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基于绿色建筑设计理念的工业建筑设计

2025-05-27 11:24:16 

工业建筑设计过程中,设计师要对建筑功能需求有全面认知,并根据绿色建筑理念进行优化设计,在满足生产需求的同时,合理选用节能设备和绿色建筑材料,有效降低工业建筑的能耗和排放。基于绿色建筑设计理念,对工业建筑设计进行优化,可有效降低能源浪费,为建筑使用者提供良好生产工作环境,同时也能提高工业建筑的经济和社会效益,推动建筑业健康发展。

基于绿色建筑设计理念的工业建筑设计

1、绿色整体设计

在绿色建筑设计理念指导下,工业建筑设计应充分开发和利用各类能源与材料,满足节能环保要求。一方面,要加强设计师的职业素质和环境保护意识,做好室内构造和材质的节能设计,把绿色建筑理念贯彻到整个建设过程中,以此来提高建筑节能效益。另一方面,还要完善建设计划与建设流程,强化建设全流程管理,实现废物达标排放与重复使用,缓解高能耗等问题,提高工业建筑节能指标。

工业建筑项目总平面规划需充分利用当地常年风向,在主体建筑布局中留出通风廊道,以利于建筑单体的通风,减少能耗。建筑单体充分利用自然通风,减少空调使用。基于绿色整体设计,项目注重工业建筑与周边环境的和谐共生,保护生物多样性,促进绿色生态网络建设,室内外景观采取树木、花园、水体等绿化措施,可改造局部小气候。在设计初期融入生态思维,通过优化建筑布局、采用自然采光与通风策略等方式实现节能目的,因此项目中建筑构件结合造型,加强了遮阳构件的作用,既符合气候特点、又具有技术美感。

为了实现绿色资源高效利用,项目中大面积屋顶用来放置光热发电设备,可作为园区补充能源。将光伏发电系统应用在建筑屋顶上,不仅可以隔绝太阳辐射,还可以将太阳能转化为电能,供应建筑内部的照明系统,减少外部墙体温度,降低室内空调负荷。

2、绿色单体设计

在不同的工业建筑空间内,各种设备运行采用不同生产流程,完成多种生产任务,工序之间存在着多种能量转换,并会产生相应废弃物。能量的循环利用是制造行业追求的理想生产目标,然而在实际生产中无法完全回收,提高可回收能量的比例,已成为现代绿色建筑理念下工业建筑设计的重要方向。在总体规划方案下,针对工业生产过程中能耗、机械散热、环境保护等方面的问题,有针对性地采取节能措施,对不同建筑空间的窗户、屋顶、墙壁在采光、材料、通风,甚至是吸收热量等方面都采取单独设计。在工业建筑设计中,通过合理单体化设计,能够最大限度提高生产效率,满足生产需求,同时还要重视建筑本身的热量交换系统与生产布置之间的能量、材料运输等问题,把工业建筑中的各部分进行有机整合,在保证生产流程要求的前提下,尽量减少能耗,提高资源利用效率。

3、绿色节能设计

1)通风采光与照明设计

在通风方面,需综合考虑自然通风与机械通风的结合。自然通风通过合理布局窗户和天窗,利用风压和热压原理实现空气对流,减少能耗。机械通风则通过安装排气扇、通风机等设备,确保室内空气质量。设计时,可引入智能控制系统,根据室内温湿度自动调节通风设备,实现节能效果,也可以利用太阳能、风能等可再生能源为通风系统供电,进一步推动绿色低碳设计。节能设计采用被动式通风,合理布局工业建筑中窗户与天窗位置,利用风向和温差形成自然对流,减少机械通风的依赖。

在采光方面,工业建筑窗户可使用百叶窗或其他遮阳装置,平衡采光与遮阳需求,避免阳光直射室内温度快速升高。在建筑节能设计方案中融入遮阳技术,采用铝合金百叶窗和滚动式百叶窗作为外遮阳构造,采用双层玻璃作为中间遮阳结构来降低太阳直射,并结合室外遮阳的方法来维持房间的适宜温度。使用空心百叶窗的内遮阳能够阻挡80%以上的太阳红外辐射,并且不会对工业建筑室内照明造成干扰,能够保持室内温度平衡,基本能使室内温度指标下降4~6 ℃ ,工业建筑可节省大约30%的空调能耗。

传统建筑照明节能设计主要是通过调节系统运行负荷、减少开灯数量以及加装节能灯等方式实现,但局限性较大。通过调整工业建筑的朝向和布局,增加墙体门窗比例,采用高透光门窗并减少密闭隔层数目,不仅可以缩短建筑物照明系统使用时间,而且可以提高建筑物采光强度。根据工业建筑具体生产安排,将需要照明的区域有序划分,明确照明时段与强度,也可以根据建筑使用需求在特定时刻开启照明系统。在进行设计时,要尽可能地选用高能效灯具,并满足建筑物使用要求以及使用者对于光源质量的要求,综合比较不同光源功率、照明度、灯具成本,经过全面评估后,选出具有较高性能价格比的照明方案。例如,将一般的钨丝灯换成高压钠灯,不仅可以提高灯具的亮度,还可以节约能耗和成本。应用声音控制和感应控制灯具可以在无须照明时自动关闭灯具,减轻电能消耗。

2)建筑墙体保温设计

以往工业建筑多以水泥、水泥砂浆、砖块等为主要墙体结构,但近年来,随着对保温、节能等要求的提高,新型有机建筑材料正在逐渐替代原来的无机建筑材料。传统的无机隔热材料隔热效果较差,且拆卸后的建筑废料不可重复使用,已不能满足建筑行业对节能环保绿色设计的需求,一些有机化合物具有良好的隔热和生物降解性能,可以很好地满足隔热和节能的需要。工业建筑可以在墙体外涂覆无机材料,形成新型复合隔热墙,在承载、隔声等方面具有优异的效果,并具有良好的保温性能。

工业建筑可以使用铝合金门窗,在外墙和节能框架之间填充防水砂浆,且防水砂浆厚度不能超出外墙外框厚度。在防水砂浆完全干透、验收合格后,才能安装铝合金主体框架,在它和附框之间用聚氨酯发泡剂填充缝隙,收口处采用中性密封胶,以确保工业建筑气密性。门窗可采用热反射镀膜玻璃、中空玻璃等节能保温材料,加强门窗遮光能力,同时对门窗做一定程度密封,从而实现隔热保温,在降温同时也能减少工业建筑热量损失,应尽量避免使用吸水性强的保温材料。双层玻璃幕墙保温效果相对较好,是一种性能价格比较高的新型幕墙,要降低窗户和窗户玻璃的散热,需要从原材料、加工工艺等方面进行调整,例如Low-E玻璃传热系数和遮阳系数较小,能够实现绿色建筑设计理念。

3)建筑围护结构设计

项目围护结构由外墙、屋面、楼板等组成,在采用绿色建筑设计同时,要确保各结构达到平衡,施工过程中要根据日照变化来决定墙体布置方式。同时要考虑到风速改变等环境因素,强化建筑节能设计。外墙设计采用岩棉板、聚氨酯等保温材料构筑双层砌体内墙或组合空心砌体内墙,再通过多层材料的组合提高外墙隔热效果。工业建筑外墙使用彩钢波纹板金属幕墙,采用低导热率彩钢波纹板,与玻璃棉、岩棉等高效保温材料相结合,在幕墙内部构筑隔热层可以有效地阻隔内外热传递。采用双层幕墙设计形成空气间层,利用空气层的热阻效应,进一步提高隔热效果。建筑使用特殊造型的波纹板增加太阳辐射的反射和散射,降低太阳热能对室内温度的影响,还要注意幕墙接缝的密封保温细节处理,避免产生热桥效应。

4、整体建筑质量管控

整体建筑质量管控要保证设计方案能够充分体现绿色建筑思想,包括合理选址、优化布局、采用节能高效的建筑围护结构及材料、集成可再生能源利用体系等。例如使用环境友好型防水涂料和优质防水卷材等绿色材料,由于其优异的防水性,可以有效防止水分渗入建筑结构,延长建筑物使用寿命,提高建筑物耐久性!绿色建材设计注重便捷性,便于施工和安装操作,能够简化施工步骤,降低作业复杂程度,在加快建设进程的同时还能够提高总体工程质量。

在工业建筑的建设过程中,要加强对质量的控制,严格遵循绿色建筑的标准与施工规范,采用绿色施工技术,提高施工效率与精度,降低材料浪费,减少对环境的污染。例如项目在厂房仓库屋顶光伏发电系统安装施工之前,必须对其结构及承载能力进行分析,光伏系统的面板太阳能电池板和支撑结构会给房顶带来更大的压力,所以要保证屋顶的承载性,根据具体情况采取加固措施或更换轻质光伏组件。另外,还要加大资金支持力度,引进先进的垃圾分类处理体系,对工业建筑建造中产生的建筑废物实行分类处理和回收,实现绿色设计目标。在工业建筑建设完工阶段,要加强项目的验收和评价,根据绿色建筑标准以及相关法律法规,对项目进行全面验收与评估,保证建筑的质量符合设计要求,达到绿色建筑评价标准。

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