何夢瑤

（華陸工程科技有限責(zé)任公司，西安 710065）

1 工業(yè)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)概述

工業(yè)建筑種類繁多，有人員操作密集型，也有以機(jī)械化生產(chǎn)為主的工業(yè)廠房；就室內(nèi)環(huán)境而言，有對室內(nèi)環(huán)境溫度、濕度有要求的精密實(shí)驗(yàn)廠房及空間開敞的高大空間廠房建筑，也有設(shè)備散熱量大，需要考慮通風(fēng)的工業(yè)建筑，還有對室內(nèi)采暖有要求的工業(yè)建筑。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)兼顧節(jié)能和廠區(qū)實(shí)際兩方面。

工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)難點(diǎn)，一是工業(yè)建筑不僅需考慮常規(guī)設(shè)計(jì)因素，還要考慮減排、工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保、綠色、可持續(xù)發(fā)展、可再生能源利用、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材及氣候異常影響等；二是無法明確節(jié)能設(shè)計(jì)能否達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

2 工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1）熱工設(shè)計(jì)分區(qū)及分類。按照我國氣候條件來劃分，可將工業(yè)建筑所在地區(qū)劃分為：溫和地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)、寒冷地區(qū)、嚴(yán)寒地區(qū)。根據(jù)工業(yè)建筑的環(huán)境控制及能耗方式可以分為一類工業(yè)建筑和二類工業(yè)建筑。

2）建筑的外部環(huán)境。工業(yè)建筑的布置以及朝向大多時(shí)候受到生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程的影響，所以，建筑工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)在一開始充分了解項(xiàng)目建設(shè)地的地理?xiàng)l件，例如，有大量熱量散發(fā)的設(shè)備則周圍應(yīng)避免設(shè)計(jì)建筑，從而造成能耗增加。

3）建筑外形。降低建筑的體形系數(shù)，會(huì)對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能產(chǎn)生較大影響。

4）建筑外墻。工業(yè)建筑能源消耗的主要部分來自建筑物外墻的熱消耗。工業(yè)建筑物隔熱性如果較差，會(huì)帶來一定程度的能源消耗。

5）建筑屋面。屋面保溫層最好不要選擇吸水性好的材料，原因是保溫層吸入大量水分會(huì)降低保溫效果，并導(dǎo)致材料凍脹進(jìn)而失去保溫作用。傳熱系數(shù)大以及密度高的材料也不適合建筑屋面，會(huì)增加屋面重量。

6）建筑門窗。窗戶的導(dǎo)熱系數(shù)因其材質(zhì)高出墻體和屋面許多，夏天的太陽輻射以及冬天的冷風(fēng)和雨雪主要從門窗進(jìn)入，密封性能優(yōu)秀的門窗可以有效提升建筑的節(jié)能效果。

3 工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)例

3.1 建筑基本情況

該建筑為一廠房。項(xiàng)目所在地區(qū)建筑熱工分類屬于嚴(yán)寒C區(qū)，建筑內(nèi)部有供暖空調(diào)設(shè)備，屬于一類工業(yè)建筑。結(jié)構(gòu)體系為鋼排架結(jié)構(gòu)加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。體形系數(shù)為0.11，窗墻比0.5，滿足規(guī)范規(guī)定。

首先在節(jié)能軟件中建模，該建筑有兩個(gè)結(jié)構(gòu)體系，且兩部分室內(nèi)外高差為100 mm。所以，在模型建造過程中不能按實(shí)際樓層，需將建筑分解為5個(gè)平面。第一個(gè)樓層高為100 mm，向上依次為900 mm、4 500 mm、5 600 mm及7 500 mm。

3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)

該建筑鋼結(jié)構(gòu)部分外墻為厚100 mm的巖棉夾芯板，其下為1 000 mm高、300 mm厚的蒸壓加氣混凝土砌塊墻，屋面為120 mm厚玻璃絲綿夾芯板。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)部分的外墻和內(nèi)墻均選擇蒸壓加氣混凝土砌塊，厚度分別為300 mm、200 mm，屋面設(shè)計(jì)的是鋼筋混凝土現(xiàn)澆屋面板。外墻砌體保溫層為厚聚苯板，厚度在20 mm，屋面保溫層為擠塑聚苯板，厚度在50 mm。該建筑窗戶較多，外窗采用間層12 mm、玻璃厚度為6 mm的雙層中空玻璃。周邊地面墊層下鋪設(shè)厚500 mm、1∶6的水泥焦砟。鋼結(jié)構(gòu)屋面熱工性能、鋼筋混凝土屋面熱工性能、屋頂平均熱工性能、巖棉夾芯板墻體熱工性能、蒸壓加氣混凝土砌塊墻體熱工性能分別如，見表1～表5。

表1 鋼結(jié)構(gòu)屋面熱工性能

表5 蒸壓加氣混凝土砌塊墻體熱工性能

該建筑規(guī)定性指標(biāo)滿足一類工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要求，故不需要做權(quán)衡判斷。如果建筑物的某項(xiàng)規(guī)定性指標(biāo)不符合規(guī)范，必須科學(xué)評估其總體熱工性能。

3.3 工業(yè)建筑節(jié)能措施

1）外墻。具體措施包括使用高效保溫材料或利用巖棉夾芯板外墻來提高墻體的保溫性能，其在工業(yè)建筑中應(yīng)用廣泛，不僅安裝便攜，還易于拆除改造。材料的保溫性能不同，應(yīng)選擇最滿足經(jīng)濟(jì)與節(jié)能雙重標(biāo)準(zhǔn)的保溫材料。從隔熱考慮，可以采用淺色外飾面；可采用通風(fēng)墻、干掛通風(fēng)幕墻；在墻面做垂直綠化，不僅使立面豐富，也可起到隔熱作用。

表2 鋼筋混凝土屋面熱工性能

表3 屋頂平均熱工性能

表4 巖棉夾芯板墻體熱工性能

2）屋面。采用種植屋面或?qū)⑽菝娓脑斐蔀樾钏菝?，這對于保證廠房室內(nèi)恒溫恒濕有顯著效果。實(shí)際使用中可用草毯種植代替土壤種植，其質(zhì)量輕、蓄水力強(qiáng)、施工方便。

3）門窗。如今，門窗的能量損失約占建筑能耗的1/2，其中，通過玻璃的能量損失占門窗能耗的4/5[1]。減小門窗所占圍護(hù)結(jié)構(gòu)的比例、加強(qiáng)門窗密封性能、采用彈性密閉材料及多腔封閉式的框料、采用保溫效果強(qiáng)門窗、根據(jù)所在地區(qū)有利朝向以及主導(dǎo)風(fēng)向進(jìn)行合理設(shè)計(jì)、向陽面的門窗及采光頂應(yīng)設(shè)置遮陽措施，都可以提高節(jié)能性能。

4 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使得工業(yè)建筑設(shè)施的投入在飛速增長的同時(shí)，工業(yè)能源消耗量也在急劇增加。在這樣的情況下，節(jié)能設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目所在熱工分區(qū)的傳熱系數(shù)要求、項(xiàng)目屬性及當(dāng)?shù)夭牧媳憬菪缘囊蛩剡M(jìn)行墻體、屋面、門窗等熱工性能設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出自然優(yōu)美、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的工業(yè)建筑，使我國在工業(yè)建筑節(jié)能這一領(lǐng)域取得顯著突破。