工業(yè)建筑節(jié)能設計研究
時間:2022-09-15 03:24:33
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1前言
我國正處于工業(yè)化初期,工業(yè)產(chǎn)值是國民經(jīng)濟總值中非常重要的組成部分??梢灶A見的是,在較長時間內(nèi),工業(yè)仍然是我國經(jīng)濟結構的主要組成部分。同時由于技術水平、生產(chǎn)工藝等因素決定了高污染、高能耗產(chǎn)業(yè)短時間內(nèi)無法被取代,材料能源消耗、污染物排放等問題依然不容忽視。在此背景下,我國綠色建筑行業(yè)卻百業(yè)待興,亟需推廣與普及。然而,我國工業(yè)生產(chǎn)的資本積累已經(jīng)有一定的實力,國家也逐漸開始重視環(huán)境保護和資源控制,工業(yè)發(fā)展也正在從粗放型向環(huán)保高效型轉變。綠色工業(yè)建筑雖然增加了初期的建設成本,卻有效地減少了工業(yè)運作過程中的能源浪費,并提高了員工生產(chǎn)環(huán)境的舒適性,提升了企業(yè)的軟實力,樹立了具有社會責任感的良好形象。因此,無論從外部的國家環(huán)境,還是內(nèi)部的企業(yè)能動性,綠色工業(yè)建筑已成為一種必然的趨勢。
2工業(yè)建筑的發(fā)展現(xiàn)狀分析
在導致人類生活環(huán)境變化的各種因素中,工業(yè)生產(chǎn)無疑是一股重要力量。而實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)建筑,就成為了影響人類生存環(huán)境的主要因素之一。在傳統(tǒng)的制造觀念上,人們對工業(yè)建筑的主要使用要求定位在基本的功能上,即低廉的造價和更大的價值輸出。而在上個世紀,我國的工業(yè)生產(chǎn)還在不斷地追趕世界發(fā)展的腳步。在這個過程中,為滿足低造價的需求,我國進行了粗放式的生產(chǎn)制造,而這一建設模式,加重了我國在過去四十年里的環(huán)境污染和能源消耗問題。但隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展,為更好地滿足高層次的生產(chǎn)需求,減少對環(huán)境的破壞與能源的浪費,過去的產(chǎn)業(yè)結構和生產(chǎn)模式亟需進行調整,并依照現(xiàn)有的產(chǎn)生體系進行升級換代,完成對電子裝配、制藥產(chǎn)業(yè)等新型高精尖工業(yè)建筑的改造與更新,保證節(jié)能與綠色設計的有效開展。
3工業(yè)建筑的綠色實踐研究
現(xiàn)代工業(yè)建筑對生產(chǎn)空間的空調溫濕度要求高、單位面積的建筑能耗大,因此工業(yè)建筑更加依賴于節(jié)能設計,如何將“節(jié)能、生態(tài)、綠色、環(huán)?!钡壤砟钣蓸苏Z轉化為實際,是建筑師重點探尋的方向。下面將介紹為解決建筑節(jié)能問題的所使用的生態(tài)策略,以及相應的綠色技術。
3.1新型幕墻系統(tǒng)
玻璃幕墻是工業(yè)建筑中經(jīng)常見到的一種立面形制。但玻璃幕墻的現(xiàn)代通透感和其較大的能耗損失相互矛盾。因此,現(xiàn)代建筑師常用的處理方法是采用外循環(huán)呼吸式雙層幕墻。不同于普通的玻璃幕墻,其獨特之處就在于其創(chuàng)新的雙層結構及中間的空氣間層,使該系統(tǒng)具有較強的通風換氣、隔熱、隔聲的功能。在夏天,遮陽百葉被放下,幕墻的輻射得熱大幅減少。與此同時,打開幕墻內(nèi)部進出風口的活動閘門,留出豎向的熱通道。在煙囪效應的拔風作用下,通道內(nèi)的熱空氣上升,由頂部排風口排出,同時外界的冷空氣匯聚到熱通道,帶走熱通道內(nèi)的熱量,降低內(nèi)側幕墻表面溫度。而在冬天,百葉收起,陽光照射使空氣增熱。此時關閉熱通道的進出風口的活動閘門。由于空氣被封閉在玻璃間層中,吸收太陽的幅射熱后,溫度升高,較熱的空氣停留在熱通道內(nèi)無法排出,在溫室效應的作用下,幕墻內(nèi)側的表面溫度升高,從而達到減少室內(nèi)熱量流失、保溫節(jié)能的效果。該幕墻系統(tǒng)較好地解決了現(xiàn)代工業(yè)建筑對外立面輕盈通透與保溫隔熱的矛盾,實現(xiàn)了工業(yè)建筑的通風、保溫、隔熱,從而達到節(jié)約能源的效果。
3.2建筑設備的節(jié)能設計
在工業(yè)建筑的能源消耗中,設備占據(jù)了極大的比例。建筑設備的節(jié)能設計,對象主要包括空調、電梯、照明、通風、變配電以及自控設備等。首先,在工業(yè)建筑中,空調系統(tǒng)消耗了整個建筑中最多的能源,其能耗占到了實際使用的六成左右。在空調的使用過程中,為更好地促進基本的設計生產(chǎn)需求,空調節(jié)能設計就成為了整個系統(tǒng)中的重要方面。而為了降低能耗,則可以考慮冰蓄冷+地源熱泵類以及智能數(shù)碼類的多聯(lián)空調系統(tǒng)來實現(xiàn)對余熱的回收,并以此來實現(xiàn)對能源的多次利用。而對于空調系統(tǒng)的控制,也需要獨立設置一個有效的空調控制區(qū)域,通過直觀的有效控制,確保生產(chǎn)能源的節(jié)約。其次,對于電器設備,例如變壓器、照明燈、電梯等建筑設備,可以選擇合理的節(jié)能產(chǎn)品,并依照照明的基本需求,進行靠近窗戶的燈具設計,從而促進對場所的自然采光節(jié)能設計。最后,實施能源綜合管理制度。對于現(xiàn)代工廠建筑的日常生產(chǎn),合理的能源綜合管理設施,可以更好地將資源進行整合。與此同時,把建筑內(nèi)部各種不同的機電設備,例如電力、給排水、空調、照明等,整合為一個彼此連接、完整、相互協(xié)作的集成系統(tǒng),并依照相應的管理控制渠道,對生產(chǎn)系統(tǒng)進行優(yōu)化集中,從而促進生產(chǎn)流水線的節(jié)能減排。
4現(xiàn)代生態(tài)環(huán)保理念的實踐
隨著現(xiàn)代生產(chǎn)體系的逐漸成熟,應用生態(tài)綠色環(huán)保的概念來創(chuàng)造融合共生的體系,可進一步地推進綠色策略的應用。在推行綠色理念的設計過程中,水循環(huán)系統(tǒng)、地源熱泵、冰蓄冷空調系統(tǒng)、太陽能集能等新型技術日漸成熟,逐漸成為了綠色節(jié)能設計的重要部分。
4.1水循環(huán)系統(tǒng)
在水資源的利用過程中,為更好地促進工業(yè)生產(chǎn)中的水循環(huán)過程,可設計雨水收集系統(tǒng),并通過景觀水系和循環(huán)系統(tǒng)的設計,促進水循環(huán)系統(tǒng)的綜合利用,形成一條自然循環(huán)的生態(tài)鏈。
4.2地源熱泵系統(tǒng)
地源熱泵是在世界范圍內(nèi)大力推行的一項新型綠色技術,其對綠色節(jié)能效果的推動十分有力:不產(chǎn)生噪音、無害氣體排放、對地下水零污染;在使用的最終效果上,節(jié)能高效、運行費用低,僅為普通空調系統(tǒng)的1/2。更可貴的是,地源熱泵系統(tǒng)運行情況良好,維修成本低。
4.3冰蓄冷空調系統(tǒng)
冰蓄冷系統(tǒng)的使用時間與傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)相反,它在午夜之后的用電低谷時期,利用電制冷機制冷,同時將冷量轉化為冰,并以冰的形式儲存下來。到了用電高峰期的白天,再將冰的能量釋放到建筑內(nèi)部,以滿足廠房的制冷需求。在這樣一套系統(tǒng)中,電成為了二次能源,進行制冰蓄冷過程,雖然是一種不夠經(jīng)濟的做法,但權衡利弊,該系統(tǒng)的社會效益顯著:它大大地提高了電網(wǎng)負荷率,也有利于平衡電量,保證了電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行;大大提升了建筑發(fā)電能力,有效節(jié)省了經(jīng)濟成本。
4.4太陽能體系的建設
在現(xiàn)代新能源的不斷開發(fā)過程中,太陽能作為一項被大力推廣的新型能源,可作用于廠房內(nèi)的室內(nèi)照明、廠區(qū)外的路燈照明系統(tǒng),亦可以在屋頂架設太陽能集熱供水系統(tǒng),用于建筑的電力、熱力使用,從而實現(xiàn)了能源利用的綠色環(huán)保化。
5結語
隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展,工業(yè)建筑的產(chǎn)能在不斷增加,其自身對人類社會帶來好處的同時,也加重環(huán)境的負擔,如何應用節(jié)能環(huán)境保護,則成為了整個生產(chǎn)體系內(nèi)需要重點考慮的問題。我們應清醒地認識到,在我國工業(yè)節(jié)能設計才剛剛起步,尤其對于工業(yè)建筑而言,“生態(tài)、綠色、環(huán)?!痹诖蠖鄶?shù)情況下處于口號階段。現(xiàn)代的建筑師不僅需要在技術層面進行研究探索,更為關鍵的是提升建筑師對生態(tài)、綠色、節(jié)能、環(huán)保的認知與意識,同時將這些先進的理念積極向用戶和社會宣傳與推廣。
作者:朱彥波 單位:武漢大學城市設計學院
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