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绿色工业建筑设计探究

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摘要:随着社会经济水平的提高,建筑业也得到进一步发展,作为当前能源消耗较为严重的一项产业内容,做好工业建筑设计工作具有重要意义。从当前工业建筑发展来看其具有噪音、水污染、大气污染、材料资源、能源消耗等多方面影响,在此影响下各种环境污染不仅给各种生产生活带来一定影响,还降低了工业建筑的使用寿命和经济效益。为了满足可持续发展要求,在工业设计中积极融入了绿色节能环保理念,是新时期建筑业发展的必然趋势。本文就从工程实践出发,对绿色建筑设计工作展开分析,希望能够进一步推动我国工业建筑的繁荣发展。

关键词:绿色工业;工业建筑;建筑设计;绿色理念

引言

环境问题是世界各国都一直关注的重点话题,随着全球气候变暖的影响,社会各界对于节能环保方面给予了更多的关注,工业作为能源消耗与环境污染的第一大产业,做好这方面的绿色环境工作已经成为建筑发展的必然趋势。建筑业为社会发展提供了良好的基础支持,如何在建设过程种运用绿色设计理念,还需要不断的研究和创新,结合我国建筑业基本情况和国情特点,探索出绿色工业建筑设计的新道路,在满足社会经济发展的同时实现环境保护的目的,这样才能促进社会经济、人类、自然环境的和谐稳定。

1工程概况

本文以工程案例对绿色工业建筑设计展开分析和探讨,项目为中国石化53/t润滑油项目。位于北京市房山区(燕山办事处辖区内)的北京石化新材料科技产业基地核心区东区,距北京市中心45km。厂区总占地面积26.00hm2(390.00亩)。项目建设内容主要包括调合厂房、灌装厂房、立体仓库、空压站及换热站、检修车间、分析化验楼、生产调度指挥中心、培训中心、变电所、冷热源机房、防冻液调合灌装厂房、地秤房等12个单体建筑,总建筑面积47504m2。自我国加入WTO以来,国外润滑油制造商对我国润滑油市场的冲击越来越大,为抵御外来冲击和满足国内市场对高中端润滑油的需求,中国石化从战略高度决策建设本项目。项目选用国内先进可靠的工艺技术,大力推广应用新工艺、新技术、加大先进技术含量,节能降耗,降低生产成本,生产过程中满足环保要求,有效降低装置的物耗、能耗水平;减少“三废”排放,维护周边生态环境,实行同步治理,满足清洁生产的要求。

2绿色建筑的概述

2.1绿色建筑的含义

绿色建筑主要是在新时期经济发展下环境问题日益恶化,所提出的一项思想理念,所谓绿色建筑主要是指在建筑施工中降低对环境的污染,提高能源利用效率,满足人们多方面需求,建设高效、经济、健康的工程项目。通常情况下绿色建筑主要体现在以下几方面:①绿色建筑是及安全、健康、舒适为一体的生活和工作空间;②在建设过程中将绿色理念渗透到各个方面,实现资源的高效利用,降低不良因素对周边环境造成的污染;③实现建筑物与自然环境的有效结合,形成一个有机的生态共同体,从而满足各方面使用需求。

2.2绿色设计理念的优势

2.2.1传统设计理念的弊端传统的工业建筑设计过于重视质量问题忽略了设计层面的合理性,没有考虑到使用者的实际需求与整体协调发展,这就导致建筑结构内部空间不完善,建筑物使用性能受到一定影响。与此同时,传统工业建筑设计中所采用的工艺技术存在一定的污染问题,传统建筑设计并没有太多的考虑这方面的影响,随着环境保护的重视,传统工业建筑设计理念逐渐显露出很多不足[1]。

2.2.2绿色设计理念的优势新时期绿色环保理念的融入,能够进一步提高建筑工程节能、环保、低消耗水平,改变传统设计理念的不足,更加重视新技术、新材料、新设备的在其中的应用,通过多方面努力,转变以往高耗能、高成本的问题。另外,工业建筑的最终目的是为了满足生产需求,将绿色设计理念融入其中,积极引入低耗、除污等技术工艺,降低能源的消耗提高企业经济效益,更好的推动环境保护与经济发展。

2.3绿色建筑设计原则

绿色建筑设计是当前工业建筑设计中比较先进的一种设计手段,在进行工业建筑设计过程中应该切忌盲目跟风,还要结合自身情况与实际需求,讨论出最为合理的设计方案,在具体工作中应该坚持以下设计理念与原则:(1)简单高效,绿色设计理念中更好提倡资源节约与价值的最大化,为了满足工业发展要求子啊设计过程中秉持高效节能的设计原则。(2)整体性原则,工业建筑涉及内容较多,并且比较复杂,在保证工程质量的同时,还应该提高建筑环境效益与社会效益,促进建筑、社会、环境的和谐发展,工业建筑设计应该秉持以人文本、环境优化的原则,避免工业建筑对环境造成破坏和影响。(3)舒适性,说到底工业建筑的使用者还是以人为主,保证建筑的实用性、舒适性是提高建筑效能的一个重要方面,实现用户与自然环境的和谐沟通,加强室内空气的流通性、提高采光面积、增加隔音效果,通过多种方法提高建筑效果。

3绿色工业建筑的设计

3.1建筑结构选型

3.1.1工艺、建筑、结构、设备采用一体化设计工业建筑设计过程中需要从工艺流程、机电设备、总体布局等多方面进行考虑,这也是工业建筑设计中非常关键的决定性因素,建筑形式和结构高度、跨度应该对应相应的工艺设备服务,在规划设计的初期阶段,从工艺、结构、设备等多方面进行考虑,全面优化建筑设计的整体效能。室内工艺与设备合理布置能够提高厂房内部空间利用效率,提高工业建筑的使用效果。

3.1.2土建主体与室内外装修一体化设计工业建筑设计过程中土建与室内装修之间有着紧密的关系,土建与装修一体化设计能够有助于建筑安全、节能等多方面发展。由于工业建筑内部含有很多的设备和管道,加强土建与装修一体化设计通过预留孔洞、预埋件减少后期的破坏,实现建筑物的完整性要求,进一步保证了建筑结构安全。除此之外,还能减少建筑垃圾的产生,最带限度利用面层整料,降低材料浪费的发生。还能够避免后期打凿、穿孔等作业时所产生的噪声污染,节约后期装修施工时间,提高工程建设整体水平。土建与装修一体化还需要重视设计、业主、施工单位之间的沟通和协调,能够从整体结构外观与使用需求、施工进度的多方面考虑,实现同步性与协调性。

3.1.3采用资源消耗少和环境影响小的建筑结构体系工业建筑设计主要以钢结构、木结构、砌体结构与预制混凝土结构等形式为主,建筑材料在生产过程中属于集中生产类型,由于施工现场环境较为复杂,涉及的内容较多,这几种结构形式对自然资源的消耗与环境影响较低,因此比较适合在工业建筑设计中进行应用[2]。

3.1.4钢结构厂房的单位建筑面积用钢量优于同行业同类型的全国平均水平厂房建筑面积整体效能应该优于同行业同类型的整体水平,从建筑形式方面考虑,应该加强建筑物体形系数的重视,其主要是指建筑物与外界大气所接触的表面积与建筑物体积的比值,也可以称之为单位体积内外表面积。针对一些体型小、形势复杂的建筑物体形系数都比较大,外表材料消耗浪费也较为严重;而体积大、结构形体简单的建筑,体形系数比较小,外表材料的利用效率高。从建筑结构优化来看,采用组合截面、变截面的形式能够充分发挥出材料特性,降低施工过程中的用料情况,控制结构体形系数,有助于围护材料效益价值的提升。

3.2材料选择

3.2.1满足国家标准要求在进行材料选择的时候应该尽量选用国家批准或推荐的建筑材料,为了提高工业建筑质量安全,降低材料消耗与成本费用,应该从材料的安全性、环保性多方面考虑,尽量选择具有低碳环保的建筑材料。从当前市场环境来看,国家与地方定期、不定期的会对建筑材料、产品进行禁止使用制度,各地方应该抓紧落实建筑材料与建筑产品的市场状态,施工企业根据实际情况进行合理的选择。

3.2.2选用高性能、高强度材料对于工业建筑来将其主要的建筑材料以混凝土和钢筋为主,在材料选择的过程中应该选用高性能混凝土与高强度钢材,这样才能提高建筑受力结构的整体性能,降低材料的用量,转变传统设计中肥梁胖柱的现象,在满足使用需求的同时降低建筑层高。

3.2.3利用现有资源建筑工程设计过程中应该充分考虑本地区的实际情况,而材料选择应该结合企业自身条件与场地内既有建筑、原有建筑材料等多方面条件进行分析,对于经过处理或改造能够继续利用的材料加以重视,特别是对于一些改扩建工程,在规划和设计的过程中应该避免对大拆大建的高消耗行为,减少投资与新材料的应用,这也是保证工业建筑成本效益的一项重要内容。需要注意的是在对于既有建筑物进行分析考虑的时候,也要结合实际情况从建筑物结构安全性、可靠性评定结果,根据整体规划要求进行保留或者翻新利用,尽可能发挥既有建筑的价值。

3.2.4提高材料的利用效率工业建筑设计的主要目的是为了满足使用需求,在建筑施工过程中会产生大量的废弃物,在此基础上对废弃物为原料所生产的建筑材料加以利用,能够降低建筑材料总量[3]。废弃物包括很多方面,比如:建筑垃圾、工业废弃物、生活废弃物等等,随着节能环保技术水平的提高,以废弃物为原料生产绿色建材产品已然成为现实。在满足建筑质量标准与使用性能的前提下,选取具有回收利用效果的混凝土砌块、水泥制品、再生混凝土等,制作形成建筑材料,能够保证在降低环境污染的同时,提高材料的利用率。

3.3工业整体环境的设计

绿色建筑设计需要考虑建筑物与周边环境的协调融合,在合理的范围内适当增加绿化面积,通过植物种植等方法降低气温、净化空气,充分利用新型环保材料,提高整个厂区的环境绿化水平。除此之外,提高长区内土地资源利用效率,充分考虑立体空间的应用,比如:屋顶,采用绿色屋顶技术,在建造过程中选择种植屋面,通过植物的生长形成一个绿色系统,在满足环境保护的同时,是室内温度处于恒定状态。

3.4工业建筑单体的设计

对于建筑单体来讲要满足自然通风、自然采光的要求,充分利用光照作用减少照明电能损耗。对于工业建筑来讲还能够在屋顶上采用透光材料,比如:采光板等;墙体材料选用具有环保性能的保温材料[4]。另外,加强建筑结构形式的优化,提高空间利用效率,减少工业建筑在运行过程中可能造成的能源损耗,利用太阳能、风能可在生资源等达到节能环保的效果。

4推行绿色建筑设计理念在工业建筑设计中应用的措施

4.1培养复合型工业建筑设计人才

工业建筑设计人员是设计工作的主要参与者,高精尖设计人才的引入与培养直接影响设计的最终结果,为了满足现代化发展要求相关建筑企业应该加强复合型建筑设计人才的选用,对现有人员进行培训、教育,提高他们的专业知识与环保意识,从建筑设计理论、工程技术、环保工艺等多方面入手,为设计工作提供依据,保证设计人员能够具备良好的综合能力,秉持认真负责的态度做好工业建筑设计工作[5]。

4.2强化绿色环保理念,降低设计风险

在工业建筑设计中引入绿色环保理念,需要充分考虑其中可能隐藏的设计风险,结合当前所处环境、地形、气候条件等强化绿色建筑设计水平。对可能存在的潜在风险进行识别、分析,并提出具体的解决措施,从工业建筑的应用性质出发,对一些废气排放等现象进行改造,提高绿色工业建筑的环保价值。

4.3基于环境保护条件下的工业建筑设计

工业建筑设计具有一定的复杂性,面对新时期绿色节能环保要求,工业建筑还需要不断的发展和创新,我们应该从工业建筑设计的基本情况出发,积极引入节能环保技术与环保材料,按照我国可持续发展战略部署要求,逐步开展绿色设计工作。设计人员应该充分认识到工业建筑设计与经济发展、国家可持续发展之间的关系,能够在此基础上强化产业结构水平,推动绿色建筑设计的进步和发展,秉持良好的责任心与紧迫感,为国家绿色节能环保事业做出贡献。

4.4工业建筑整体环境的绿色节能设计

工业建筑设计过程中应该重视整体性原则,以总体规划为依据,根据本地区的地形地貌、水文地质、气候条件等,综合考虑工业生产的实际需求,从经济性、可行性、舒适性多方面考虑[6]。具体来讲就是设计人员应该具备良好的思想观念,以开发空间形象和集中的建筑布局为基础,保证工业建筑结构形式的优化。从当前来看,我国工业建筑设计主要以线性空间布置为主,其具有开放性、动态等诸多优势,能够满足工业生产的多方面需求。

5结语

综上所述,工业建筑设计是一项系统且复杂的工作内容,为了满足新时期发展要求,设计人员还需要从工艺、结构、设备一体化、土建主体与装修等多方面加以考虑,在条件允许的情况下利用既有建筑资源与可循环材料,降低材料成本。在施工期间严格按照设计标准与国家要求选用建筑材料,保证材料的安全性与环保性,努力建设绿色环保节约型社会,推动建筑业的健康发展。

参考文献

[1]闫睿玲,黄泽林.绿色建筑设计理念在工业建筑设计中的体现[J].山东工业技术,2017(05):109.

[2]庄健.绿色建筑设计理念在工业建筑设计中的应用研究[J].科技创业家,2013(02):87.

[3]何智伟.建筑设计中绿色建筑设计理念的应用探讨[J].住宅与房地产,2016(21).

[4]绿色建筑教材编写组.绿色建筑[M].北京:中国计划出版社,2008,3-5.

[5]李学征.中国绿色建筑政策研究[D].重庆:重庆大学,2006.

[6]申琪玉,王长永.绿色建筑与绿色技术[J].建筑技术开发,2004(10):93-95.

作者:史永淳 单位:北京燕山玉龙石化工程有限公司

绿色工业建筑设计探究责任编辑:张雨    阅读:人次