工业建筑作为高能耗领域，其节能减碳设计对实现“双碳”目标具有关键作用。传统工业建筑设计模式存在能效割裂、技术堆砌等问题，难以满足低碳化转型需求！下面广东建科设计的研究以整体性能优化为导向，旨在形成可复制的工业建筑低碳设计方法论，希望对从事工业建筑设计的朋友有帮助。
1、通风设计
从空间布局层面来看，建筑朝向和场地风环境的协同设计是基础性措施。笔者认为，通过合理规划工业建筑的朝向，使其与主导风向形成适宜夹角，可有效利用穿堂风增强室内空气流通效率！比如在冶金工业厂房设计中，建筑朝向偏离南北向时需控制与风向的夹角在30°-60°之间，同时通过调整建筑间距（通常为前排建筑高度的2.2-3.5倍）避免气流阻滞，从而减少机械通风的介入频率。对于多跨厂房，避免热跨相邻的布局方式可防止局部高温区对整体通风效率的干扰，此类设计需结合热压通风原理，通过提升进排风口的高度差强化自然对流效应！
通风系统的技术路径选择需根据工业建筑类型的差异化实施。一类工业建筑可优先采用自然通风主导模式，通过可调节式天窗、侧窗及地下风道的组合设计，形成动态气流通道。当外墙进风面积受限时，地下风道可发挥预冷空气的作用，在夏季降低进风温度，减少制冷负荷。二类工业建筑因生产工艺可能产生余热或污染物，需采用混合通风系统，即在自然通风基础上设置局部机械排风装置。这种模式既能在非生产时段利用自然通风维持基础换气，又可在污染物浓度超标时启动机械系统定向排除，实现能耗的精准控制。值得注意的是，通风口的位置选择需结合热源分布，将进风口布置在热源间断区域可避免高温气流短路，同时通过设置可开关的维护装置保障系统可操作性。在建筑改造项目中，优先保留原有通风结构并对其进行性能升级，例如将传统天窗改造为智能启闭式通风装置，或在地下室增设导流风道提升自然通风潜力！材料选择方面，采用低隐含碳的预制构件减少施工阶段的碳排放，同时通过模块化设计预留未来技术升级接口，例如预埋通风管道加固件以适应后期高效过滤设备的加装。
2、采光设计
建筑朝向需结合当地光气候特点，优先选择南向布局以最大化冬季日照时长，同时通过合理控制建筑间距避免周边环境对采光的遮挡。对于大跨度或者深进深厂房，传统的侧窗采光难以满足均匀性要求，需引入顶部天窗或导光管系统作为补充！例如冶金类厂房通过设置锯齿形天窗，既能增加采光面积又可形成热压通风通道，实现光热协同设计。在空间形态处理上，过堂结构的引入可提升自然光覆盖范围，通过反射光板等装置对入射光线进行二次分配，使纵深区域获得更均衡的照度。
材料选择设计方面需结合光热比参数选用高透光率材料，在寒冷地区优先选用光热比大于1.2的Low-E玻璃，既能保证采光需求又可减少冬季热损失！对于存在高温设备的工业建筑，采用浅色外墙与智能调光玻璃的组合方案，可在夏季反射太阳辐射热的同时调节室内光照强度。导光管系统的应用需根据厂房高度差异化设计，6米以下空间宜采用棱镜导光管，而高空厂房更适合安装反射式导光装置，通过优化导光路径减少光能衰减。
3、保温设计
对于一类工业建筑（以电子装配及机械加工为主），外墙宜采用复合保温系统，如岩棉板与蒸压加气混凝土砌块的组合构造，既能满足A级防火要求，又能将传热系数控制在0.45W/（m²·K）以下。在严寒地区，通过增设防潮层与空气间层可有效阻断热桥效应，避免结露导致的保温性能衰减。金属围护结构的应用需重点关注气密性处理，采用咬合锁边与密封胶双重措施，减少冷风渗透造成的热损失！屋面设计中，倒置式构造通过将保温层置于防水层之上，可降低温度应力对材料的影响，延长使用寿命，而坡屋面结合反射涂层的做法能减少夏季太阳辐射热吸收。
二类工业建筑（存在高温生产环节）的保温设计需与通风系统形成动态耦合，在热源集中区域设置可拆卸式隔热屏障，采用硅酸铝纤维板等耐高温材料进行局部隔离，既防止余热扩散至非生产区域，又为自然通风创造温度梯度。对于间歇性运行的厂房，围护结构热惰性指标需与运行周期匹配，通过相变材料的嵌入实现热量的时空调控，例如在金属夹芯板中集成石蜡基相变层，可在生产时段吸收过剩热量并在非生产时段缓慢释放，降低空调系统负荷！采光顶棚的双层中空玻璃构造需优化间隔层气体配比，充填氩气可将传热系数降低至1.1W/（m²·K），同时保持85%以上的可见光透射率。
4、新能源利用
在节能减碳目标驱动下，工业建筑新能源利用设计需突破传统能源供给模式，构建与生产工艺深度融合的可再生能源系统。光伏技术因其适应性成为核心载体，通过建筑一体化设计实现空间效能与能源产出的双重提升。工业建筑的大跨度屋顶、高耸外墙及附属设施为光伏组件提供了规模化安装条件，但需在结构安全、热工性能与生产需求间寻求平衡！例如金属屋面采用BIPV技术时，需同步优化支架系统与屋面板抗风揭性能，并控制光伏阵列间隙以维持排水功能。对于存在高温辐射的生产车间，光伏组件与隔热屏障的复合构造既可阻隔余热扩散，又能通过空气夹层形成散热通道，降低光伏板温度衰减造成的效率损失。