为53：47，工业建筑占据了多半。所以，在建筑节能领域，加强工业建筑节能课题理论研究，推进工业建筑节能设计具有现实的意义。下面结合某项目的具体规划设计，探讨建筑节能设计及相应的节能技术在工业建筑中的应用。工业建筑节能设计具体实践项目概况该项目为某环保节能产业生产试验基地，集生产、科研、教育为一体的高科技产业园。建设地点位于辽宁省大连市，总建筑面积2598.46m2，分为B-1标准厂房和B-2标准厂房，地上1层，局部2层。结构类型采用轻钢门式钢架结构。科技园初期将环保节能产业作为开发和建设的重点，并以此为辐射，带动以后光电技术、高端机械加工、新材料等分院的建设。节能技术的选用本项目建筑节能参考DB13(J)81—2009《公共建筑节能设计标准》(以下简称“公建节能标准”)，对B-1和B-2标准厂房综合采用多种节能技术措施，实现总体节能50%的目标。在建筑方案设计中，注重良好的朝向与通风，控制体形系数、窗墙比、外围护结构(外墙、屋面、地面)传热系数等指标。这些控制指标是节能设计的根本，主要靠以下措施实现：(1)标准厂房体形系数为0.187，远低于国家对夏热冬冷地区0.32的限值；(2)窗墙比(南0.281、北0.318、西0.142、东0.122)，低于“公建节能标准”所规定的数值(建筑每个朝向的窗墙面积比均不应大于0.70)；(3)标准厂房外墙采用总厚度为160mm厚复合保温千思板墙体(保温层采用160mm厚硬质岩棉，外侧采用10mm厚千思板，内侧采用双层12mm厚金特板)，外墙传热系数≤0.60W/(m2·K)“(公建节能标准”规定，当0.2＜窗墙面积比＜03时，外围护结构传热系数＜4.7W/(m2·K))；(4)厂房屋面外板采用长尺寸U600型天蓝色镀铝锌压型钢板(横向咬口，纵向无搭接)，内板采用淡灰白色小波压型钢板，檩条暗装；保温层采用160mm厚硬质岩棉，钢板厚度0.8mm，屋面传热系数=0.52W/(m2·K)；(5)外窗采用断桥铝合金框嵌蓝灰Low-E6+9+6中空玻璃，且外墙门窗框与洞口之间的缝隙用聚酯胺发泡材料及密封膏封堵密实，传热系数≤2.7W/(m2·K)；(6)底面接触室外空气的外挑楼板，外侧设160mm厚硬质岩棉保温层，传热系数≤0.6W/(m2·K)。2.3千思板的应用千思板是由普通型或阻燃型高压热固化木纤维芯板与一或两个装饰面层在高温高压条件下固化粘结形成的板材(如图1)。其具有优异的耐冲击性、耐湿性、耐热性、耐磨性，而且其耐气候性也很优异，无论日照、雨淋(甚至酸雨)，还是潮气都对表面和基材没有任何影响。另外，千思板是由木纤维和热固性树脂构成，生产过程不会产生任何有毒有害物质，且其原材料可完全回收再利用。本项目标准厂房B-1采用160mm厚千思板墙，其外墙内侧设轻钢龙骨双侧石膏板墙，内嵌160mm厚岩棉保温板，内侧采用双层12mm厚金特板，由于千思板极强的耐候性，无论是阳光、雨水，包括酸雨和潮气，对板材的表面或芯材都没有任何影响。所以，B-1标准厂房外墙在保温层外设千思板，可以实现对保温层绝佳的保护，避免保温层因日晒风吹、潮气侵入等造成保温层保温性能削弱。另外，相较之于其他外设保护板材，千思板无论原材料还是生产过程都环保无公害，且可以完全回收。而且，千思板光滑的板材表面有一种致密无空隙的结构，确保几乎无污垢积累，板材表面或锯边都不需油漆或提供防护涂层。由于这种特性，千思板易于清洁，有助于创造较低的维护成本。外挂千思板千思板不仅可以附于保温层外表充当保护层，还可以与保温层分离，形成与墙体之间的空气间层(一般要求千思板背后空气层厚度应不小于20mm)，由于压差与建筑高度产生的温差使空气在空气腔内由下而上移动，在热气候中降低外墙温度从而降低能耗，在冷气候中可以降低室内外湿度差，防止冷凝。本项目标准厂房B-1中研发用房千思板与外墙分离，空气层厚度为20mm。夏季隔热：黄褐色的千思板在太阳暴晒下温度升高，将热量辐射给通道内空气，使空气温度升高。打开热通道进风口、出风口的活动闸门，使竖向热通道贯通。通道内的热空气在热压作用下经由千思板顶部排风口排出，外界相对冷的空气经底部进风口补充进入热通道，在吸收太阳的辐射热后，再由排气口排出。如此循环，带走热通道内的热量，降低内侧墙体表面温度，进而降低夏季厂房内的空调能耗。由试验可知，夏季外挂千思板幕墙室内外表面温度差可达30～50℃。冬季保温：关闭热通道的进风口、排风口的活动闸门，形成封闭的空气腔，加大幕墙热阻。而且，黄褐色的千思板吸收太阳辐射后将热量辐射给通道内的空气，由于没有空气流动，热空气聚积在热通道内，幕墙内侧墙体温度提高，达到保温效应。由试验可知，冬季外挂千思板幕墙室内外表面温度差可达10～30℃。室内防结露：项目所在地大连属于海洋性的暖温带季风气候，年降水量550～950mm，降水集中、空气湿润。由于特殊功能的需要，研发房内需保持恒温恒湿的环境，这种特殊环境往往需要通过空调设备的运行而达到。而室内外较大的湿度差势必会造成空调设备高负荷地运行，能耗加大。本项目中外挂千思板幕墙的应用可以较好地解决这一问题，据试验研究，采用千思板幕墙后，室内实际湿度大幅下降。在温差与压差的共同作用下，空腔内形成自下而上的空气流动，带走板材背面的冷凝水和湿气，降低了室内外湿度差，进而降低空调设备的运行能耗。在我国，由于千思板相对造价偏高，应用尚不是很普遍。虽然千思板相对于其他墙体材料造价偏高，但是其优良的保温性能和环保特性是其他墙体材料所不可比拟的。从长远角度看，千思板所产生的效益将远远大于普通墙体材料。随着我国经济的快速发展，工业建筑项目的规模和投资也在快速增长，相应的能源消耗也更加惊人。我们应该认识到工业建筑节能在我国全领域节能减排中的作用。如何将国外先进的节能技术、新型的节能材料结合我国具体国情加以发挥创造地应用，上述项目实践内容只是一次局部的摸索。更多关于“现代工业建筑节能设计”等建筑方面的知识和建筑施工企业资质，可以登入中国鲁班乐标鲁班乐标进行查询。更多关于建筑行业独家信息，敬请实时关注鲁班乐标微信号。关注手机鲁班乐标（m./），实时了解建筑行业最新动态。