建筑节能技术在工业建筑中的应用

摘要：如今厂房的使用越来越普遍。寒冷地区建设厂房更要考虑能耗的问题。本文从保温隔热设计、屋面设计等几方面对钢结构厂房设计的核心问题进行探讨，总结了厂房的节能设计要点，提出一些在设计中应注意的问题和建议，选择主要从工艺流程、建筑节能设计、技术经济分析等方面综合考虑确定。

关键词：建筑节能设计；保温；围护结构

Abstract: nowadays the use of the plant is more and more common. Cold areas building more to consider the problem of energy consumption. This paper, from the thermal insulation design, roofing aspects of the design of steel structure plant design core issues to discuss, summarizes the key points of the design of the building energy saving, and puts forward some problems that should be paid attention to in the design and the suggestion, choose mainly from the process flow, energy conservation of the building design, technical and economic analysis to determine the comprehensive consideration.

Keywords: building energy saving design; Heat preservation; Palisade structure

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

引言：

我国是世界上第三能源生产和消费国，单位产值能耗名列世界前茅，表明我国经济效率能源利用率较低。我国建筑能耗目前每年已高达2亿吨左右标准煤，占全国总能耗量的1／4～1／3，是能耗大户。在节约能源中，建筑节能尤其值得关注。建筑节能不仅是为了减少能耗、提高经济效益的迫切需要，而且也是减轻大气环境污染、改善气候与生态环境、造福子孙后代的百年大计。

一、我国建筑能耗现状

建筑能耗主要包括建筑材料和建筑设备的生产用能、房屋建筑时施工用能、建筑物在使用期间的日常用能(采暖、空调、降温、电气、照明、炊事、热水供应等)，房屋维修、拆除用能等四个方面，其中尤以日常使用能耗为最大。据国外分析，使用能耗与其他能耗之比一般为8：2～9：1，而采暖建筑大部份为9：1，其次是建筑生产能耗。所以在建筑节能中应以日常使用能耗为节能重点，而在使用能耗中则以采暖用能为主。据统计我国采暖地区约占国土60％，在全国城市民用建筑中采暖建筑占45％，而住宅建筑又占民用建筑中的70％，因此建筑的节能重点应是采暖能耗。特别是在工业生产中，厂房的节能设计及节能措施更加重要。

我国自八十年代才开始重视建筑节能，自八六年七月颁布“民用建筑节能设计标准”以来，在设计和实施过程中还没有引起足够重视，更缺乏监督，导致与国外差距拉大。譬如：我国建材工业能耗仅次于电力工业而居备工业中第二位，用于生产建筑钢材、水泥、砖瓦等各种建材的能耗，每年约1亿吨标准煤，占建材工业总能耗50％，随着经济发展、基建项目增加，这个比例还在扩大，而且单位能耗比发达国家高得多。因此，一方面要大力降低建材生产的单位能耗，另一方面要大力研制、开发低能耗的建材产品，以取代传统性粘土砖瓦的墙体材料，这已成为当前建筑节能中一个非常重要环节。

二、屋顶设计的问题

1、屋盖支撑。

规范第9．1．20条规定，屋盖支撑杆件宜用型钢，目前多数采用圆钢，甚至在8度地震区也有用圆钢的，必须引起高度重视由于人们对震害的感受不深，认为地震发生的概率很小，因此重视不够。作者建议8度地震区应用型钢截面，7度及7度以下视刚架跨度和荷载大小可考虑是否一律采用型钢。

2、钢结构厂房屋面设计的防水问题。

屋面防水设计涉及屋面坡度、天沟形式、单坡屋面长度等因素。屋面坡度，根据《屋面工程技术规范》的规定，屋面坡度最小为5％。但在实际工程中，一些外资钢构公司屋面坡度经常做到3％，甚至2％。考虑到同前国内钢构厂家技术力量、节点的处理、材料性能方面参差不齐，人们将屋面坡度控制在5％。在积雪较大的地区，坡度应适当增大。单坡屋面长

度，主要取决于工程所在区域的最大温差以及降雨所形成的最大水头的高度。根据收集的资料和工程设计经验，单坡屋面长度宜控制在70m以内，若超过70m，需做专题研究、特殊处理。哈尔滨地处严寒地区．冬季气温低，堆积的冰雪反复冻融，容易对普通钢屋面造成破坏，尤其是天沟处，造成渗漏，根据以往的经验，内天沟尚无成功的实例，故确定设计方案全部采用外天沟。另外哈尔滨冬季雪大，在高低跨处宜积很高的雪，威胁厂房安全，故确定设计方案采用一个屋脊双坡屋面。

3、提高屋顶的热工性能

屋顶构造设计应综合考虑防火、防水、保温、隔热措施，提高保温材料厚度，选择优质的保温材料。提高或改善屋面热工性能在北方着重是保温，在南方着重是隔热，因此要选择容量轻、吸水率、含水率较低的高效保温材料，如聚苯乙烯板，岩棉等。常见屋顶做法：

1)平屋顶，在北方较多应用，保温材料采用加气混凝土(50。100mm)，已逐步推行岩棉制块、聚苯板等。

2)尖屋顶，在南方应用广泛，在顶内铺设轻质保温材料(玻璃棉、聚酯板)，也可在天棚上铺设轻质保温材料。尖屋顶做法在西欧或发达国家很广泛。

三、提高围护结构的热阻

1、厂房围护结构存在的不足

建筑热工设计不仅应满足建筑热工和卫生要求，而且要立足于能源经济学的观点。现在一般厂房所用的围护结构的热阻仅仅是考虑了建筑热工和卫生的要求，即满足内表面和材料内部不结露，而很少考虑能源消耗的因素。欧美各国的研究分析认为：隔热保温是建筑节能最有效的途径并把改善建筑保温性能当作建筑节能的首要任务。许多国家制定了建筑节能法规。现在，我国厂房外墙外窗的综合传热系数一般在2．O～3．0W／m℃之间，超过美国节能控制标准的22％～52％；屋顶的综合传热系数一般在1．05～1．396w／m℃之间，超过美国节能标准50％～100％。美国建筑节能法要求采暖房屋的护结构必须采用导热系数小于0．233w／m℃的保温材料，对导热系数O．814w／m℃的砖砌体不视为保温材料。西北建筑设计院通过对北京和哈尔滨采暖耗能与造价之间的分析，得出两地采暖砖混建筑的外墙最佳保温厚度分别为2砖和3砖，但从墙体结构受力和室内有效面积等角度考虑是不合适的。我们应从设计上改变过去的传统和习惯，从建筑节能和能源经济学的角度出发，适当增加主厂房围护结构保温厚度或采用新型的高性能保温材料，以提高主厂房围护结构保温性能。

2、一般的解决措施

(一)尽量减少外门数量，缩小外门尺寸。有的工程中，工艺专业仅根据本专根据本专业的需要提出所需外门的数量和尺寸，建筑专业应对此逐一落实，是否需要这么多，这样大，尽量压缩。门洞留大了，热风幕吹风作用范围达不到封堵冷风的作用。在较寒冷的地区，这一条十分重要，设计人员一定要充分考虑到气候因素的影响，绝不应把东北地区与江南地区等同对待。

(二)凡有外门必设门斗，必加装热风幕。经验表明，凡这样处理的外门，保温效果根好，门斗加装热风幕，可在门斗区域造成一个缓冲空间，有利于减少室外渗入的冷风。地处严寒地区的某电厂主厂房主入口，就是做了上述处理，实际运行中，保温效果很明显。

(三)注意门型的选择。选用的主厂房外门一定要密闭性好，关闭可靠、结实。较大的外门上要特设供人通行的小门。据了解，目前电厂主厂房常用的大门的保温密闭效果都不太理想，急需设计一种新型的主厂房外大门。

(四)注意外门的位置。外门尽量避免放在当地冬季主导风向的位置，也要尽量避开当地寒潮来临时主导风向的方向。显然，在设计主厂房外门时，多做些工作，多动动脑筋，会收到十分明显而可靠的节能效果，可谓事半功倍。

结束语：

节能是我国的一项基本国策，建立节约型社会是我们的目标。作为耗能大户的工业厂房，节能工作任重而道远。厂房建筑节能可采取以下措施：1、充分利用设备散热量，从节能角度看，锅炉不应露天布置，应把锅炉放在厂房内，以回收锅炉设备的散热量。2、锅炉送风机室内吸风量应根据室外温度进行调节，以回收余热。尤其是在夏季，送风机应在室内吸风。3、提高围护结构保温性能，限制外墙综合传热系数在1．60～1．80w／m℃之间。4、减小窗墙之比，建议主厂房窗墙之比值控制在10%～20%之间。5、为减少冬季冷风渗透量，应改进大门结构、形式，设置门斗，凡有外门处均应设置热风幕。

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