時間：2023-03-14 14:48:36
導語：在工業建筑節能設計的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
0.引言
當前，工業能耗、交通能耗以及建筑能耗已經成為我國能源消耗的三大主要“耗能大戶”。然而，在建筑節能方面，人們目前很少將重點關注工業建筑。近些年來，幾乎沒有出臺與工業建筑相關的建筑節能法律法規。但調查表明，我國工業建筑在每年完成的建筑工程投資額中比例份額較大。因此降低工業建筑耗能，提高工業建筑設計的節能意識，探討工業建筑節能的有效方法，已是越來越亟需研究問題，
1.節能意識的提升
工業建筑的節能活動得以推廣以及取得顯著成果的一大主要核心，就在于人們是否具有節能意識。一般來說，居民所用建筑的熱工性能是高于工業建筑保護構造的。與民用的建筑物相比，工業建筑往往占地面積較大，但是，工業建筑往往和民用建筑采用一樣級別的保溫方法，這樣一來就造成了一定程度上的浪費。工業廠房在接下來幾年的使用時間里，因采取了這樣的保溫措施，使得許多珍貴的不可再生能源被浪費，損失是巨大的。對工業建筑節能問題的不重視以及工作人員較低的節能意識是造成這一問題的主要原因。雖然，工業建筑在建設施工方面，縮減了一次性的投資，但是接下來多年的能源消耗量卻增加了，這樣是不具有經濟效益的。
2.建筑外環境的節能設計是實施工業建筑節能的有效途徑
在建筑外環境的節能設計中首先是建筑選址和布局，工藝裝置選址及布置常常制約于工業建筑的選址，因此必須立足于工業建筑所處地區氣候條件、地形地貌、水文地質以及當地建筑材料等客觀條件，具體問題要做到具體分析，有效地結合節約能源、建筑設計和建筑技術，客觀的評價建筑選址和合理布局。
其次建筑節能的必要構成條件是建筑體形和建筑空間組織的分析，建筑體形系數是指建筑物與室外大氣包圍的建筑空間體積以及接觸的外表面積的比值，合理組織并規整布局建筑空間，不僅能減小建筑體形系數，還能減少熱工損耗（夏季制冷和冬季供暖的能耗），所以應該在滿足建筑功能要求的前提下，盡量控制建筑體形系數。
再次工業建筑節能設計的前提是要滿足工業生產和工藝的要求，為了能夠實現節能減耗的目的，建筑師在進行工業廠房建筑的選擇、布置以及確定室內環境條件時，要與采暖、工藝等專業人士共同協商，設計好廠房內部的空調降溫、采暖的面積范圍以及室內計算溫度，避免不必要的大空間、大面積降溫和采暖。
3.工業建筑外部環境的節能措施
3.1.合理地對建筑的外在環境進行考慮、設計
建筑分布以及選址設計在建筑外部環境節能上是需要第一位考慮的。影響工業建筑建造的主要因素就是工藝設備方面的布局和選址，工業建筑外部環境以及工業耗能量的多少也由其決定。所以，應充分的了解建設地段的地質外貌、自然環境、氣候類型以及水文特點，一切從實際出發，使建筑施工方案與能耗節能緊密聯系在一起，在工業建筑的科學布局、選址上進行一系列的合理考慮，而這也是工業建筑節能工作的首要步驟。
3.2.剖析建筑的外形和空間結構
建筑物外部的大氣和建筑物本身相接觸的外在面積與其包含圍繞的工業建筑所占空間體積的比例值，就是我們所說的建筑體形系數。體形系數越小，建筑空間構造就越合理、科學，規劃布局也就越整齊。所以，使建筑的體形系數值得到降低并使建筑施工各方面要求得到完善，成了建筑節能工作的重要目標。還需要注意的一點就是，工業建筑的節能工作要與建筑工藝設計緊密聯系，建筑工程師不僅要合理選取廠房的位置、周圍環境，還要在生產工藝以及供暖方面投入精力，建筑設計師還要將建筑物內在的供暖以及空調調溫的限度計算清楚，科學合理地進行調溫和供暖。
4.節能工作里的單體建筑
4.1.從建筑的立面、平面看工業建筑的節能
建筑設計師可以將節能意識融入到建筑立面、平面的設計創作里。將立面設計和門窗方位、數量以及外部墻面的厚薄度等完美地結合在一起，這樣，既可降低能源消耗量，又使得建筑物的外在環境工藝得到優化。相比于外墻部分，門和窗方面的傳熱消耗更大一些，所以在門窗的創新上，應在結合通風、采光等條件下，依照工業建筑施工標準，科學地設計出立面的外形、門窗的樣式，以減少外部窗戶的設置。建筑設計師應將節能環保與立面外形設計結合起來，在建筑的能源消耗量降低的前提下，將立面的外形設計得優美動人、變化多樣，這樣，外部墻面的范圍也得到了擴大。
4.2.從外墻設計看工業建筑節能
由于墻體面積在外部圍護構造里占有的比例最重，所以，工業建筑能源消耗的主要部分來自于建筑物外部墻的熱消耗。原因在于，工業建筑物的密封度、隔熱性如果較差，就會帶來一定程度的能源消耗。所以，建筑物節能工作的核心就在于外墻的隔熱設計是否優良。
4.3.從門窗設計看工業建筑節能
在建筑物的外部圍護構造里，門與窗成了重要的耗能因素。在建筑物構造中，門窗的熱能源消耗就達到了40%～50%，這是建筑節能工作需要考慮的重要環節。夏天的光照以及冬天的風雪主要從建筑物的門窗進入，門窗若具有優良的密封性能，那么建筑物的節能工作就可以得到提升。總的來講，相比較于墻的導熱程度，窗戶的導熱系數明顯要高許多，所以，建筑物節能成果很大程度上是由門窗設計是否合理決定的。
4.4.從屋面設計看建筑節能
建筑物最頂層四季舒適度的核心在于屋面的防熱保溫功能。當前工業建筑廠房一般是一層或兩層，在構造里，屋面占著很大的面積比值，所以，屋面的節能環保設計工作顯得愈加關鍵。屋面的節能設計重點在于：首先吸水性強的材料不應選擇用于屋面的保溫設計層，因為屋面保溫層吸入大量水分會極大程度地削弱屋面的保溫功效。其次，傳熱系數大以及密度高的材料也不能入選，這樣做的好處是可降低屋面的體積與重量。第三，工業建筑里水泥珍珠巖以及瀝青珍珠巖可被膨脹珍珠巖所取代而作為建筑設計里的保溫層，其可帶來明顯的節能成果。
4.5.以人為本、創建環保節能工業建筑
將節能環保和追求自然舒適相結合，建筑設計師會在工業建筑的設計理念里加入綠色環保因素。以高程度的綠化范圍和自然清新美為設計核心，是一個優秀建筑設計師必須具備的意識。雖然說，在工業建筑領域，科學合理地設計生產的工藝是居于首要地位的，但是，除了妥善的考慮到工藝生產方面外，為工作人員、技術生產者以及管理人員營造一個清新自然、舒適簡約的工作環境以及氛圍，也是一個優秀的建筑設計師需要大力考慮的。這樣，工作人員的勞動積極性以及工作熱情就會被調動起來，緊接著工廠的生產效率也會有所提升，產品的質量也會相應提高。而這樣一種優美舒適的環境也是由工業建筑的節能設計所影響的。
5.結束語
經濟的高速發展、人類社會文明的進步，使得工業建筑設施的投入在飛速增長的同時，工業能源消耗量也在急劇增加。在這樣的情況下，每一個人都需要有節能意識，節能設計人員也應采取相應措施進行節能環保工作。節能環保，人人有責，從現在開始，每一項節能設計都需要投入精力，與國家對社會、企業的相關節能政策相符合，使節能技術水平得到提升，設計出自然優美、經濟環保的工業建筑，使我國在工業建筑節能這一領域取得顯著的突破。
參考文獻：
[1]王宇澤.工業建筑節能設計實踐[J].工業建筑.2011（10）.
關鍵詞：工業建筑；綠色節能；節材和材料資源利用；實例
引言
《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》中，明確提出了“綠色發展，建設資源節約型、環境友好型社會”的方針。在建筑節能方面，公共建筑和民用建筑節能強制實行已經十幾年了，其設計和材料使用方面都相對成熟，節能審核也較工業建筑完善，而工業建筑節能的推進工作與民用建筑節能的推廣還有一定的差距。當前,在以工業生產為主體的背景下,工業建筑領域必須引入綠色節能建筑理念,從設計入手，從源頭做好工業節能工作，響應國家綠色與環保國策。由于工業建筑節能設計標準至今尚未出臺，在工業建筑節能設計過程中，主要借鑒GB50189—2005《公共建筑節能設計標準》中的各城市氣候分區、維護結構的導熱系數等數據[1]作為工業建筑節能設計的技術支持，同時依據《綠色工業建筑評價標準》[2]作為整體衡量工業建筑的有力保障。
1工業建筑結構節能
1.1總圖優化布置
對于工業建筑節能設計，在滿足生產工藝要求的前提下，最大限度地節能。對建筑的總平面布置需要考慮多方面的因素，如建筑物朝向、太陽輻射、通風、建筑物結構形式等。在寒冷的冬季，建筑物朝向選擇能夠得到足夠的日光并且避開主導風向，最大程度利用自然能源來取暖；在炎熱的夏季，應該利用自然通風并且防止太陽輻射，最大限度地減少增熱并利用自然風降溫冷卻。在總圖布置過程中，盡量采用本地區建筑的最佳朝向或者適宜朝向，盡量避開東西向日曬。
1.2建筑節能
就工業建筑長遠的經濟效應來看，通過建筑初期增加一部分節能投資，在投入生產后很快就可以收回成本。建筑物與外界環境接觸面是節能設計主要考慮的方面，包括屋面、墻面、門窗、地面等；同時，還要考慮建筑的自然通風、自然采光等方面。工業建筑節能措施包括：1.2.1建筑結構建筑物中外墻與外界環境接觸面大，對建筑的節能指標影響大，是節能要考慮的主要材料。過去外墻材料采用黏土磚，黏土磚的燒制耗用大量的耕地，根據國家節能減排的相關規定，黏土磚已經不允許使用。現在建筑多采用燒結多孔磚、混凝土多孔磚、混凝土砌塊等節能型磚。新型的墻體材料有很多優點，但在冬季嚴寒的北方，混凝土多孔磚的保溫性能與黏土磚相比差距很大，所以在工藝、防火等方面允許情況下，建筑外墻相應采用符合規范的外墻外保溫結構。1.2.2門窗對有溫、濕度要求的建筑外墻，其外門和外窗的氣密性和開啟方式對于圍護結構的保溫隔熱具有重要的影響。設計時采用節能門窗，通過提高門窗的材料(玻璃、窗框材料)的光學性能、熱工性能和密封性，改善門窗的構造（雙層、多層玻璃，內外遮陽系統，控制各朝向的窗墻比，加保溫窗簾）等措施，以提高門窗的保溫性能。1.2.3屋面屋面保溫層一般選用導熱系數較小、密度較小的保溫材料，以保證屋面質量、厚度，并且屋面保溫層要選用吸水率較小的保溫材料，以防屋面濕作業時因保溫層大量吸水而降低保溫效果。工業建筑屋面保溫層現階段一般采用板塊式保溫材料，主要有聚苯板、加氣混凝土板等。現階段嚴寒地區屋面保溫一般采用擠塑聚苯板，導熱系數為0.041W/（m•K），密度較小，質量輕，吸收性小。這種材料具有施工速度快、保溫效果好、避免了濕作業的優點，在工程中應用較廣泛。在可能的情況下最好使用2層以上的板塊疊合組成保溫層，并處理好板塊之間的接縫，避免熱橋的現象發生。1.2.4節能途徑對于條件許可的工業廠房，合理利用自然通風是有效的節能途徑，建議采用自然采光，可以節省照明電力。
1.3節材和材料資源利用
工業建筑中，建議使用高性能混凝土、高強度鋼材，能減少材料用量。工業建筑中建筑制品的工廠化將建筑整體按照不同功能分解為各個構建模塊，按照標準化設計在工程里進行模塊化生產，以空間換時間，提高建筑效率，以作業程序化保證構件的質量規范化。工業建筑中常采用的工廠化構件有預制排架柱、預制獨立基礎、預制屋面梁、預制屋面板等。利用這些在工程預制完成的構件，可以大大加快施工進度，保證工程質量，減少現場制作流程。
2工程實例
根據油田建設的需要，大慶油田各單位的車輛多為特種車型，車輛長度、高度、寬度均為非標準尺寸，有的車輛長度接近12m。大慶油田某公司固井設備修保廠油站建設工程，就是為了保養和修理特種車輛。本建筑處于嚴寒地區A區，雖然對節能沒有強制要求，但考慮使用的適用度和長期經濟效應，建筑設計工程中進行了節能設計。
2.1總圖布置
建筑地點為大慶地區，處于松花江及嫩江沖積平原中部，地形呈北高南低的廣闊波狀平原，屬于溫帶季風性氣候，冬季主導風向為西北風，寒冷少雪，熱量嚴重匱乏；夏季主導風向為東南風，夏季前期干熱少雨，后期雨季集中；在選擇建筑物朝向時，考慮大慶地區的實際情況，建筑物南北向布置，有利于冬季避開強勁西北風，保持室內溫度；同時，建筑南北方向開啟門窗，有利于夏季東南風吹入建筑內，保持室內自然通風，降低室內溫度。總圖布置如圖1所示。
2.2采暖狀況
本建筑地處寒冷地區，冬季供暖耗熱是主要的能量消耗。在建筑物的供暖耗熱中，維護結構的傳熱耗熱需考慮的主要因素；而建筑的體形系數與護結構有很大的關系，體形系數越大，向外傳熱的面積越大，本建筑體形系數在滿足工藝要求后，控制在0.25以內。
2.3建筑護結構節能措施
2.3.1墻體材料在選擇外墻材料時考慮墻體節能，墻體采用MU20混凝土多孔磚，Mb7.5砌塊混合砂漿砌筑；考慮到混凝土空心磚的導熱系數λ=0.74W/（m•K），外墻外側增加1層有機保溫層30mm厚的聚苯板〔導熱系數λ=0.033W/（m•K）〕保溫，以提高墻體的整體保溫性能。2.3.2屋面材料借鑒《公共建筑節能設計標準》，嚴寒地區的屋面傳熱系數k應小于等于0.35W/（m•K）；屋面結構為1.5m×6.0m預應力混凝土屋面板+屋面保溫層150mm厚的擠塑聚苯板，其中擠塑板導熱系數λ=0.041W/（m•K），且擠塑板具有強度較高、導熱系數較小、防水性好等優點，用做屋面保溫材料能夠達到節能的要求。本建筑屋面塊狀保溫層分兩層鋪設，分層鋪設時上下兩塊板縫錯開，保證屋面的保溫性能，減少了熱橋出現。2.3.3節能門窗北側墻體窗墻比為0.23，南側墻體窗墻比為0.4。借鑒《公共建筑節能設計標準》要求，嚴寒地區的門窗傳熱系數k應小于或等于2.5W/（m•K），此次選用的單框雙玻塑鋼窗，塑鋼窗的傳熱系數小，空氣滲透量小，傳熱系數為2.5W/（m•K）；外門采用保溫大門，保溫層采用保溫性能好的巖棉保溫層，節能門窗的選用提高了護結構的保溫性。
2.4節材措施
2.4.1基礎采用C30預制鋼筋混凝土杯口基礎[3]。根據上部結構計算出混凝土基礎的底面積、杯口高度、鋼筋型號、混凝土型號等，根據計算的排架柱尺寸預留杯口的尺寸，基礎所有系數確定完畢后，送預制廠進行生產預制。鋼筋混凝土杯口基礎見圖2。2.4.2排架柱采用C30預制鋼筋柱，排架柱的確定通過荷載計算，組合出最不利荷載，通過對最不利荷載驗算，計算出排架柱尺寸、長度、各截面配筋。因為此柱要在工廠進行預制，通過吊裝預制至現場，所以設計時進行了排架柱的裂縫和運輸、吊裝階段驗算。鋼筋混凝土排架柱見圖3。2.4.3屋面板屋架采用18m標準跨鋼屋架，屋面板采用1.5m×6.0m預應力混凝土屋面板，通過計算屋面恒載和活荷載，選用國家標準圖集。基礎梁采用預制鋼筋混凝土材料，均根據梁上荷載選自國家標準圖集。
3結論
本工程設計過程中考慮“綠色工廠”設計，從建筑、結構兩方面入手，介紹了工業建筑在整個建筑過程中節能和節材措施。建筑方面從總圖布置、體形系數、護節能等方面，減少能源消耗；結構方面建立了預制裝配式結構體系的新型結構體系，大部分建筑構件實行工廠化作業，現場進行組合施工，減少耗材，提高建設效率。此工業建筑已建設完畢，通過生產運行實踐，節能和節材是切實可行的，達到了“綠色工業建筑”要求。
參考文獻：
[1]郎四維，林海燕，涂逢祥，等.公共建筑節能設計標準：GB50189—2005[S].北京：中國建筑工業出版社，2005:5-9.
[2]吳元煒，劉筑雄，張家平，等.綠色工業建筑評價標準：GB/T50878—2013[S].北京：中國建筑工業出版社，2014:10-11.
關鍵詞：工業建筑；給排水；節能設計
中圖分類號：S276文獻標識碼： A 文章編號：
工業是關系我國經濟命脈的重要產業，改革開放以來，工業在我國的快速發展證明了其不可替代的作用和巨大的價值。但這些年的工業發展也帶來了不可逆轉性的生態環境破壞，各種空氣污染、水污染、土壤污染等環境問題越來越嚴重。人們已經意識到必須采取措施來保護地球、保護賴以生存的環境，同樣的，工業建筑企業也不例外。在工業建筑給排水設計中，如何在滿足用戶必要需求的同時，關注節能環保理念的灌輸，進行工業建筑給排水的節能設計？這是當前我國能源部門和工業建筑單位等相關部門應該著重思考和積極探索應對措施的問題。
1 工業建筑給排水節能的重要性
在工業建筑中，給排水管網設計是整個工業建筑工程的重點之一，其設計是否科學合理，是否考慮節能直接決定了該施工建筑投入運行后的供水力及排水力是否能滿足工業企業的需求。從而給排水管網設計的好壞會進一步影響工業建筑使用功能的充分發揮，甚至影響到工而企業的正常生產和運營。因此做好工業建筑給排水管網設計工作不僅關系到工業企業的生產運行的正常運轉，還關系到工業企業的經濟利益的最大化。
面對水資源緊缺，水資源污染嚴重的問題，國家環保部門出臺了相關政策來規范水資源的使用。作為我國經濟的重要支柱，工業建筑應該積極響應國家節能減排、保護環境的政策號召，在工業建筑給排水設計中強調節能的重要性，通過給排水的節能設計來實現對水資源的保護，提高水資源利用率，大幅度提高工業企業處理污水的能力。從而幫助工業企業避免排污不達標引發環境污染及罰款造成的經濟損失，以謀求工業企業實現可持續發展。通過給排水的節能設計，將工業生產用水和人們生活用水分開排放和處理，不僅能助于企業實現污水排放符合國家標準，還能減少不必要的開支，實現生產過程的節能環保化，形成工業企業重要的行業競爭力。
2 工業建筑給排水的節能設計建議
當前工業建筑缺乏足夠強的環保意識，沒有進行給排水的節能設計，造成不少水資源浪費和水質污染的問題。面對水資源供需矛盾的尖銳化，工業建筑給排水設計必須考慮節能問題，以下是針對工業建筑給排水的節能設計提出的一些建議：
2.1 實行分區給水，降低能耗
當前的市政供水系統的給水管網的壓力較高，一般在0.2到0.4兆帕之間，倘若能對這一壓力進行合理利用，根據實際用水企業分別情況，實行分區給水的策略，能夠進一步降低二次加壓的能耗量，從而實現供水支出的節約。
對于工業企業廠區的用水點，應該考慮和盡量采用由市政管網直接供應的方式，如果市政管網在用水點、用水量水壓方面不能滿足廠區的需求，則可以對生活用水供給采用變頻調速給水加壓的方式，而對工業用水采用普通泵加壓的方式保證工業企業用水供給。通過這樣方式，一般能夠實現節能30% 的目的，另外還能減少供給設備的損耗，不僅延長使用壽命，還能改善作業環境。
倘若工業用水廠區對工業用水時點、用水品質沒有特殊要求，那么可以進一步考慮使用管網夜間高水壓或者采用高位水箱的方式來進行用水供給。為了便于工業企業即時了解用水情況，為制定企業節能用水計劃提供有效依據，可對工業用水的水表和壓力表設置為二級計量模式。這樣的給水模式尤其適用于距離供水中心較遠的工業企業。
2.2 對工業廠區的熱水系統熱源進行節能設計處理
對工業廠區生產運作來說，熱水是必不可少的能源，廣泛應用于浴室及食堂。如果工業廠區想要實現節能，就應該抓住熱水系統中熱源選擇這一主要影響因素。首先，利用產生的廢熱。工業廠區在選擇熱源時，應通過生產中產生的廢熱來對冷水進行間接加熱的方式來利用產區產生的廢熱來實現熱水供應。
其次，使用太陽能。太陽能因具備其不產生任何有害物質，并且不用考慮能源耗盡的特點，而被廣泛開發了利用，最終實現能源的節約。由于我國的地理位置優勢，全國大部分地區的日照時間都比較長，因此推廣使用太陽能是可行的。如果工業廠區有足夠的經濟能力的話，可以考慮利用太陽能來保證熱源。對于大型工業廠區，可能會出現太陽能不能滿足其浴室和食堂熱水使用需求，則可以通過對不足部分水源進行輔助加熱處理以保證正常熱水消耗。從選擇太能能作為熱源的實際情況來看，確實能給工業企業明顯提高經濟效益。但如果使用這一熱源的工業廠區在冬季非常寒冷的地區，應該提高太陽能熱水系統的抗凍能力，以延長太陽能熱水系統的使用壽命。
2.3 在給排水設計中重點考慮節水方式的運用
首先，工業建筑給排水設計應該嚴格遵守和執行相關的用水定額規定。對于工業建筑用水并不是用的越多越好，過多的用水不僅會造成水資源的巨大浪費還會加重企業的用水負擔。因此必須重視合理運用節水方式來緩解工業建筑水系統的負擔，使其合理化。可以采取一些具體的方式：利用市政水系統管網的壓力，直接通過市政水系統管網進行供水；使用并聯給水泵進行分區供水，減少對減壓閥的設置以降低用水點的給水壓力；科學設置生活用水水池的位置，將水泵的提升高度降低；廣泛采用具有節水功能的衛生器具等等。
其次，收集資源進行充分利用。雨水是大自然補給水資源的一種重要方式，更是自然水資源循環的重要途徑。水參與大自然自身的循環，必定使水得到凈化。因此，雨水相對來說是比較衛生和安全的。因此可以對雨水進行收集，輔以藥劑和設備處理，使雨水符合工業用水標準，從而作為第二水資源為工業廠區用水，節約用水量和減少企業對污水處理的投入或者開支。
再次，積極對第二水資源的開發。第二水資源也就是通過對廢水進行回收處理產生的循環用水，其已經是目前工業企業提高水資源利用率的一種非常有效的方式。在工業建筑給排水的節水系統中，應在給水和排水系統之間設置水資源可持續利用裝置，對工業廠區建筑生產過程中產生的污水、廢水進行回收并凈化處理，最終實現污水和廢水的重復利用。這樣不僅能夠節約水資源、提高水資源利用率，還能給企業帶來經濟效益的提高。對于大部分的生活用水不要求與人體接觸的用水，如洗車用水、澆灌花帶用水、道路噴灑用水都可以考慮擁有再循環，成為第二水資源。由于工業建筑中人群量較大，產生的廢棄生活用水量也非常大，因此可以考慮再利用來滿足綠化澆灌、沖洗廁所甚至工業生產冷卻用水等。
3小結
工業建筑給排水的節水設計能明顯降低工業企業的工業用水量，減少企業用水開支，減少工業生產產生廢水對水資源的污染，不僅提高工業企業用水效率和經濟效益，還保護當前人類賴以生存的生態環境。因此如果每一位工而已建筑給排水設計師都能夠聯系實際，考察實際工程的具體情況，進行更為科學合理的節能設計，就能夠大幅度提高工業企業的節水量。通過工業建筑給排水的節能設計必將成為今后各企業實現可持續發展道路的重要途徑，更是提高企業形象和社會效益的重要方式。
參考文獻：
[1] 楊寧寧,曹春生.淺談建筑給排水設計、施工中應注意的幾個問題[J]. 黑龍江科技信息. 2009(28)
[2] 孫崢,孟德云,張瑞釗.我國工業建筑節能設計的幾點探索[J]. 天津化工. 2012(03)
[3] 許志中,白延林.我國工業建筑的節能設計初探[J]. 工程建設與設計. 2008(07)
關鍵詞：工業建筑設計，節能技術，應用現狀，相關對策
一、前言
我國的快速持續發展離不開能源的支持，但是面對目前世界能源緊缺的現狀，必須采取相應的解決措施來實現能源的高效利用和節約使用。建筑設計中采用節能技術是實現能源高效利用和節約使用的有利措施。我國政府非常重視建筑行業的節能降耗，編制了《居住建筑節能設計標準》、《公共建筑節能設計標準》等技術性文件，為民用建筑節能提供有力的技術支撐。
但是工業建筑的節能設計沒有相關的規范來參考，發展相對羅后，也正是因為如此，我們更加有必要對工業建筑設計中的節能技術的應用展開廣泛的討論與研究。
二、國內工業建筑設計中節能技術的應用現狀
1.缺乏充足的相應研究。
相關部門的統計表明我國的90%以上的在建建筑都是高能耗建筑，而且建筑行業的能耗總量占整個社會能耗總量的50%左右。在我國，建筑行業與交通行業、工業是三個能耗最高的行業。
在整個建筑業的能耗總量中，工業建筑占到了53%-55%，而民用建筑只占47%-45%，由此可以看出，建筑業節能的重點是在工業建筑領域。
但是工業建筑的節能設計沒有相關的規范來參考，即使個別行業制定了節能標準，也是對工業建筑的節能設計提出了定性的要求，并沒有定量要求，所以沒有實際的操作性可言，到目前為止，還沒有工業建筑設計中節能的國家標準。然而，我國的節能技術研究的起步不能算晚，在上個世紀八十年代我國就建立了重點工業和交通運輸業能源統計報表制度，國家統計局還定期進行有關能源消費的調查，但廣泛研究相對滯后。
2.存在不恰當節能的現象。
人們印象中的工業建筑的體量相對于民用建筑的體量來說較大，在總投資比較緊張的情況下，工業建筑采用與民用建筑相同標準的保溫措施甚至低于民用建筑標準的保溫措施。實際上，這項“節約”措施使廠房在日后多年的使用中，浪費了大量寶貴的能源資源，其損失遠遠超過了“節省”下來的基建投資。
三、國內工業建筑設計中節能技術的應對策略
1.從整體上審視，合理布局。
工業建筑設計有許多需要滿足的要求，但是首先要滿足的就是生產工藝的要求。在工業建筑的布局以及確定內部環境條件等方面，讓建筑師施展才華的余地不是很大，但是這又是整個工業建筑節能設計的關鍵之處。 由于不同專業的人員對工業建筑節能問題有著不同的理解,建筑師如能在方案之初即組織各相關專業介入,對總體布局、廠房的布置和室內環境條件統籌考慮,優化方案,即可達到節能的目的。
工業企業的總平面布局受許多因素的影響，例如，生產工藝流程設計方案、人流和貨流的組織方案、建筑用地的現狀以及其他外部因素等等。滿足以上條件和使用功能的情況之下，還應該考慮內外消防和疏散、安全防護等條件，在此基礎上，將廠區內的主要生產廠房、輔助生產建筑和倉儲建筑、行政辦公和生活福利建筑諸多單獨建造的房屋合并建成聯合廠房,對節能十分有效,聯合廠房可以是平面組合,也可以是立體組合,由原來的單層廠房組合成多層以至高層廠房。
采用聯合廠房具有諸多的優點，首先是能夠使工藝布置更加的緊湊，縮短道路與管線的長度；其次是降低了工程造價、節省了土建工程的工程量、減少了保護結構的面積。以上優點會降低建筑施工的耗能、節省使用空調與采暖設備的資源使用量，與此同時，還大幅度降低了生產過程中的資源耗費。
單體廠房建筑的節能設計應當在建筑的平剖面布置的階段就開始落實到整個設計方案的考慮范圍之內。建筑師應會同工藝、采暖等專業共同論證廠房內各部分的采暖和空調降溫的面積范圍和室內計算溫度,避免不適當的大面積、大空間采暖和全空調,還應創造條件使采暖或空調面積能夠集中配置。當車間內有散發大量生產余熱余濕甚至腐蝕性氣體時,則應組織有效的自然通風來保證室內的正常生產環境。通過以上措施的運用，節能效果往往是非常明顯的，會大幅度地降低整個工業建筑的資源耗費。
2.業建筑設計中節能技術的具體應用
2.1廠房設計總圖中的節能設計要求。從總體布局的角度來看，廠房的布置以及對應的室內環境條件都需要從整體上的統籌考慮，在全面考慮的基礎上優化整個廠房建筑中節能技術方案，使整個方案不僅能夠滿足生產工藝的要求，還能夠節約土地和能源。
建筑師在設計廠房圖紙的時候，應該從以下幾方面來考慮節能技術的具體應用。首先，為了避免人物流交叉，需要對布局進行合理設計；其次，為了降低蒸汽管道損耗，減少電流線路衰減，減少供電揚程損失，將動力車間布置靠近負荷中心，使得總圖管線短捷；最后，車間、倉庫、水泵房、變電所等輔建筑盡可能合理有序地組合成一個聯體建筑，這樣既節約了用地，又縮短了管線，降低了能耗，節約了能源。
2.2廠房平面與立面的節能設計要求。建筑師應該把節能的理念貫徹到工業建筑平面與立面的設計中，讓門窗的位置、大小、數量、外墻厚度與立面造型進行完美地結合，在減少能耗的同時，可以很好地滿足生產工藝所需要的外部環境。
門窗設計的同時應當考慮門窗出傳熱的損耗常常大于外墻，所以采光通風充足的基礎上，按照工業生產所要求的標準來確定窗戶的大小，在配合立面造型的前提之下盡量減少外窗設置的數量。建筑師應該準確把握立面造型和節能設計的相互關系，在增加立面造型的活潑因素的同時（平面也需要相應地凹凸變化），盡量降低因為外墻面積增加而產生的較高的資源耗費。
2.3廠房外墻的節能設計要求。廠房外墻的熱損耗是整個工業建筑耗能最高的部分，因此在廠房中貫徹節能設計可以起到非常好的節能效果。廠房外墻熱損耗高的主要原因就是建筑維護結構的較差的氣密性以及隔熱性。
與節能技術先進的國家相比，我國在這方面顯然還有非常大的差距，也正是因為這樣，我國在節能領域大有可為。目前為了滿足節能的要求，廠房的外墻大都采用復合墻體。建筑用的絕熱材料主要是礦棉、巖棉、泡沫聚苯乙烯、玻璃棉、膨脹珍珠巖、泡沫聚氨酯以及加氣混凝土等各種材料。常見的外墻節能根據構造不同可分為外墻外保溫、外墻內保溫及夾芯保溫復合外墻三種。
具體選擇何種類型的外墻保溫設計，應該根據工程所在地的材料供應商所能提供的材料及其價格、施工質量的要求來選定。此外，根據當地的節能設計標準和外墻組合傳熱系數來計算并確定保溫材料的厚度。
2.4廠房門窗的節能設計要求。門窗是建筑護結構的主要耗能構件，其傳熱能耗加上窗縫滲透產生的能耗占到建筑結構熱量的40％～50％，是建筑節能設計的一個重點部位。建筑師在對其進行節能設計的時候需要注意以下三個問題：首先，把握好窗墻的比例；其次，保持門窗的密封性，提高它的保溫性能；最后，注意外門窗框材質的導熱系數對門窗傳熱的影響。
參考文獻：
[1]胡建虹．淺議工業建筑設計中的節能問題[J]. 江西煤炭科技．2005.02：150-158
[2]孫穎．工業建筑設計中幾點問題的探討[J]. 江蘇冶金．2006.04：98-101
[3]徐士喬. 工業建筑節能設計之我見[J]. 特別關注，2009.01:20-25
[4]徐志忠，白巖林. 我國工業建筑的節能設計初探[J]. 建筑與結構設計，2008.07:21-25
關鍵詞： 電氣節能；變壓器損耗；功率因數；照明節能
0前言
由于人口的增加，工業的發展，生活水平的提高，能源的消耗也就急劇增加，能源危機迫在眉睫。因此，各行各業提出了節能的要求，節約二次能源——電能，也就成為民用建筑電氣設計的焦點。在建筑設計方面，應把能源消耗指標作為全面技術經濟分析的重要組成部分。同時，節約電能，又不能片面降低標準和忽視安全，而應在保證使用的前提下，以提高能源利用率和綜合效益為主要途徑。
1合理地進行用電負荷計算
用電負荷計算方法選擇得當，會達到節材、節能的目的，若選擇不當，會給用戶帶來不必要的投資和能源浪費。關于用電負荷計算方法宜按下列原則選取：在方案設計階段可采用單位指標法，在初步設計階段及施工圖設計階段，宜采用需要系數法，對于住宅建設，在設計的各個階段均可采用單位指標法和單位面積法。
（1） 單位面積法
單位面積法計算有功功率的公式為
式中： P′e——單位面積功率（WPm2）
S——建筑面積（m2）
關于單位面積功率P′e的取值，目前，我國內地民用建筑為10～35W/m2，香港地區為10～60W/m2，內地一些主要旅游飯店或賓館大約為60～120W/m2，其中有空調的為70～120W/m2，無空調的為30～60W/m2。
（2） 單位指標法
單位指標法計算有功功率的公式為
式中： P′e——單位用電指標，如W/戶，W/人，W/床；N——單位數量，如戶數，人數，床位數。
（3）需要系數法
a.有功功率Pjs=Kx Pe
無功功率Qjs=Pjs tg
式中：Kx——需要系數；
Pe——用電設備額定功率。
b.配電干線或變電所的計算負荷
式中：Ktp——有功功率同時系數，取0.8～0.9；
Ktq——無功功率同時系數，取0.93～0.97。
2變壓器的經濟運行
通過變壓器的經濟運行，能使電力系統有功損耗為最小，對于已投入運行的變壓器，由實際負荷系數與經濟負荷系數Kjib差值情況即可認定運行是否經濟，等于或相近時為經濟，相關較大時肯定不經濟。
要解變壓器的經濟負荷系數，應先計算出設備無功損耗的電力系統引起有功率損耗的增加變量，為此，引入換算系數，無功功率經濟當量（Kq）這一概念，表示電力系統每多輸1千乏無功功率時，在電力系統中增加的有功功率損耗（kW）。Kq值與電力系統結構和計算點有關，見表1。
表1 無功功率經濟當量表（kW/KV）
將變壓器本身的有功損耗和無功損耗在電力系統中引起的有功損耗，稱為變壓器有功損耗的換算值。
一臺變壓器在負荷為S時的有功損耗換算值為
式中： ——變壓器的有功損耗；
——變壓器的無功損耗；
——變壓器的空載損耗；
——變壓器的短路損耗；
——變壓器空載時的無功損耗增量；
——
——變壓器空載時的無功損耗增量；
Se——變壓器的額定容量；
I0%——變壓器空載電流與額定電流的百分值；
Ud%——變壓器短路電壓占額定電壓的百分值。
要使變壓器運行在經濟負荷Sjib下，就必須滿足變壓器單位容量的有功損耗換算值 為最小的條件，因此，設 可得變壓器的經濟負荷為
變壓器經濟負荷為額定容量的比值，稱為變壓器的經濟負荷系數或最佳負荷系數，用Kjib表示，由上式得變壓器的經濟負荷系數為
一般變壓器的經濟負荷系數為0.5～0.7，對于負荷系數長期偏低的變壓器，應該考慮換用較小容量的變壓器，如果運行條件許可，兩臺（或兩臺以上）并列運行的變壓器，可考慮在負荷低時切除一臺，或者采用在負荷變化自動調整運行臺數的裝置，對雙電源供電系統，宜用兩路電源同時工作的方案，以減少線路損耗。
3合理設置計量裝置
民用建筑電器設計中的計量裝置宜按下列原則設置：
（1）單元總配電箱設于首層，內設總計量表，層配電箱內設分戶表，由總配電箱至層配電箱宜采用樹干式配電，層配電箱至各戶分戶箱采用放射式配電。
（2）單位不設總計量表，只在分層配電箱內設分戶表，其配電干線、支線的配電方式同上項。
（3）分戶計量表全部集中于首層（或中間某層）電表間內，配電支線以放射式配電至戶內。
多層住宅照明計量應一戶一表，其公用走道，樓梯間照明計量可采取：當供電部門收費到戶時，可設公用電度表，如收費到樓總表時，一般不另設表。
4合理選擇電線，電纜截面
合理選擇電線、電纜截面，在用電負荷計算時要盡可能算得準確，電線、電纜截面與保護開關的配合原則一般是：對于25A以下的保護開關，電線、電纜載流量應大于或等于保護開關整定值得0.85倍。對于25A以上的保護開關，電線、電纜載流量應大于或等于保護開關整定值的1倍。
5照明節能
節約照明用電不能單靠減少燈具數量或降低功率，要充分利用自然光，改善環境的反射條件推廣應用新光源和改進照明燈具的控制方式。
5.1應用高效電光源
在燈具懸掛較高的場所的一般照明，宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈或鎮流高壓熒光汞燈，除特殊情況外，不宜采用管形鹵鎢燈及大功率普通白熾燈。
燈具懸掛較低的場所照明采用熒光燈。除特殊功能建筑物（如博展館、影劇院、高級飯店等場所）外，不宜采用白熾燈。
5.2改善照明器的控制方式
照明器的控制，要根據各房間使用的不同特點和要求區別對待，盡可能做到使用方便，又為節電創造條件。
（1）面積較小的居住，辦公用房或類似的房間，宜采用一燈一控或二燈一控的方式，在經濟條件允許時可采用變光開關。
（2）面積較大的房間宜采用多燈一控的方式當整個房間有均勻照度要求時，可采用隔一控一的方式，無均勻照度要求時可分區控制，此時，應考慮適當數量的單控燈。
（3）居住、辦公建筑內的樓梯間、走廊等公共通道，照明器宜采用定時開關控制。
（4）在遠離側窗的天然采光不足的區域內的電器照明，宜采用光電控制的自動調光裝置，以隨天然光的變化而自動地調節電器照明的強弱，保證室內照明的穩定。
（5）室外照明宜采用光電自動開關或光電定時開關控制，按預定的照度和預定的時間自動接通或斷開電源。
【關鍵字】低能耗 建筑節能技術 工業建筑領域
1.建筑節能技術在工業建筑中存在的問題
1.1用于保溫的護結構不合理
目前我國用于保溫的護結構設計有粘土空心磚護、混凝土小型空心砌塊護、加氣混凝土護、內保溫復合護、夾心復合護以及外保溫復合護。這些護結構設計各有各的優點，也各種各的不足之處，設計存在明顯的不足，使建筑物的護全部或者部分在室外，建筑物的圍護結構處于兩個不同的溫度環境中，溫度的差異就會導致圍護結構的不同變形[2]。
1.2高舒適度追求加劇能源的消耗
隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，對于居住環境的要求越來越嚴格，對于舒適度的要求越來越高，渴望得到恒溫恒濕的居住環境，為了滿足人們對于高舒適度的居住環境的要求，就需要消耗大量的能源來達到人們的目的，從而違背低能耗建筑節能在工業建筑領域的應用的目的[1]。
2.低能耗建筑節能技術組成
低能耗建筑節能技術組成可分為外墻系統、屋面系統和外窗系統。低能耗建筑節能技術的主要控制點就是外墻的保溫隔熱系統，外墻通過采用高效的保溫隔熱材料達到建筑的低能耗節能功效。外墻保溫技術給建筑物覆蓋一層保溫膜，使建筑物所有外立面和所有外墻都與外界隔開，阻斷所有可以散熱傳熱的途徑，降低墻體傳熱系數，從而降低室內的熱損失，達到低能耗的建筑節能目的[3]；低能耗建筑節能技術在屋面方面，主要控制的就是屋面的保溫隔熱和防水兩個方面，通過控制屋面在保溫隔熱和防水兩個方面的協調功能，使防水材料在保溫的同時防水，主要措施為屋面綠化、坡屋面設計、采用架空通風屋面的改裝等方式來達到屋面保溫隔熱效果；低能耗建筑節能技術在三個系統中最薄弱的就是外窗系統，外窗系統在設置過程中的安全，良好的氣密性、保溫隔熱性、抗風性能，使外窗成為低能耗建筑節能技術在使用的過程中最薄弱的環節，通過減少傳熱量、減少滲透量以及減少太陽的輻射三個方面來進行低能耗處理。
3. 低能耗建筑節能技術在工業建筑領域的應用
低能耗建筑節能技術在工業建筑領域的應用非常廣泛，節能住宅、低能耗住宅、被動太陽能住宅和零供暖住宅在許多地方推廣，下面主要針對這四類建筑在低能耗建筑節能技術方面的應用作簡單介紹。
3.1建立建筑節能設計的整體觀
建筑節能設計是一個系統工程，需要工藝、建筑、結構、給排水、暖通、動力、電氣、技術經濟等專業的通力協作，在整體目標指導下各專業制定本專業的分目標及相應節能措施。各專業設計相互影響、揚長避短，既分工又合作，形成資源的最佳整合。譬如，在建筑這樣一棟辦公建筑大樓，其中基本建筑情況為條式幕墻建筑，建筑面積約17200，窗墻比分別為：南0.61，北0.46，東0.70，西0.66，天窗0.1。其中空調系統運行方式全年采暖空調能耗為0.59GJ/，人員逐時在室率，照明使用率，其它用電設備使用情況等都有具體的設計，當設計建筑外墻、屋面和外窗傳熱系數分別達到0.8W/•K、0.5W/•K和2.5W/•K，外窗遮陽系數達到0.6時，可滿足公共建筑節能設計標準，在這樣的基礎上，制造詳細的節能方案，就需要電力、機械、土木、工程建設、物理、化學等專業型人才匯集，通過智力資源的整合、全盤的綜合考慮，節能構造設計如下：外墻采用XPS25＋20空氣層外掛石材外墻外保溫系統；幕墻采用Low-E中空玻璃+斷熱鋁合金窗框；屋面采用XPS25倒置式保溫方式；天窗采用Low-E中空玻璃＋斷熱鋁合金窗框。這樣的節能設置不是單單依靠某一個人的能力所及的，而是整體資源的優化，實現最大化的設計標準。因此，整體設計是節能設計的首選，那種不管項目設計的總體目標和本專業定位，盲目追求本專業的“最優”，其各專業組合雜亂無章、其整體效果可想而知。
3.2發展智能工業建筑
智能建筑是以建筑為平臺，兼備建筑設備，辦公自動化及通信網絡系統和各種智能服務設施的安全、高效、舒適、便利的建筑環境。智能建筑應體現著“人”與現代技術的結合。以“人”為核心、以科技為動力，利用自然、改造自然，使人生活得更舒適、安全、方便。智能建筑不僅僅可為人們提供舒適、便利的環境，還具有可持續發展的節能功效。例如在節能住宅方面，一般情況下至少有15cm厚的保溫層，能源消耗為65kwh/a；低能耗住宅，一般情況下保溫層厚度處于20～25cm之間，能源消耗不超過30kwh/a； 被動太陽能住宅，一般情況下保溫層厚度在30cm以上，采暖能源消耗不超過15kwh/a；零供暖住宅，在被動房的基礎上，通過可再生資源的利用，比如利用太陽能收集器來主動采集能力，達到零供暖的住宅。譬如對某一商場可以采取智能工業節能手段，賣場頂部間隔設置有透明玻璃天窗，賣場內部照明回路按照低貨架、高貨架、天窗下劃分為三種模式，每個模式分為三個照明回路。三個回路分別控制三管式日光燈管中的一管。對照明系統的控制將達到如下功能：超市營業時間為：夏天：8：00 AM―10：00 PM；冬天：9：00 AM―9：00 PM。在賣場內當防盜報警系統撤防時，第一個三分之一的賣場燈光開啟；夏天早晨7：00、冬天8：00第二個三分之一的賣場燈光開啟；夏天早晨7：55、冬天8：55第三個三分之一的賣場燈光開啟；營業時間按照根據每個照度傳感器照度信號，控制其附近三路照明回路（當照度傳感器達到/減少到700±100Lux時，相應關閉/開啟一路照明回路）；當防盜報警系統報警時，開啟相應區域的三分之一照明，報警信號復位10分鐘后關閉照明。同時在門廳區、辦公區、貨倉區、設備區、賣場區的防盜報警設/撤防信號、報警信號進入BA系統，當各區域單獨設/撤防時，相應區域照明關閉/開啟，更好地實現節能效果。
4.結論
低能耗建筑節能技術在我國處于初始階段，在工業建筑領域推行低能耗建筑節能技術仍然存在各種問題，低能耗建筑節能技術的技術支撐技術的力度不夠，各種相關政策還相對不完善，并且缺乏溝通交流的平臺等不足之處隨之顯現。在以后的低能耗建筑節能技術發展的道路上需要進一步完善，提高低能耗建筑節能技術在我國的應用與推行。
參考文獻：
[1]康艷兵，我國建筑節能技術發展回顧，中國能源，2003.11；
實驗室此次評審，標準變更為7本，標準變更清單如下：
序號
變更后標準名稱及標準號
變更前標準名稱及標準號
備注
1
《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》GB/T 11969-2020
《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》GB/T 11969-2008
2
《硬質泡沫塑料壓縮性能的測定》 GB/T 8813-2020
《硬質泡沫塑料壓縮性能的測定》 GB/T 8813-2008
3
《絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）》 GB/T 10801.2-2018
《絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）》 GB/T 10801.2-2002
4
《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》GB/T 7106-2019
《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法》GB/T 7106-2008
5
《建筑外門窗保溫性能檢測方法》GB/T 8484-2020
《建筑外門窗保溫性能分級及檢測方法》GB/T 8484-2008
6
《漆膜、膩子膜干燥時間測定法》GB/T 1728-2020
《漆膜、膩子膜干燥時間測定法》GB/T1728-1979
7
《漆膜劃圈試驗》
GB 1720-2020
《漆膜附著力測定法》
GB 1720-1979
檢驗機構此次評審，標準變更均為5本，標準變更清單如下：
序號
變更后標準名稱及標準號
變更前標準名稱及標準號
備注
1
建筑抗震設計規范（2016年版）
GB 50011-2010
建筑抗震設計規范
GB 50011-2010
申請時未報
2
工業建筑可靠性鑒定標準
GB 50144-2019
工業建筑可靠性鑒定標準
GB 50144-2008
申請時未報
3
建筑節能工程施工質量驗標準
GB 50411-2019
建筑節能工程施工質量驗收規范
GB 50411-2007
申請時未報
4
外墻外保溫工程技術標準
JGJ 144-2019
外墻外保溫工程技術規程
JGJ 144-2019
申請時名稱有誤
5
公共建筑節能設計標準
GB 50189-2015
公共建筑節能設計標準
關鍵詞：工業建筑；電氣設計；節能；變壓器；照明
Abstract: the development of economy development depends on the energy, the shortage of energy, is a fundamental to our economic development restriction factor, and therefore to the development of national economy, it must depends on the comprehensive utilization of energy. , high energy consumption and industrial construction is how to reasonable energy saving technologies applied in the industrial electrical design, in order to reduce the electric energy consumption in the industrial building, is the research question should be paid. This requires designers in the design process, scheme comparison, from the aspects such as safety, reliability, economy and energy saving make a comprehensive consideration. This article first analyzes the present situation of the industrial building electrical energy saving in our country, then db from the power supply, transformers, control system and lighting system four aspects discusses the application of industrial electric energy-saving technology in the design of the point.
Keywords: industrial building; Electrical design; Energy saving; Transformer; lighting
中圖分類號：S210.4文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
目前我國工業建筑電氣節能設計的現狀
在發達國家建筑電氣節能早就引起了人們的關注，早在上世紀70年代，歐洲一些國家就已經對建筑電氣節能非常重視，制訂了一系列有法律效率的規定來約束電氣節能。而直到80年代末我國的第一個建筑節能標準還停留在試點階段，1991年，北京市以行政命令的方式決定所有在該市區內的新建居住建筑都必須執行該標準，這才使該標準的執行取得了突破。隨后，其它省市也提出相應的措施，我國的建筑節能工作才取得了實質性的進展。
1998年1月1日全國節能的大法--《中華人民共和國節約能源法》頒布實施，標志著我國把對能源的節約利用上升到法律的高度。從此，建筑節能作為一則法律程序必須考慮。今天，建筑節能在民用建筑方面已經得到了廣泛的認同和應用。建筑節能設計已經象建筑、結構、排水、電氣一樣成為一個設計項目。如果一棟建筑的設計沒有考慮節能，這個設計將不會被批準建造。
但是工業建筑的電氣節能設計一直沒有得到重視和普及應用，其中的原因有很多。
首先，各種工業的生產工藝區別很大，難以有一個統一的標準。
其次，工業電氣的設計首先要滿足生產工藝的要求。建筑的電氣設計以經濟實用為主，業主考慮的是工程的先期投入，也就是把有限的資金花在能創造價值的方面，而考慮長遠利益較少。因此工業建筑電氣節能的推廣不如住宅、民用建筑這樣普遍。但是電氣節能在工業建筑的推廣也有其重要意義，長遠來看，節能設計雖然先期投入較多，但是投入生產之后很短的時間就能收回多投入的成本，遠期效果非常可觀。
工業電氣設計中節能技術應用的要點
（一）供配電系統中的節能技術應用
工業電氣與普通民用電氣的主要區別是：用電負荷等級高，用電設備相對密集，對連續性供電的要求較高。為達到節能的效果，從以下幾方面進行考慮。
供配電系統的環節不宜過多，盡量做到簡單可靠
過多的配電環節會造成額外的能量損耗。這也是規范規定“同一電壓等級供電系統配電級數不宜多于兩級”的原因。
應合理選擇設備的供電電壓水平
同等情況下，電壓水平高，損耗相對較小。如工業、企業大量使用的壓縮機、循環水泵等，常采用6/10 kV 供電，既降低了供電線路上的電流，又減少了銅損耗，還能減少銅材的浪費。
3、變電所應盡量深入負荷中心
大多數情況下，工業、企業內的負荷多為低壓交流380 V，若距離過遠，為滿足起動壓降和運行壓降的要求，增加電纜的截面，勢必造成銅材的大量浪費。所以，如果廠區面積過大時，應采用合理的供電半徑統一籌劃，設置多個變配電裝置，縮小線路的距離，降低損耗。有些工程項目在初期規劃時并不十分合理前期電氣專業人員往往沒有介入總體規劃，而參與時才發現變配電所的位置設置不合理，這時再調整總圖會影響整體布局。所以，在設計初期時可與總圖專業協商，盡量將變電所設置在負荷中心。萬不得已時，可設置多個變配電所，每個變配電所應在相應的負荷中心。如果有爆炸危險區存在，在滿足規范的前提下，可將變電所設置在爆炸危險區外并臨近，將室內外地坪高度差提高至0.6m，就能達到降低能耗的效果。
采用功率因數補償
在工業企業中大多數用電負荷為機泵。由于電機為感性負載，會產生功率因數滯后，如果不進行補償，會造成線路損耗和變壓器損耗增大。在SH3038—2000《石油化工企業生產裝置電力設計技術規范》推出后，石化裝置設計人員將低壓補償取消，這種做法有欠妥當。如果補償只設置在6/10 kV 側，低壓側不進行補償，負荷較多時配電變壓器的數量會相應增加或變壓器容量會相應增大，很容易造成額外的電能浪費。所以，應采取就地補償原則，從設計上保證節能，可即變壓器后側進行相應的補償，在同樣負荷率的情況下，使變壓器的效率提高。
（二）變壓器選擇的節能應用
工業廠區選擇變電所的地點時，應盡量設置在負荷中心點，這樣可減小變電所低壓出線線路的長度，減少線路的損耗。
2、變壓器的有功功率損耗包括變壓器空載損耗和有載損耗，即:
Pb= P0+β2Pk
其中，Pb為變壓器的有功損耗；P0為變壓器的空載損耗；Pk為變壓器的有載損耗；β為變壓器的負載率。
P0又稱鐵損，它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，是固定不變的部分，它的大小取決于矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝。所以變壓器應選用節能型的，如S10型、S11 型等油浸變壓器及干式變壓器，可減少損耗，提高效率。
Pk是傳輸功率的損耗，即變壓器的線損，決定于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小，與負載率β2成正比。因此，應選用阻值較小的繞組，可采用銅芯變壓器。
從β2Pk用微分求它的極值，在β= 50%處每千瓦的負載，變壓器的能耗最小，但在β= 50% 負載率時僅減少變壓器的線損，并未減少變壓器的鐵損，因此也不是最節能的措施。在實際
使用中有一半變壓器沒有投入運行，這無疑是在節約了電能的同時浪費了由于變壓器容量加大而白白消耗掉的其他資源。所以在綜合了各種費用，又要使變壓器在使用期內預留適當的余量，變壓器最經濟節能運行的負載率一般在75%～85%之間。
（三）控制系統節能設計的應用
在工業企業生產裝置和生產線上往往有集散控制系統（Distribution Control System，DCS）或者可編程邏輯控制器（Programmable Logic Con-troller，PLC）參與邏輯控制，是為了提高系統自動化程度，減少人工成本。在以往的設計中，為了減少一次性生產成本投入而減少DCS 點數，將應控制的起動和停止由一個繼電器輸出控制。但如只有一個控制點，則該接點需要一直保持才能達到起動并正常運行的要求。因此，該接點的繼電器需要一直帶電，造成大量的電損耗。如采用1 個繼電器接點控制，則DCS采用的不間斷電源（Uninterrupted Power Source，UPS）容量往往會比采用2個繼電器控制時的UPS 容量大，即使增加了輸出I /O卡件，也能達到很好的節能效果。
采用兩個繼電器的控制方式（如圖1、圖2所示）優點如下: 如果裝置第一次是在開起現場，當順利開起后，轉換開關在旋轉的過程中運行的設備不會停止；而選擇1個繼電器輸出控制設備起停時，轉換開關在旋轉的過程中運行的設備會停止。
圖1DCS或PLC有2個輸出圖2DCS 或PLC僅1個輸出
（四）照明系統節能設計的應用
供電方式的節能
照明線路的損耗約占輸入電能的4％左右，影響照明線路損耗的主要因素是供電方式和導線材質、長度及截面積。大多數照明電壓為220V。照明系統可由單相二線、兩相三線、三相四線三種方式供電，三相四線式供電比其他供電方式線路損耗小得多。因此，照明系統應采用三相四線制供電，且盡量保持三相平衡，滿足最大不平衡相負荷不超過三相平均負荷的15％，最小相負荷不小于三相負荷平均值的85％。供電電源的質量也會影響照明燈具的性能，因此工業建筑設計中做到不與沖擊性電力負荷及工藝負荷合用變壓器，以有效地控制照明燈具的端電壓。此外，導線材質、長度及截面積也應在設計中優化考慮。
2、照明光源的選擇
（1）天然光
從照明節能方式選擇光源，首選無需置疑肯定是天然光。天然光是取之不盡，用之不竭能源，充分利用天然光是最綠色環保節能的照明方式。隨著人們對能源和環境保護的日益關注，工業建筑物中如何充分利用天然光源來節約照明用電已引起廣泛重視。工業建筑物中露天的裝置區及大面積的廠房，天然光都應當充分加以利用，設計中將采光和照明有機地結合起來，可采取以下措施：
導光管法、采光擱板、反射高窗、棱鏡窗等，此幾種措施都可以充分利用各種導光和反光裝置將天然光引入室內進行照明，這需要同建筑專業緊密配合，以達到建筑物照度要求，這是節約照明耗能的重要方式之一。如在大型化工倉庫中，在棚頂設計中采用透光板，充分利用自然光。
（2）工業建筑較民用建筑復雜，需注意環境溫度、濕度、振動、污穢、塵埃、腐蝕、有爆炸和火災危險介質等情況需綜合考慮燈具及其光效、色溫、顯色指數、光源壽命和價格等因素。在設計中，根據工程的性質，使用的場所，人員的視覺要求等，選擇不同的光源。
如：高度較低的室內場所（如辦公室、會議室等），應采用細管徑直管形熒光燈、緊湊型熒光燈或小功率的金屬鹵化物燈等光源；高度較高的室內場所（如工業廠房等），應采用金屬鹵化物燈或高壓鈉燈。也可采用大功率細管徑熒光燈；室外場所，應選用高壓鈉燈等使用時間較長的氣體光源以及利用太陽能作為能源。選擇的光源必須結合適合的燈具使用，在設計中，應注意選擇控光效果好，效率高的節能燈具。保護罩，格柵等等都直接影響到照明的效率，會間接提高電能的損耗。此外，公共場所如廠區路燈等夜間照明采用的是白熾燈、水銀燈，應改造成為緊湊型熒光燈，可節電50％左右。辦公樓、操作間照明的老式燈具應改造成帶電子鎮流器和細管徑燈管的節能型熒光燈，節電15％以上，還能延長燈管的使用壽命約60％，光效高達50％，還具有消除頻閃效應及噪聲等優點。
改善燈具控制方式
面積較小的房間宜采用一燈一控或兩燈一控；面積較大的房間采用多燈一控的方式，但每個開關控制的燈數不宜太多，也應考慮適當數量的單控燈；建筑內的樓梯間、走廊等公共通道的燈具宜采用光電、聲控開關控制；在遠離側窗的天然采光不足的區域內的電氣照明，宜采用光電控制的自動調光裝置；室外宜采用程序控制或光電定時開關控制。
結語
綜上，工業建筑電氣設計的節能潛力很大，在工程設計中應精心考慮，并從安全性、可靠性及經濟性等多方面反復比較設計方案，拿出一套符合各種技術指標，滿足功能需求的， 行之有效的而又最節能的方案，從而達到真正節約電能的目的。
參考文獻
[1]黃明霞，高宇.對選煤廠設計中電氣節能的探討[J].煤炭加工與綜合利用，2007.3.
關鍵詞：節能；建筑；評估
收稿日期：2011-12-22
作者簡介：邱 強（1972―），男，天津人，注冊環評工程師,主要從事環保技術開發及研究工作。
中圖分類號：TU246
文獻標識碼：A
文章編號：1674-9944(2012)02-0212-03
1 引言
我國是一個能耗大國,能耗消費總量居世界第2,能源形勢相當嚴峻。資料顯示,我國煤炭、原油、天然氣、焦炭、煤氣等一次性能源十分緊缺,其中石油最終可采儲量為 130~160億t,僅占世界的1.8%;天然氣最終可采儲量為15億m3,占世界的0.70%,煤炭占世界儲量的11%,人均能源可采儲量遠低于世界平均水平。建筑能耗包括建造能耗與使用能耗兩大部分,一般把建筑節能的范圍定義為減少建筑節能使用過程中的能耗,因此,通常意義上講的建筑能耗主要指建筑使用能耗。建設部《建筑節能“九五”計劃和2010年規劃》指出，建筑能耗系指建筑在使用過程中的能耗,主要包括采暖、通風、空調、照明、炊事燃料、家用電器和熱水供應等能耗。其中以采暖、空調、通風為主,約占總能耗的百分比。
我國現有建筑近400億m2屬于高耗能建筑,每年新建房屋面積16~20億m2,超過所有發達國家年建成建筑面積的總和,新建建筑80%以上是高能耗建筑,既有建筑95%以上是高能耗建筑,單位建筑面積能耗是發達國家的2~3倍,能源利用效率很低,以此建設增速,預計到2020年,全國高耗能建筑面積將達到700億m2。不注重建筑節能設計,將直接加劇能源危機,成為制約我國可持續發展的突出問題。
2 國內外建筑節能發展歷程
建筑節能的發展到目前只有30多年。1973年發生的第一次世界能源危機以前,石油價格低廉,人們對節能并不關心。能源危機爆發后,石油價格飛漲,節能問題開始引起人們廣泛的重視。建筑用能要消耗全球大約1/3的能源,在建筑用能的同時,還向大氣排放大量污染物,經濟發達國家開始重視建筑節能。在發達國家,建筑節能經歷了3個階段:第1階段在建筑中節約能源,就是我們說的建筑節能;第2階段在建筑中保持能源,減少熱損失;第3階段從積極意義上提高建筑中的能源利用效率。
1986年我國開始試行第一部建筑節能設計標準,政府在建筑節能方面做了大量工作,制定了一系列的規劃、政策、規定、標準,推動建筑節能技術進步,發展建筑節能產業。1986年建設部頒發了《民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)》;1985年12月建設部批準了標準的修訂稿,即《民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)》(JGJZ),1996年7月1日施行。標準適用于嚴寒地區、寒冷地區。1998年12月21日國家計委、國家經貿委和建設部印發了《關于固定資產投資工程項目可行性研究報告“節能篇(章)”編制及評估的規定》,明確了節能的要求和評估的標準。2000年8月,建設部會同國家計委、國家經貿委、電力工業部對原《關于發展熱電聯產的若干規定》進行修訂和補充。2000年10月1日起頒布施行的《民用建筑節能管理規定》中指出,國家鼓勵發展圍墻外保溫等類建筑節能技術(產品)。2001年建設部頒發了《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準 》(JGJ134-2001),2001年10月1日施行。標準適用于夏熱冬冷地區。2003年建設部頒發了《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》(JGJ75•2003),2003年10月1日施行。標準適用于夏熱冬暖地區。它與2001年頒發的《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》,都要求居住建筑通過采用合理節能建筑設計,增強圍護結構隔熱、保溫性能和提高空調、供暖設備能效比。在保證相同的室內熱環境的前提下,與采取節能措施前相比,全年空調和供暖總能耗減少50%。2005年4月4日建設部與國家質量監督檢驗檢疫總局聯合《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005),2005年7月起正式實施。
我國的建筑節能工作在20世紀80年代初,主要偏重于北方地區采暖住宅節能。在80年代和90年代分別制定了重要的建筑節能標準,主要措施是增加門窗氣密性、改善墻體保溫、加大圍護結構的熱阻。近年來又制定了民用建筑節能設計標準,并在“建筑節能十五計劃綱要”中制定了我國未來的建筑節能總體設想和目標。從1986年到1995年,新設計的采暖居住建筑能耗水平應在 1980~1981年當地通用設計標準能耗水平的基礎上節能30%;從2005年起,新建采暖居住建筑應在此基礎上再節能30%。在推廣建筑節能過程當中,制定優先領域和重點區域。具體的優先領域和重點是:首先從新建建筑開始,逐步到公共建筑,然后是工業建筑;首先從北方采暖地區開始,然后發展到夏熱冬冷過渡地區,并擴展到南方炎熱地區;從基礎好的城市開始,再發展到一般城市和城鎮,然后逐步擴展到廣大農村。為今后節能工作的大發展打下了較好的基礎。節能率也不斷提高,從30%到50%,開始進入節能65%,十分難能可貴。然而,在取得了很大成績的同時,某些建筑節能的政策和措施在實施的過程中遇到了一定的阻力,我國建筑節能工作仍然進展緩慢。建設部2010年對當前建筑節能標準執行情況的檢查結果表明,達到建筑節能設計標準的節能建筑只占到同期建筑總量的26.4%。到2010年底,在全國城鄉既有的房屋建筑中,達到采暖建筑節能設計標準的僅有1.8億m2,僅占全部城鄉建筑面積的10.6%,還有 270億m2的既有建筑存在著比較嚴重的保溫隔熱性和氣密性差、供熱系統效率低下等問題。至2003年建成節能居住建筑(包括節能30%及節能 50%)3.2億m2,只占全國城市居住建筑的4%。這說明在我國尚未形成良性的建筑節能環境,建筑節能主作仍需進一步加強。
3 節能建筑評估的研究進展
3.1 英國建筑研究中心環境評估法(BREEAM)
1990年由英國建筑研究中心 (Building Research Establishment,BRE)提出的《建筑研究中心環境評估法》 (Building Research Establishment Environmental Assessment,BREEAM)是世界上第一個節能建筑綜合評估系統,也是國際上第一套實際應用于市場和管理之中的節能建筑評價辦法。其目的是為綠色建筑實踐提供權威性的指導,以期減少建筑對全球和地區環境的負面影響。從1990年至今,BREEAM已經發行了《2/91版新建超市及超級商場》、《5/93版新建工業建筑和非食品零售店》、《環境標準3/95版新建住宅》以及《BREEAM,98新建和現有辦公建筑》等多個版本并已對英國的新建辦公建筑市場中25%到30%的建筑進行了評估,成為各國類似評估手冊中的成功范例。
自 1990年首次實施以來,BREEAM系統得到不斷的完善和擴展,可操作性大大提高。基本適應了市場化的要求,它成為各國類似研究領域的成果典范,受其影響啟發,加拿大和澳大利亞出版了各自的BREEAM系統,香港特區政府也頒布了類似的HKBEAM評價系統。
3.2 美國能源與環境設計先導(LEED)
1995年美國綠色建筑協會建立了一套自愿性的國家標準LEED(Leadership in Energy and Environmental Design),該體系用于開發高性能的可持續性建筑,進行綠色建筑的評級。目的是推廣整體建筑一體設計流程,用可以識別的全國性“認證”來改變市場走向,促進綠色建筑性能的公平競爭和供求的增長。從1995年推出 LEED1.0至今,在2000年3月又更新了LEED2.0版,2003年推出了LEED2.1版。從最初的只針對公共建筑,發展到可用于既有建筑的綠色改造標準 LEED.EB、商業建筑綠色裝修標準LEED-CI、目前正在致力于開發專用于住宅建筑的LEED。
3.3 加拿大綠色建筑桃戰 2000(GBC2000)
綠色建筑挑戰(Green Building Cha11enge)是由加拿大自然資源部發起并領導的,目的是發展一套統一的性能參數指標,建立全球化的綠色建筑性能評價標準和認證系統,使有用的建筑性能信息可以在國家之間交換,最終使不同地區和國家之間的綠色建筑實例具有可比性。在經濟全球化趨勢日益顯著的今天,這項工作具有深遠的意義。至2000年10月,有19個國家參與制定約一種評價方法,用以評價建筑的環境性能。它的發展已經歷了兩個階段:1998年10月,由加拿大自然資源部發起,美國、英國等14個西方主要工業國共同參與的綠色建筑國際會議-綠色建筑挑戰98,目標是發展一個能得到國際廣泛認可的通用綠色建筑評估框架,以便能對現有的不同建筑環境性能評價方法進行比較;之后的兩年更多的國家加入,成果CBC2000在2000年10月荷蘭馬斯持里赫特召開的國際可持續建筑會議(International SB2000)上得到介紹。我國在2002年參加了有關活動。
3.4 評價體系的共同點
(1)共同的立足點和目標。各國的評價都是在明確的可持續發展原則指導下進行的,基本都可以實現指導綠色建筑的決策與選擇;提高公眾的環保產品和環保標準意識,推動其在市場范圍的實踐的目標;另外由于評價體系提供了可考核的方法和框架,使得政府制定有關綠色建筑的政新和規范更為方便。
(2)共同的關注點。各國的評價體系都有明確清晰的分類和組織體系,可以將指導目標(建筑的可持續發閱和評價標準聯系起來,而且都有一定數目的包括定性和定量的關鍵問題可供分析,為評價進程提供更清晰的指示。
(3)開放性和專業性。各國的評價體系評價的數據和方法都向公眾公開,任何人都可以了解使用。數據和方法的開放性并不意味著評估過程的簡單,各國對評估的進程都有嚴格的專業要求。評估是由相關部門給與專業認證的評估人執行的。
(4)都在不斷地更新和發展。綠色建筑系統是復雜并且不斷發展,因而評價應當是可重復的、可適應的,對變化和不確定性能做出及時反應。各國在制定自己的評價體系時都充分考慮到了這一點。
4 我國節能建筑評估的研究進展
相對于發達國家的節能建筑評估體系來講,我國建筑節能起步較晚,節能水平較低,對節能問題的深入研究比較匾乏、節能建筑評估體系相對不足,隨著節能技術進步和制度法規逐步成熟,對建筑節能研究的重心也開始偏向建筑節能環境和經濟評估研究。近年來,有關部門圍繞著建筑節約能源和減少污染頒布了一些單項的技術法規。不久前,建設部科技委員會已組織了有關專家,制定出版了一直比較客觀科學的綠色生態住宅評價體系-《中國生態住宅技術評估手冊》,其指標體系主要參考了美國能源及環境設計先導計劃(LEED2.0),同時融合我國《國家康居示范工程建設技術要點》等法規的有關內容。
由建設部組織編制的我國首個有關綠色建筑的標準與評估體系――《綠色建筑評價標準GB/T50378,2006》誕生,自2006年6月1日起實施,為辨別綠色建筑的真偽提供科學的依據。這是我國第一部從住宅和公共建筑全壽命周期出發,多目標、多層次對綠色建筑進行綜合性評價的推薦性國家標準。該標準明確指出,綠色建筑評價指標體系由節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境質量和運營管理(住宅建筑)或全生命周期綜合性能(公共建筑)6類指標組成。
這套評估體系對綠色建筑進行全程監督管理,涉及項目招標、設計、施工、調試及運行管理等環節,并分別從環境、能源、水資源、材料、室內環境等方面進行評估。按照評估體系的要求,建筑從規劃到驗收的每個步驟都必須符合綠色標準,如果其中一個環節不達標,其建設進度將不得繼續。這是我國第一部生態住宅評估標準,是我國在此方面研究上正式走出的第一步,當然,綠色建筑評估是一個跨學科的、綜合性的研究課題,為進一步建立我國完整的綠色建筑評價體系及評估方法,我們還需要借鑒國外的先進經驗,進行更加深人有效的探索。國家發展和改革委員會已發出通知,從2007年1月1日起,報送中國投資主管部門審批、核準的項目,必須編制節能分析篇,否則將不予受理。節能評估的內容將包括項目應遵循的合理用能標準及節能設計規范:建設項目能源消耗種類和數量分析;項目所在地能源供應狀況分析;能耗指標;節能措施和節能效果分析等。節能評估成為中國投資項目強制性門檻,這不僅是節能事業發展的重大舉措,更是節能評估工作發展的契機。
參考文獻：
［1］
陳 菲.生態住宅的評價指標體系及方法研究［D］.西安:西安建筑科技大學,2006.
［2］ 歐陽華.建筑節能是推進可持續發展的重要環節［J］.中國工程咨詢,2008(2):12~13.
［3］ 李路明.綠色建筑評價體系研究［D］.天津:天津大學,2006.