工业建筑绿色节能减碳措施分析

孙朴诚

从当前情况来看，我国建筑行业中大部分工业建筑属于典型的高能耗，每年都会造成巨大的能源浪费，碳排放量更是不容小觑。绿色节能减碳设计理念与现阶段我国的可持续发展理念及“双碳”目标契合，在驱动我国建筑行业高速发展的同时，也能实现节约能源和环境保护的目标[1]。因此，在开展工业建筑设计的过程中，需要采取必要的绿色节能减碳措施，从而建设出与现代社会发展需求相符合的项目。

1 工业建筑节能减碳现状

工业建筑是指为了保障生产服务及工业生产而兴建的厂房等建筑物，此类建筑物设计时需要综合考量工业机械设备、生产流程以及人员活动空间等实际要求。工业建筑自身有着显著的特征，建造时需满足各种生产需要，留足室内空间面积，因此能源消耗一般较大且对环境控制要求较高。此外，工业建筑正式投用后，会有很多生产设备及配套设施进场，运行过程中也会散发大量热量，日常生产中极易出现能源损耗现象。随着工业规模的日渐扩大，这一情况愈发明显。因此，工业建筑设计需要重视节能减碳，高效利用各类资源，降低能耗，提高效率。

目前，很多工业建筑设计中都忽略了节能减碳工作，对这方面的认识略显不足，导致绿色节能减碳设计落实不到位，具体表现为如下几个方面。

第一，没有完全把握工业建筑的绿色节能减碳设计要点，导致能耗、减排问题无法有效解决。多数工业建筑设计更多关注建筑本身的围护结构，为了降低建筑采暖的能源消耗量，通常通过加强围护结构的保温来实现。但是工业建筑的节能减排工作具有系统性与复杂性特点，并不只体现在围护结构的保温效果方面，还要分析生产实情、气候特点以及耗能系统等真实情况，针对性开展工业建筑的节能减碳设计，在保证生产需要的基础上实现预期的节能减碳效果。

第二，设计标准更新迟缓，与快速发展的工业规模不相符，致使很多项目无法满足最新节能减排的生产需求，设计人员在设计过程中遇到的各种新问题也无法第一时间妥善解决。由于节能技术的缘故，很多工业建筑虽然重视节能施工，但是效果达不到预期，与设计要求存在巨大差距。此外，随着节能减碳环保材料的研发工作逐渐受到重视，相关材料也被广泛应用到建筑行业，但是在工业建筑中并未得到充分体现[2]。

2 工业建筑绿色节能减碳的设计原则

2.1 整体性原则

一般来讲，一个建筑工程往往由多个子项目组成，只有保证所有子项目完整组合，才能全面发挥供电、供水、供热等功能，从而提高项目的整体资源利用效率。因此，在对工业建筑进行绿色节能减碳设计时，需要重点关注建筑工程的整体性，从整体着手融入绿色低碳理念[3]。此外，整体性还体现在工业建筑与周边环境方面。在建设与使用工业建筑时，应避免对周围环境造成污染，确保工业建筑与环境能够和谐发展。

2.2 舒适性原则

工业建筑作为生产工作的主要空间，需要确保建筑物的舒适性，以便能够为人们提供更加优质、便捷的服务，进而提高建筑的使用性能。例如，可通过促进人与自然的和谐共处、增强室内空气流动性能以及增加自然采光面积等方式，给人们带来舒适感。

2.3 高效性原则

选用更多绿色环保材料，降低材料对环境的破坏，减少碳排放量。同时，还要合理配置材料，最大程度发挥材料的价值，为工业建筑建设奠定坚实的基础。总平面图是建设的基础，当工业建筑选址完成后，应基于高效性原则确定各厂房的功能，保证厂区建筑布局合理且高效，满足消防、生产、环保等各方面要求，从而提高土地利用率。

3 工业建筑绿色节能减碳的设计重点

3.1 建筑选址布局设计

选址与布局设计对于工业建筑设计而言属于关键的影响因素，其外部环境、能源消耗量以及碳排放量等均会受其影响，直接或间接决定着工业建筑的节能减碳实效。

因此，设计阶段一定要详细勘察所在地的自然环境、气候条件与地理特征等因素，做好选址布局工作。一方面，要把握清楚所建地段的地貌、自然环境、水文以及气候等特征，从实际着手综合考虑建筑选址与节能减碳方案。

另一方面，对工业建筑的外形及空间结构展开深入分析，对布局的节能减碳效果进行多轮商讨和核算。尽可能降低建筑的体型系数，保障工业建筑的各项功能健全，是实现工业建筑节能减碳效果的关键点[4]。

3.2 通风设计

通风质量会直接影响工业生产服务能否有序进行，良好的通风设计质量不仅能够保障工业生产顺利进行，而且能实现缩减能源消耗量、减少碳排放的效果。做好工业建筑的通风设计工作，能优化空气质量，减轻通风系统工作时产生的噪声污染，降低能源消耗量。具体来讲，在工业建筑的通风设计中，首先要合理运用空气流动引起的气压差与温度差，实现良好的建筑物通风。其次，在规划建筑物高度时，若建筑高度不一致，则要做好错序排列设计方案，进而实现顺畅通风。再次，要根据所在地气候条件展开综合性分析，按照不同季节、风向、风量等参数，借助信息技术与手段监测室外通风参数，调节建筑通风装置，把控建筑的空气交换量与交换次数。最后，工业建筑设计还应参照住房建筑节能标准中的一系列参数。若建筑物结构较为复杂，则可选用机械式通风设计，并重视自然风的辅助作用，在两者的配合作用下达到节能减碳的效果。

3.3 采光设计

采光设计在工业建筑的绿色节能减碳设计中非常关键，若楼栋间的距离布局不合理，则会影响工业建筑室内的采光效果。同时，随着各类新技术的广泛应用，除了要确保楼栋间的距离，还要综合考量光反射给楼栋带来的光线影响，科学开展设计。第一，要提高自然光的利用效率。在设计时要充分考虑室内的光照程度，适当增加室内反射光板的结构面积，尽可能重复利用自然光，减少电力与自然光源的浪费[5]。第二，对工业建筑要适当增加过堂结构，提高自然光的渗透面积，实现自然光的良好运用。第三，科学利用太阳能、风能等绿色清洁能源。例如，借助太阳能辅助路灯等照明设备，采用太阳能板驱动照明系统，能够减少工业建筑的能耗量。

3.4 保温设计

随着工业建筑规模的日渐扩大，能源消耗与环境破坏愈发严重，尤其是冬季供暖之后，能源消耗量明显升高，对环境的破坏也日渐严重。因此，绿色节能减碳设计也要体现在保温结构中，高度重视工业建筑的外墙体保温及屋面保温等。首先，外墙体要优选保温材料，一般采用岩棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板等材料。其次，外墙保温节能设计要根据内墙和外墙的不同区别设计。其中，外墙可采取蒸压加气混凝土砌块与硬质泡沫聚氨酯板，而内墙则可组合使用硬质泡沫聚氨酯板与烧结煤矸石多孔砖。最后，屋面保温设计通常选用泡沫玻璃板、蒸压加气混凝土板以及膨胀珍珠岩板等材料，均能发挥良好的保温效果。

4 绿色节能减碳措施在工业建筑中的运用

4.1 外围护体系的绿色节能减碳措施

工业建筑的外围护体系具有遮风挡雨、采光、通风等功能，与工业建筑的能源消耗、碳排放密切相关。经过大量调研发现，在我国所有的工业建筑外围护体系中，外墙的能源消耗量最大，占据工业建筑总能耗的一半左右。因此，在对工业建筑进行绿色节能减碳设计时，需要重视外墙设计，通过科学设计降低建筑能耗，实现节能减碳的效果。

通常情况下，我国工业建筑外墙设计会选择空心砖之类的单一材料。相较于过去的实心砖，这类材料虽然质量更轻且导热性能更佳，但是随着社会的发展以及“双碳”目标的提出，对建筑的节能减碳提出更高要求，单一的空心砖将逐渐被淘汰。因此，设计人员需要及时改变观念，实施复合型墙体方案，即将保温材料加装在空心砖外墙上，从而全面提高外墙的导热性能，避免热量散发，减少建筑的能源消耗量。此外，针对墙体结构而言，需要在保障墙体承载能力达到标准的前提下，大幅提高外墙的保温能力，特别是外界温度起伏较大时，墙体的保温性能更加明显[6]。

4.2 内部空间的绿色节能减碳措施

在工业建筑建设中运用绿色节能减碳措施，并非仅仅通过建筑设计减少对环境的破坏，节约能源，同时也要为工业生产提供更加舒适、安全的空间环境。因此，在工业建筑设计过程中还要重视内部空间的设计，采取弹性化设计，打造舒适、和谐的空间环境。具体来讲，就是立足工业生产特征和需求等现实因素，合理调整内部空间，确保工业建筑空间能呈现出最大的使用价值。通常情况下，工业建筑主要由生产车间和办公区域两部分组成，两者有着不同的功能表现。生产车间更为看重楼板的承重能力及各种大型机械设备的稳定支撑等，在设计室内空间时，需要留足够后期的操作空间和畅通的物流通道，保障生产工作不受影响；办公区域主要是人员办公的场所，该区域内的人员数量不定，因此在空间设计时，要留足冗余的承载量。另外，水、电及网络等方面同样要预留一定的调整空间，确保工业建筑内部空间发生变化后，使用功能不受影响。

4.3 重视节能与智能化设计

在对工业建筑进行绿色节能减碳设计时，一定要结合地方气候条件因素，在确保室内环境参数的基础上，优化围护结构的保温隔热性能，提升工业建筑设备及系统的能源利用效率，并借助绿色清洁能源，降低暖通、给排水以及电气系统的能源消耗。因此，在工业建筑设计过程中，除了要关注外墙与室内空间的设计，还要重视节能与智能化方面的设计，只有这样才能真正实现绿色节能减碳效果。

在绿色节能设计方面，需要聚焦于材料选择，确保工业建筑质量符合标准，优选对环境污染小、碳排放少的可再生能源或绿色清洁能源，避免工业建筑建设过程中对环境造成较大破坏。而在智能化设计方面，则要重视大数据、物联网等技术的运用。如实现智能化管控，能够精准把握办公室所有电气设备的使用情况，并进行远程操控；实现一键化情景模式，在会议开始前能够一键调整到最适宜的温湿度，提前准备好会议需要的所有材料，提高会议的进行效率；实现物联数据的可视化，能够全面采集工业生产区域的信息，借助各类传感器将温度、能耗等信息以图像形式表现出来，便于管理人员了解工业建筑的能源消耗情况与碳排放情况，从而更有针对性地控制建筑能耗[7]。

4.4 合理设计工业建筑布局

要设计出科学合理的建筑布局，就应确定适当的工业建筑间距，增强对太阳能、风能的应用，从而降低工业建筑对电力能源的消耗量，进而实现绿色节能效果。在工业建筑布局设计中，相较于北面的建筑，南面的建筑高度要相对更低一些，体型也更小一些。这是因为在夏季时，矮小的建筑能够减少对南风的遮挡，保证其顺利贯穿至北面建筑；而冬季时，北面的工业建筑也能抵挡住西北风，避免其进入南面的建筑内部[8]。在间距设定方面，需要确保两侧的工业建筑均能得到充分的日照，提高工业建筑之间的通风性能以及工业建筑与外部空间之间的热交换能力，进而实现自然降温的效果。另外，要合理设计工业建筑的体型系数。建筑体型系数是指建筑物与室外大气接触的外表面同其所包围体积的比值，系数越大则代表建筑的能源消耗越大。因此，在工业建筑设计过程中，需要尽量避免出现凹凸面，应多采取平面设计，以减小体型系数，达到降低能耗的效果。

5 结语

工业建筑设计会直接影响企业的生产效率和管理质量等方面，随着我国工业发展日渐加快，工业建筑规模也在不断扩大，各类工业园区的兴建也对工业建筑提出了更高要求。

通过本文分析可知，工业建筑的绿色节能减碳设计需要遵循整体性、舒适性与高效性原则，把握好建筑选址、通风、采光以及保温等方面的设计要点，重视建筑外围护、内部空间、节能与智能及工业建筑整体方面的设计，全面贯彻绿色节能减碳理念，优化设计方案，不断节约工业建筑的能源消耗，减少碳排放和降低污染，从而实现工业建筑的可持续发展。