綠色工業建筑設計要點淺議

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摘要：從目前建筑業發展的實際情況來看，建筑業污染給人們的生產與日常生活均帶來了不容忽視的負面影響，也降低了工業建筑的使用期限。為了貫徹可持續發展理念，有必要在建筑設計中引入綠色節能理念。基于此，本文闡述了綠色建筑的含義和綠色設計理念的優勢，并結合某工廠對綠色建筑設計進行了全面探究，希望可以促進工業建筑領域的健康發展。

關鍵詞：綠色工業；建筑設計；資源節約；可持續發展

有關數據顯示，我國每年由于環境污染造成的損失占當年GDP（國內生產總值）的10%。保護環境、節能減排是經濟發展的必然趨勢，我國建筑業必須以提高自主創新能力為出發點，努力促進人與自然的和諧發展。為達到這一目的，需要革新原有的粗放發展模式，在可持續發展理念的引導之下走一條富有科技含量、具備較高經濟效益、有效降低能源消耗、大力減少環境污染的新型道路，不僅要實現資源節約與環境保護的統一，而且要促進建筑業與自然的和諧存在，實現經濟增長模式的優化。簡單來說就是，必須在建筑設計中應用資源節約型、環境友好型的模式。

一、綠色建筑的概述

（一）綠色建筑的含義

所謂綠色建筑，主要是為應對新時期環境惡化而提出的理念，其內涵有減少環境污染、提高能源使用效率，以及盡量滿足人們多方面的需求。綠色建筑以追求高效、經濟、健康為根本目的。具體而言，綠色建筑作為一體化的生活與工作空間，安全是根本前提，健康、舒適是重要兩翼。在綠色建筑的發展過程中，綠色理念融入建筑各個部分的主要目的在于提高資源使用率，減少環境污染，實現建筑物與周圍環境的協調，盡量滿足人們在居住方面的需求[1]。

（二）綠色設計理念的優勢

1.傳統設計理念的弊端在以往的工業建筑設計中，一直存在重質量輕設計的問題，這顯然忽略了使用者的實際要求與建筑可持續發展的需要，造成建筑結構空間的不完善以及建筑性能使用期限的縮短等問題。而且，工業建筑的污染也比較嚴重。隨著生態環境保護理念的日益深化，傳統工業建筑設計理念中的弊端充分顯現出來。

2.綠色設計理念的優勢

隨著綠色環保理念不斷深入人心，其環保、低耗、節能的特點也得到了越來越多人的認可。綠色設計理念是對傳統設計理念的完善，新技術、新設備的應用為建筑業的發展提供了強大的助力。除此之外，建造工業建筑的根本是為生產發展所服務，所以在工業建筑中融入綠色設計理念能夠促進環境保護理念的深入宣傳。

（三）綠色建筑設計原則

1.高效原則

節約資源、優化價值是綠色設計理念的重點，為了最大程度滿足工業發展的需求，必須在建筑設計過程中堅持高效節能的原則。

2.整體原則

工業建筑是一項非常復雜的綜合性工程，工程質量的保證是根本前提，同時也要綜合考量環境效益與社會效益，以促進自然、社會的和諧發展[2]。因此，工業建筑設計必須從整體性的角度出發。

3.舒適原則

使用者重視舒適度，確保建筑的舒適性是提高建筑性能的關鍵。踐行舒適原則的方式有多種，如促進用戶與自然的和諧、提高室內的空氣流動性能、增加采光面積等。

（四）項目案例

綠色工業建筑作為一種建筑類型，以可持續發展理念為引導，充分研究綠色建筑理論，全面考量建筑業的發展特點、應用規律、氣候特點，最大程度促進建筑與自然的和諧共融。綠色建筑的三個維度分別為節約能源、保護環境、降低污染，根本指向為給使用者提供高效、安全、舒適的空間。本文將研究視角聚焦在某一綠色建筑設計項目中的關鍵技術，對其進行全面探究。某廠區作為機械生產廠，以機械加工焊接、產品裝配為主要任務，總征地面積達到460畝，建設用地面積高達330畝。一期新建面積8441m2，其中空調建筑面積528m2。本項目嚴格遵循“資源節約、環境保護”的理念，全方位貫徹“四節一環保”的標準。

二、綠色工業建筑設計

（一）綠色工業建筑設計的關鍵技術

1.可持續發展的建設場地

從廠區總圖來看，廠區對工程的具體流程進行了全面考量，其設計主要集中于聯合工房，這樣一方面節約了土地資源，另一方面提高了物料運輸效率。對合作關系非常密切的廠房來說，運輸便捷的首要前提為節能減排，而且聯合工房能夠為綠色工廠的建立夯實根基。在廠區內部，充分利用“屋頂綠化”“垂直綠化”等途徑，確保屋面有良好的保溫性能，同時為切實提高生態環境質量，采用了屋面種植技術。廠區景觀采用點、線、面相結合布置，在中心內庭院及廠房側面設立大面積綠化、景觀水面，以改善建筑周圍微氣候，創造接近自然、優美宜人的室外環境，體現出了建筑尊重城市、尊重自然、以人為本的理念。綠化采用適宜當地的喬、灌、草、花進行多層次、立體綠化。

2.節能與能源利用

（1）在科研大樓屋頂、部分車間的屋頂設置了太陽能接收板，以此充分利用太陽能。（2）科研大樓還利用了熱回收技術，使熱回收效率高達65%，從而達到節約能源的目的。（3）廠房利用了分層空調技術，因此與使用全屋空調相比，能源節約了20%左右。（4）在熱交換站中設置了氣候補償器，該補償器可以依照室外環境的變化、標準間的實際情況進行調節，智能調控供水溫度，從而節約熱能，同時依據負荷的變化調節水泵的流量。（5）在每個站點內部布設了變頻式空壓機，以節約電力能源，同時使空壓機在啟動時更加穩定，避免出現峰值電流的情況。（6）空壓機60%的電均有效轉化為能。空壓站冷卻風含有大量能量，充分發揮空壓機余熱的功能，能夠節約能源，減少排放。

（二）節能與水資源利用

1.雨污排水充分利用了雨污分流體制，在市政環保要求

的污染物執行《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）二級標準基礎上，使廠區廢水處理提高到10%，并實現了廢水的零排放。

2.通過合理的設計，充分發揮優質給水材等材料的作用，同時利用水的分級計量，在能源管理中心利用水平衡試法對能源進行有序檢測，充分保障能源的漏損率在自身用水量的2%以下。

3.在廠區內部設置處理站，衛生間沖水、道路噴灑等全部利用中水。

4.池、箱溢流位設報警裝置防止進管閥門故障，池、箱長時間溢流排水。

5.由于先進工藝的使用，冷卻水的循環使用率在98%以上。

（三）節能與材料資源利用

1.施工現場及其四周80km范圍之內的水泥、鋼筋等主要建筑材料占據建筑總材料的60%以上。

2.蒸壓加氣混凝土砌塊中會包含一定的廢棄物以及工業副產品，含量在35%以上。

3.聯合工房的造型非常簡約，沒有過于復雜的額外裝飾構件。

4.聯合工房不再使用后，對可再生資源進行回收，這類資源在所有建筑材料中的比重達到70%以上。

（四）室外環境與污染物控制

1.對于工業粉塵、煙塵的排放，必須嚴格依照國家排放標準以及地區排放標準控制，而且要達到環境影響評價要求。第一，不論是打磨噴漆還是烘干作業，都必須在封閉框架內展開，這樣有助于及時排出有害氣體，同時通過微負壓氣流組織等形式，最大程度避免粉塵、廢氣等向外部擴散；第二，噴漆室利用第四代高效旋器，其優勢在于產生的沖擊水流可以全面捕捉粉塵，凈化率非常高，達到98%，在空氣凈化達到既定標準后，在排風裝置的作用下排出車間；第三，噴漆室內部布設了活性炭纖維吸附設備，對廢氣的吸收率達到80%左右，凈化后的廢氣達到《大氣污染物綜合標準》（GB27-196）二級限值后排放到高空。

2.生產產生的廢物主要包含兩個方面，即乳化液清洗機噴漆廢水和前處理設備形成的酸堿。不論是廢水還是酸堿，都經過管道的傳輸進入廠區的污水處理區域，在該區域集中處理；空壓站廢水與食堂廢水的處理有一定的特殊性，前者首先在隔油池中進行處理，后者首先在化糞池中處理，經過處理之后才能進入排水管道。同時，經過采污處理和中水回用系統，廠區污廢水處理率達到10%。

3.不論是分類收集固體廢物還是處理固體廢物，在這一過程中都必須注重利用無二次污染的有效措施。廢物的排放嚴格遵照國家排放標準以及地區排放標準進行，同時最大程度利用具有高效使用價值的廢物。第一，有必要在機械加工車間內部布設一定數量的廢箱，將在加工過程中形成的鐵屑等集中運送到統一地點進行處理；第二，在車間內部，布設專門收集廢棄物的容器，將活性炭、泥餅等集中收集于此，并且在規定時間范圍內運送到環衛部門的指定場所進行處理；第三，為減少噪聲污染，對生產設備、公用設施等采取減震隔震措施，使噪音達到《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB12348-2008）、《聲環境質量標準》（GB3096-2008）的要求。

（五）室內環境與職業健康

在空壓站以及熱交換站內部布設隔聲值班室；在布局建筑空間時，最大程度降低臨近空間的干擾，盡量消除外部噪聲對建筑產生的影響；將噪聲比較大的房間集中設置于比較偏僻的地方，有效減少其與非噪音空間的接觸面積。在上述各類舉措的施行下，室內噪音值符合行業有關要求。

（六）運行管理

針對各類能源消耗推行分級制，也就是總管與各車間內部均設置計量，以此強化相關部門的節能意識和節能理念。充分發揮公用設備監控的作用，提高能源管理系統的使用效率，利用網絡通信技術，將全廠設備連接到統一控制之中，利用網絡對其展開全面把控，以有效節約水能、電能等，最終目的在于創造綠色環保的工作環境。第一，在熱交換站中設置自動監控系統，以全面監控各類參數。此外，還要系統掌握溫度等室外環境具體情況。可以利用智能化手段對供水溫度進行調控，依照室外的具體環境、標準間的具體溫度進行智能控制。在控制循環水泵時，從用戶的實際情況出發，補水泵變頻控制，補充水分、穩定壓力均自動完成。第二，空壓站設置自動監控系統，可以集中控制空壓機所。其能夠有效調整空機的溫度和壓力，并及時形成工作狀態報告。第三，變電所的微機主要利用層分布式的自控系統，對全廠供電網進行控制，具體涵蓋1個總配以及3個車間變電所。車間變器進出線、低壓開關柜、照明總箱均配制了微機。其作用主要體現在以下四個方面，即進行監視測量、有效清除故障、防止出現閉鎖、模擬預演。為了實現與全廠微機的有效聯通，該系統預留了通信接口。

三、節能材料的選擇

（一）采用國家批準的推薦建材或產品。為保證建設工程質量安全，節省建材，淘汰能耗高、安全性能差和不符合“低碳”理念的建筑材料，國家和地方會不定期發布禁止使用的建筑材料或建筑產品。各地方對禁止使用的建筑材料、建筑制品和建筑工藝目錄一般是針對民用建筑而發布的，在進行工業項目設計時可以需要根據實際情況選擇。

（二）主要廠房建筑結構材料合理采用高性能混凝土或高強度鋼材。工業建筑的主要受力結構，如柱和梁使用高強度混凝土和（或）高強度鋼，減少材料用量，改變工業建筑“肥梁胖柱”的傳統外觀或者加大結構跨度，在保證使用功能的前提下降低建筑層高。當建筑層數或高度較高時，采用高性能混凝土和高強度鋼可以在節材方面體現出更好的效果。

（三）場地內既有建筑、設施或原有建筑的材料經合理處理或適度改造后繼續利用（加固改造）。工業企業進行改、擴建時，應通過詳細規劃和設計，避免大拆大建的消耗資源行為。減少投資和新資源消耗是必要的，也是建設資源節約型社會的一個途徑。需要注意的是，對既有建筑、設施的利用應該在審核場地內既有建筑、設施的評價分析報告后，將利用情況納入規劃步驟之內。對既有建筑、設施結構需要進行安全性和可靠性的檢測和評估，根據規劃要求保留或翻新利用，盡可能利用可繼續使用的建筑主體結構、立面和室內空間環境。

（四）在保證性能的前提下，使用以廢棄物為原料生產的建筑材料，占可用同類型建筑材料總量的比例不低于30%（建筑廢棄料用于場地回填等）。廢棄物主要包括建筑廢棄物、工業廢棄物和生活廢棄物，可作為原材料用于生產綠色建材產品。在滿足使用性能的前提下，鼓勵選取利用建筑廢棄物為骨料制作的混凝土砌塊、水泥制品和配制再生混凝土；選取利用工業廢棄物、農作物秸稈、建筑垃圾、淤泥等為原料制作的水泥、混凝土、墻體材料和保溫等建筑材料；選取使用生活廢棄物經處理后制成的建筑材料[3]。

（五）在建筑設計選材時注意材料的可循環使用性能。在保證安全和不污染環境的情況下，可再循環材料使用量占所用相應建筑材料總量的10%以上（適度增加鋼結構用量）。

四、結語

該項目采取了多方面的環境保護舉措，嚴格依據《綠色工業建筑評價導則》進行預判，在貫徹各類技術條款方面完全達到了既定的控制標準。隨著《綠色工業建筑評價標準》（GB/T50878-2013）的實施，工業綠色建筑勢必會成為未來的發展趨勢，只有將“綠色發展、低碳經濟”的理念全面貫徹落實，才能為我國工業的迅速發展提供有力保障。

參考文獻：

[1]曹光.工業建筑環保設計與綠色工業建筑理念[J].城市建筑，2020（17）：56-57.

[2]聞豪東.綠色工業建筑設計理念在項目中的應用[J].建材與裝飾，2019（04）：100-101.

[3]馮華鋆.工業建筑中綠色建筑設計理念的新方向[J].建筑技術開發，2018（02）：13-14.

作者:張凱毅 單位:中鐵二院建筑工程有限責任公司