工业建筑节能设计因素影响分析

于斐

摘要∶在《"十三五"节能减排综合工作方案》的推进下，环保节能与能源紧缺已成为人们所关注的重点问题，在工业建筑中，节能设计成为发展绿色建筑的重要工作。节能设计核心为建筑能量的科学化利用，降低建筑能耗，实现建筑经济与节能理念的深度融合，促进国家可持续发展理念的落实，提高绿色建筑在总建筑群中的比例，实现社会与节能共同发展。本文对工业建筑节能设计因素影响进行分析。

关键词∶工业建筑：节能设计：影响因素

引言：随着海绵城市、绿色建筑、节能减排等相关议题越来越受到人们的关注。近两年，工业建筑的节能措施也逐渐成为建筑师在设计工业建筑中需要重点关注一个方面。工业建筑主要是由生产厂房和生产辅助用房组成，其中生产辅助用房包括仓库及公用辅助用房等。工业建筑的节能设计在借鉴公共建筑和居住建筑成熟的节能设计的同时，也要考虑其使用需求和节约成本有所区别。

一、工业建筑节能设计概述

建筑节能设计是指选用环保型材料，降低施工能耗，实现最大限度节 约能源的施工过程。进行建筑节能设计有两大优点：第一，大大减少环境污 染和破坏;第二，有效控制施工成本，实现资源的优化配置。工业建筑节能的设计应在满足工艺需求的基础上，优先采用被动式节能技术，结合使用功 能、行业特征、气候条件，合理设计建筑保温隔热、遮阳、采光、通风等。 工业建筑和居住建筑不同，经常由许多建筑物和构筑物组成。厂房的平面布置受生产工艺的制约，必须满足其使用功能。单层工业建筑，为满足设备 吊装运输，建筑高度和跨度常常设计较大。厂房各个车间的使用功能不同，对房间的设置要求不同，包括通风、采暖、防尘、防噪声等。只有充分了解工业建筑本身的这些特点，才能更好地将工艺和建筑统一进行设计。

二、工业建筑节能设计因素影响分析

1.工程材料的选用

在设计选取材料时，应充分结合项目所在地的气候特点，了解当地的 地方性规范标准和常规做法，选取经济实用的材料。建筑用材料的选择非常专业，根据不同地区的建筑、不同类型的构造、建筑的不同部位，可供 选择的材料各有差异，这就需要我们根据自己在建筑中积累的经验和建筑本身的需求进行材料的筛选。

2.体型系数

建筑体形系数 s，它决定着建筑物的建造是否合格，其计算公式是用建筑物的外表面积除以外表面积下的体积。影响 s 的因素有：建筑物的平面尺寸、形状等。其中，平面尺寸主要指建筑的面宽、进深等，不同的面宽和进深所得到的建筑物的作用是完全不一样的。例如，进深大、面宽小的平面尺寸，这种建筑内部的通风和采光不佳，但是有利于寒冷天气下的保温;相反的，进深小、面宽大的平面尺寸，有利于室内通风，同时也会带走室内的热量。由此可见，不同的平面尺寸会带来不同的建筑效果，所以，工业建筑设计过程中，要根据建筑需求来制定合适的平面尺寸。在进行规定性指标检测时，建筑的屋面、外墙、立面门窗等热工性能均与体型系数有关。

3.窗墙比

一类工业建筑规定，总窗墙比面积不应大于0.50。建筑节能中最需要考虑的因素就是窗墙比。从字面意思来看，窗墙比指的是建筑面积中门窗和墙壁的比值。建筑节能中最重要的是减少热量损失，长期经验得出建筑中热量主要通过门窗和墙壁来散失，通过二者散失的热量占总热量的70%～80%，其中，门窗在散热过程中起到很大的作用。因此，建筑设计中要设计合适的窗墙比以确保热量的保存。工业建筑与居住建筑不同，其满足建筑物天然采光和自然通风需求即可，所以不需要涉及落地窗、大型采光窗等。

4.屋面外墙构造

在实际应用中，大型机械设备的厂房多为大跨度、大进深，屋面在外围护结构中所占比例较大，接受太阳辐射强度大。所以与民用建筑不同，工业建筑屋面的能耗大于外墙。为充分利用天然采光，工业建筑常常采用 顶部屋面采光。一类工业建筑中，屋顶透光部分的面积与屋顶总面积之比不应大于0.15。屋顶构造的设计中除了设置屋面保温外，还应考虑屋顶防火隔离带和天窗构造性能。工业建筑外墙保温一般采用外墙外保温做法，保温材料的选择还要结合当地习惯。不同墙体的构造类型、平均传热系数、累计耗热量、外墙保温的隔热性能直接影响室内热量得失。建筑物外墙保温构造同样还要考虑防火隔離带、热桥梁、热桥板的设置。

5.外窗构造

工业建筑的外门窗设计和居住建筑不同，窗的面积和开启比例主要为满足建筑的采光和通风需求，所以一般不设置落地窗、景观窗等。一般按照1：7窗地比设置工业建筑采光窗面积，还要考虑所选门窗的热工性能是否满足当地规范要求和各个朝向窗墙比是否满足规范要求。严寒和寒冷地区，一般采用断桥铝窗框和双层或三次中空玻璃窗，外门采用保温门或设置保温门斗。

三、工业建筑节能设计的有效措施

1.结合使用功能进行设计

相关人员应在设计的最初阶段确定工业建筑的种类和使用功能;平面布局上哪些房间是无人值守的;哪些房间是库房仓库;哪些房间内的机械 设备会产生大量热源;哪些房间须设置防火墙……这些条件都会成为影响设计人员进行建筑节能设计的因素。因此，基于工业建筑的特殊性，一定 要事先充分了解厂房各个房间的功能性质，综合考虑进行建筑设计。

2.结构的合理设计

在进行工业建筑节能计算时，建筑物的体型系数是不能通过进行权衡 计算来判断的，所以一定要在设计方案阶段初期确定建筑体型系数满足规 范要求。通过分析影响工业建筑节能设计的因素，我们知道可以通过控制 建筑物的 s 值来实现建筑节能。s 值跟建筑物表面积有关系，直接影响表面积的是建筑物的形状。在进行结构设计时，首先要考虑当地的气候特点，包括温度、湿度、通风性等;其次要考虑建筑物的形状。我们在设计建筑 物的结构时，需要考虑当地的日照时间和主导风向等，然后选择节能材料 制造建筑结构。

3.能量回收及新能源、新材料的利用

工业建筑节能设计的目的是实现能源的可持续使用。有余热条件的厂区应充分进行能量回收和再利用。可再生能源有太阳能、风能等，如果工 业厂房有条件，可利用再生能源实现节能降耗。工业建筑中，建筑材料的选择以降温隔热、吸水性等为主要考量条件。建筑材料要根据当地的气候条件进行选择，从科学角度选择材料，如新型保温材料、防水卷材、玻璃材料等。我们在实际选择材料过程中，不能一味追求材料在一个方面的优 点，一定要综合考虑材料的各项物理指标，权衡考虑平均参数，关注实际应用案例的后期维护使用效果和造价，才能选择出最适合一个项目的材料。

四、装配建筑

装配式建筑在实际施工应用中体现了众多优势，比如在工厂里制造各 种建筑构件，通过工业化的装配技术进行施工，提高了施工中的机械化水平，减少了繁杂的人工作业，缩短施工周期、减少资源浪费、降低环境污染、 改善施工环境、提高工作效率等。研究表明，装配式建筑相比传统建筑，节省了建筑的主要建材，施工现场节电节水，建筑垃圾和材料耗损明显减少。这些节能减排方面的显著成效为人们期待，发展前景十分广阔。

结束语：社会的发展和进步，海绵城市、绿色建筑、节能减排等相关 议题越来越受到人们的关注。人们开始追求较少的投资和可持续发展，想要实现绿色节能和满足工业建筑的实际使用需求，我们需要关注建筑的整个过程，针对每个细节给出详细的解决方案和措施，才能实现工业建筑的 节能设计，使其与城市发展协调一致。

参考文献

[1]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告2014[M].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[2]张海滨，王立雄.建筑节能设计因素影响分析[J].建筑节能，2016，44（01）：45-49.