工业建筑节能设计探索
2018-11-09刘柯
刘柯
摘要:由于建筑能耗占社会资源总能耗将近30%左右,建筑节能问题一直备受关注,虽然我国目前建筑节能标准主要针对居住和公共建筑提出了明确要求,但随着国家节能总体目标的规划和经济实力的提高,工业建筑的节能设计也越来越受到重视和认可,我们在工程设计中应该大力提倡,勇于实践、探索和创新。
关键词:工业建筑;节能设计;要点
1 工业建筑的现状分析
节能设计工作开展与区域环境、气候特点有着非常紧密联系,不同区域工业建筑节能设计的切入点不同。在气候较为炎热或者气候较为寒冷的区域,建筑设计人员可以将工业建筑看做是一个封闭性较强的系统,通过覆土和绿化覆盖等众多方式强化工业建筑的保温隔热特性。在气候环境不是非常恶劣区域,建筑设计人员可以将工业建筑看做是一个比较开放的系统,加强自然环境中可再生能源的利用效率,降低不可再生能源的消耗,例如加强太阳能、风能、地热能和潮汐能的应用。从中也可以了解到工业建筑节能设计工作开展不能过于盲目,而且需要结合工业建筑工程项目建设区域的实际情况,找寻节能设计的切入点,这样才能保证节能设计的有效性、科学性,保证节能设计可以取得良好的节能成效。我国自然种类丰富、储存量较大,但是因为我国人口数量较多,所以人均占有量很小。现阶段,我国城镇化建设进程不断加快,建筑工程数量在短时间急剧增加,这种情况虽然呈现出了我国建筑行业现代化发展所取得的成就,但是建筑工程运行对能源的需求程度也在不断扩大,对我国社会经济发展以及人们正常生活都造成了一定负面影响。工业建筑节能设计逐渐发展过程中,也会逐步的降低工业建筑运行的能源消耗,这对于我国工业生产领域发展以及我国可持续发展战略落实都有着积极影响。
2 工业建筑节能设计
2.1 清洁能源的应用
太阳能是丰富的、可再生的清洁能源,加强太阳能资源的开放和应用可以降低不可再生能源消耗,是推动我国节能减排工作开展的重要举措。我国对太阳能应用研发时间较长,而且经过众多科研工作人员长时间的努力也取得了非常可观的研究成就,太阳能利用技术日益成熟。将太阳能应用与工业建筑设计中是一种比较理想的节能措施,应用太阳能资源取替不能再生能源的消耗,使得工业建筑运行具备“绿色”特征。风能也是自然界中丰富的资源,可以应用风能进行电力能源的生产,还可以应用风能满足工业建筑内部的换气通风要求。想要利用风能强化工业建筑内部的换气通风性能,设计人员需要从建筑内部结构设置入手,水平通风应用通俗易懂的语言讲述就是“穿堂风”,工业建筑的迎风面与背风面会存在一定的空气压力,在空气压力作用的影响下建筑内部空气会快速流动,从而有效降低建筑表面的温度,加强工业建筑内部空气的流动性,对建筑内部的微气候进行调节。
2.2 墙体材料的选择
空调车间墙体的做法主要有:加厚的实心砌体砖墙、外贴保温材料内砌实体砖墙的复合墙体、双面复合板中间填充保温材料的复合墙体,还有空心砌块墙体等。经过比较并根据中国建筑科学研究院物理所提供的有关资料和实验报告,决定选用陶粒混凝土空心砖砌块墙体。这种材料是以陶粒为粗骨料,以陶砂做细骨料,以水泥为胶凝材料,经搅拌并用模具定型而成。它具有块体容重轻,保温性能好,碳化系数高即抗压强度大,软化系数大即耐水性能好,吸水率小,抗冻性能好,运输损耗小,砂浆用量省,砌筑效率高等一系列优点,而且其尺寸规格种类较多,可根据工程需要任意组合砌筑尺寸,满足各种墙体厚度需要,是较为理想的自承重砌块墙体和非承重框架填充砌块墙体的可选材料。这种砌块因其尺寸大、砌筑快,能提高施工效率、缩短工期保证进度,最主要的是陶粒内部呈细密蜂窝状微孔结构,使其具有良好的隔热性能,是建筑节能设计理想的墙体材料之一。根据其导热系数λ值,按照暖通专业提出的外墙传热系数K值不宜大于0.8W/m2·K的要求,经热工计算确定,外墙厚度选用250mm,内墙厚度选用200mm,热阻R值分别相当于630mm和430mm厚的普通实心砖墙,避免了北方地区建筑墙体过厚的弊端。
2.3 节能型屋面设计
由于该建筑中间部分是单层大跨度精加工車间,屋面结构为螺旋球体及链杆式网架形式,这就要求在选用屋面板材时应考虑轻质、保温、防水性能好的材料。经过与结构专业设计人员共同研究并实地考察,我们决定采用金属保温夹芯板。这种金属夹芯板是由0.6mm厚的彩色金属板做内外表层,中间用自熄型聚苯乙烯泡沫塑料做芯材,通过自动化连续成型机,将彩色金属板压型后,用高强度粘合剂把表层金属板与聚苯乙烯泡沫塑料板加压加热固化制成,此种板材具有保温、质轻、防水等性能,是大跨度工业厂房轻质屋面的理想材料。非常适合用于网架结构体系的屋面。作为芯材的聚苯乙烯容重轻、导热系数小、热阻大,保证了保温隔热效果。此屋面板传热系数K值在0.5W/m2·K以内,达到了民用建筑节能标准。由于精加工车间对采光要求较高,而有限的侧墙采光窗不能满足工艺生产对照度的要求,因此我们设置了屋面采光天窗来解决照度不足的问题。设置的原则是:①为避免天窗带来的热能损失,天窗的数量不宜过多,又为保证照度均匀,我们采用了均匀分布的点式天窗。天窗的位置主要布置在结构网架链杆局部抽空的地方,免去了杆件的遮挡;②为保证屋面整体的保温效果,我们选用了不开启的固定式双层采光天窗;③为避免强烈的阳光直射到室内工作面上,使人产生眩光,我们决定采光罩的材料选用玻璃钢;④由于这部分屋面为双坡屋面,板与板之间采用平板搭接的方式(即上板压下板搭接法),为满足屋面整体排水通畅的要求,我们采用了平天窗形式。平天窗具有采光效率高、光线均匀性好、布置灵活、构造简单、施工方便、造价低廉等优点。
3 结论
工业建筑节能设计工作开展是一项非常复杂的工作,涉及到的环节众多。要针对我国工业建筑设计中的节能问题,找寻有效措施进行改善,注重新型能源的开发,将绿化应用到工业建筑设计中去,并且研发新型的节能材料,从而使得我国工业建筑节能水平不断提升。
参考文献
[1]张丽梅.简述工业建筑绿色节能设计[J].石油石化节能,2016,06:50-52+6.
[2]于金华.探析绿色节能理念在工业建筑设计的应用[J].建筑知识,2016,05:43.