浅议工业建筑设计中的节能和环保措施

2023-07-28莫诗艺

建筑与装饰 2023年8期

莫诗艺

广西北投化工规划设计院有限公司广西南宁 530000

引言

工业是我国经济和社会发展的基础，其不仅关系到国民经济的发展，也关系到人民的日常生活。随着可持续发展理念的深入，绿色设计思想已逐渐被广泛地运用到工业领域，但因其应用时间尚短，需要进一步完善。在工业行业的发展过程中，要对行业发展的需求进行总结，同时也要不断提高工业生产工作的适应性。而在工业建筑设计、施工中推行相关的环保、节能措施，可以有效地提升工程的施工效率和质量，并能为以后的工业发展奠定基础。节能建筑设计不仅是建筑行业的未来的发展方向，同时也是众多行业的发展方向，它可以使工业建筑的环保效益和经济效益达到最佳的统一，从而推动了整个行业的健康稳定的发展。

1 在工业建筑设计中节能与环保设计的特点

工业建筑其主要的作用就是为工业行业服务的，因此，工业建设的设计与施工应考虑到其本身行业建设与发展具体需求，并要符合其行业生产工艺的要求。工业建筑有其自身的特殊性，特别是体现在服务方面上。在工业建筑的建设过程中，需要消耗大量的资源，而在工业建筑设计上要考虑到大量的工厂设备和工人这方面的因素。随着工业行业的发展，工业技术的发展呈现出一种复杂的发展趋势，同时也给工业行业的发展带来了不确定性。此外，为了进一步适应日益激烈的市场竞争，工业行业的规模变得越来越大，从而让行业的服务特征也越来越突出。在多种因素的作用，使得工业建筑节能与环保设计在技术和实施方面都遇到了很多困难。而不同地区工业建筑的设计要求也不尽相同，例如：在北方，其节能设计工作的重点是在于如何有效地降低工业建筑的采暖能耗，大多数的工业企业都会采用对围护结构进行再利用的方式来实现理想的节能效果。然而，节能是一项系统的工作，在具体工作中，要充分发挥各种技术的作用，并要兼顾经济和其他方面的因素。若不能综合考虑多种因素，则会导致建筑的设计与施工成本费用的增加。所以，在进行工业建筑节能设计时，工业企业必须根据实际情况，结合当地的气候特征等多种因素来进行节能设计，从而使自身节能工作的效益最大化[1]。

2 在工业建筑设计中节能设计的运用

2.1 外墙节能设计

对于规模大、高能耗的大型工业建筑而言，对其进行节能降耗的治理刻不容缓。目前，我国的能源供应严重不足，我们应采取各种技术手段来节省资源，降低能耗。而要想从工业建筑的设计入手来节省资源，降低能耗，首要任务就是要选择好工业建筑周围的环境、地质条件和地理地貌，使其能与人的设计完美融合。工业建筑是人类科技发展的产物，但它现在却与自然却显得格格不入，这是由于工业建筑对环境造成了损害。因此，在进行工业建筑的设计时就要更加注重节约能源，尽量减少资源的浪费。不仅仅工业建筑合适的选址可以有利于节能设计之外，建筑的外墙设计也很关键。在传统的建筑设计中，建筑外墙的设计并不注重节能设计，导致大量的热能被浪费，没有得到充分的利用。比如一些工业设备，对热能的需求很大，如果外墙不够保暖，散热速度太快，就必须长时间地进行加热处理，这也就导致了碳排放量和能源的消耗量的增加。所以，在建筑的外墙设计上应加强气密性，做好隔热措施，以便更好地贮存热量，从而有效地降低了能源的消耗。工业企业要把外墙的设计规范与保温功能相结合，运用新技术不断地提升工业建筑外墙设计的节能技术水平[2]。

2.2 通风节能设计

通风质量直接影响到工业建筑的正常生产服务能否顺利运行，而良好的通风节能设计可以给工业企业的生产提供更好的服务，也能在一定程度上能节约能源。在工业建筑中开展通风节能工作，既能提高室内空气质量，又能通风过程中降低噪音污染和能源消耗量。工业建筑的通风节能设计首先要合理利用气流造成的压力和温度差，以达到良好的通风效果；二是在规划建筑高度时，当建筑高度不一致时，要错开排列，以达到顺畅的通风效果；三是工业建筑要结合当地的实际气候情况，根据不同季节、不同风向，利用信息技术和手段对其室外的通风参数进行合理的监控，从而更好地调整建筑的通风设备，有效控制工业建筑中的换气次数和交换量；四是工业建筑在设计过程中，应根据居住建筑的节能设计规范中有关的参数进行设计，当建筑物的结构较为复杂时，应采用机械通风为主，自然风为辅相结合的通风方式，从而可以更好地达到节能降耗的目的[3]。

2.3 采光节能设计

在建筑节能设计中，工业建筑的采光设计也很重要，假如建筑楼栋间距不合理，会对建筑内部的采光效果产生很大的影响。随着各项新技术的普及与应用，工业建筑的设计工作既要确保楼梯间距合理，又要考虑到光反射原理，有序地进行节能设计工作。在采光节能设计中，一是要提高利用自然光的利用率，在建筑设计中应考虑到建筑室内的光亮度，适当增加反光板的结构，循环利用天然光线，从而降低照明及采光能源的损耗；二是在工业建筑结构设计时要增加建筑的过堂结构，提高自然光的覆盖面，使自然光线能够得到充分利用；三是贯彻“开源节流”的思想，充分利用太阳能等绿色资源。比如，利用太阳能进行室外建筑的照明，如走廊式路灯，利用太阳能板吸收的太阳能作为照明设备的能量来源，从而可以更好地降低工业建筑的能源消耗的情况。

2.4 门窗节能设计

工业建筑的门窗节能设计也和外墙的要求差不多，因为门窗是建筑和外界相互连接的通道，假如没有很好的密封性，甚至还有缝隙，这样就不能对整个建筑物产生保温效果。因此，工业建筑在进行门窗设计时，要注重与墙壁的紧密性，不能留有缝隙，而窗户应采用一扇窗口一面玻璃的形式，从而最大限度地减少窗框与玻璃之间的接合处。而在北方地区，有些地方使用了双层玻璃窗，这也是为了保持室内的温度，让热量不易散失，从而达到节能降耗的效果。

3 工业建设设计中提升节能环保设计的有效措施

3.1 提高节能意识

对于工业建筑的设计者来说，他们早已熟悉了有关建筑的施工标准与施工流程，然而节能与环保设计准则与理念却尚未深入其心中，许多设计者在进行工业建筑设计时并未考虑建筑物如何才能降低资源的消耗，对节能设计和理念的理解也不够清楚，这是近年来建筑业快速发展的结果，只重视施工建设，忽视了其对周边环境的影响。在工业建筑的设计中，由于设计者缺乏节能意识，使得工业建筑没有有效的节能措施。而我国目前尚无规范性标准的建筑节能技术与措施，有关的节能与环保内容也相对缺乏，这也是造成设计者在节能意识上不强的一个重要因素。目前，随着我国对环境保护工作的愈加重视，针对工业建筑的节能与环保问题也给予了充分的关注。因此，设计者要顺应时代潮流，将节能技术与工业建筑的实际规划相结合，提高自身的节能意识，做好对资源消耗措施的有效控制。工业建筑与其他建筑不同，工业建筑不仅需要的能源更多，而且耗能更快，对周围环境所造成的影响也更大。

3.2 建立完善的设计管理体系

在进行工业建筑设计之前，有关部门要建立起一个比较完善的设计管理体系，一旦设计在进行优化的过程中出现了问题，要能快速的发现问题所在，分析其原因并进行相应的处理。并在此基础上，进一步完善管理体系，根据管理体系运用行之有效的管理方法，完善其工作内容，以达到优化工业建筑的设计质量和改善工业建筑的设计应用效果的目的。同时，有关部门也要从制度上加强对工业建筑节能设计的重视程度，适时地更新建筑节能设计规范，制定好节能技术强制性标准，出台相应的法律法规，从国家制度上保障工业建筑节能设计的有效落实，从而为实现“碳达峰、碳中和”这一战略做出积极的努力[4]。

3.3 加强对建筑信息与能源消耗数据的统计

在进行建筑节能改造时，有关部门要加强对建筑能源消耗情况进行量化的统计工作，并依据真实的、详尽的能源消耗数据来对建筑的节能设计进行细致分析，使整个建筑设计方案既能满足使用与节能的要求，又能直观地反映出工业建筑的主要能源消耗环节。在信息技术飞速发展的今天，建筑能源消耗数据的采集方法种类越来越多，例如，可以利用可视化电表的用电量数据，来综合比较了建筑节能设计方案实施前后的能源消耗情况；可以采用局部热成像监测的方式，来全面地验证整个建筑节能设计方案的有效性；可以利用外部辅助监测技术来收集和整理建筑环境的信息；一些工业建筑的能源消耗数据还可以通过人工的方式来获取。另外，也可以借鉴国外的经验来进行建筑信息与耗能数据统计，国外在对建筑能源消耗进行调查时，经常会通过对基层工人进行问卷调查，以获得有实际参考意义的建筑能源消耗数据。

3.4 积极引进节能材料

为了进一步改善工业建筑的节能效果，一些工业建筑运用了大量的新型节能材料，并尝试使用多种不同的节能数据，从而进一步提高建筑节能改造效率，对建筑的能源消耗进行了有效的控制。在实施建筑节能改造的过程中，设计者要充分收集目标地区的环境资料，包括湿度、风速、光照等多方面的具体数据，以便有制定有针对性的设计方案，使节能建材的使用效益最大化。在采用新节能材料的同时，设计人员也应注重引进节能技术，并根据目标区域的节能设计指标，做好技术引进和本土化工作，要最大限度地发挥出节能技术的综合优势。比如，一些节能型建筑采用了很多节能材料，用LOW-E玻璃取代了常规的玻璃，达到了更好的节能效果；此外，一些工业企业还将SCR催化剂用于有害气体通风装置中，在有限通风能耗的前提下，进一步提高了有毒废气的治理效率，减少了有毒有害气体在通风过程中的排放，达到了建筑节能和环境保护的目的[5]。

3.5 建立起专业的建筑设计团队

工业建筑的设计方案的优化想达到最佳，就需要建立起一支专业、优秀的设计团队。而要想建立起这样一支优秀的设计团队，就要从下面几个方面的内容来进行：首先，要有专业的设计人员进行节能分析和设计，这就需要整个社会对工业建筑节能设计人才的培养全面的重视起来。工业建筑节能技术是涉及多个学科的内容，需要掌握的知识也比较多，因此在人才培养上应走多元化的发展道路，从而培养出能熟练掌握节能环保法规，并对节能建筑材料设备、节能建筑构造设计、建筑节能施工、节能检测和评估等多方面内容都有扎实专业基础的综合型人才；其次，要有专业的工艺技术人员，对工艺技术文档进行专业的解读，对方案的可行性进行有效的判断，并对工艺布局和工艺流程进行全面的贯彻；最后，建筑节能是一个复杂的系统，它不仅与建筑自身的供暖、通风等有关，而且还与能源、环境相关的各种机械设备也有着密切的联系，所以要想做好工业建筑设计的节能工作，就要对机械设备进行适当的配置，合理的利用，才能保证机械设备安全、合理的运行，进而才能提升工业建筑的节能环保效果。