智能工业对实现绿色工业建筑影响分析

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【摘要】传统的工业建筑空间跨度大，对能源的需求量高，能源消耗严重，因此寻找可行性高的绿色工业建筑实现方法越来越成为主流趋势。文章将从讨论工业建筑的特点入手，针对问题找出绿色工业建筑的设计思路，并着重探索智能化的高科技手段对实现绿色工业建筑的影响。

【关键词】节能；绿色工业建筑；智能建筑

1引言

我国的工业增加值在国民经济中的比重逐年升高，伴随而来的工业建筑的数量也在不断的增长。我国正处于工业化阶段，各企业间的技术水平和生产工艺相差较大，高污染的企业将会在一定时间内存在，这也使得我国更需要发展绿色工业建筑。

2绿色工业建筑

2.1发展绿色工业建筑的背景

目前，建筑能耗、工业能耗和交通运输能耗是我国能源消耗的三大部分。随着我国城镇化的快速发展，使我国新建建筑总面积高于所有发达国家的新建建筑面积总和，建筑能耗也呈现逐年上升的趋势。研究表明，如果按照我国当前的建筑工程发展速度，到2050年我国的建筑能耗将达到现在的3倍以上。由此可见，我国需要加大建筑节能的力度。工业建筑能耗和民用建筑能耗是建筑能耗的两大重要组成部分。我国每年建筑的总投资额中工业建筑与民用建筑之比为53:47，由此可见，工业建筑所占投资额超过了50%。但长期以来，由于缺乏具有约束力的法律法规，使人们在建造的时候忽视了工业建筑的能耗问题。研究表明，工业能耗占了我国每年能源消费近70%，而工业建筑能耗占到工业能耗的15%以上。由此可见，减少工业建筑能耗刻不容缓[1]。

2.2工业建筑能耗的特点

工业建筑能耗的特点有四个。①工业建筑服务的对象主体是工人和机器，厂房的设计依据主要是满足工艺生产流程，因此工业建筑的布局会受到生产工艺条件的限制。②生产线所需要的设备繁多，而设备的运输离不开运输和起重工具，因此在工业建筑中，围护结构所包围起来的空间比较大。③工业建筑的污染物太多，对于民用建筑来说，室内污染物主要来源于室内建筑材料释放出的甲醛等有机物质，而工业建筑由于生产流程的复杂，排放的废水、废气、废渣量较大，如果控制不当，这些污染物就会对人和环境造成极大伤害。④工业建筑内设备的散热量大，污染物多，导致工业建筑对室内通风量和换气次数的要求比较严格，因此采暖空调等的能耗量很大。

2.3绿色工业建筑的发展要点

经过学者们的研究和设计师们的不断实践，在参考了绿色民用建筑的设计要点后，总结出了绿色工业建筑的发展要点。在规划阶段，应该本着优化设计，节约耕地的原则，组织好用地的交通流线，使设计能够方便工业建筑高效节能的运转。现阶段由于我国经济结构的发展，工业模式将从传统型过渡到集约型，因此围护结构的发展会影响建筑热负荷。除了围护结构外，由于工业建筑的大体量使得通风等也成为了工业建筑节能的关键一环。通常情况下，自然通风是工业建筑节能的首要选择，在自然通风无法满足设备运转的条件下，工业建筑也会选择使用节能型设备。最后，污染物的排放也是在设计工业建筑的时候需要考虑的问题[2]。

3绿色工业建筑的设计思路

3.1建筑能源的高效利用

建筑师在设计建筑时，需要将节能的思路贯穿始终。在进行建筑的平面立面设计的时候，需要考虑门窗的位置、大小，在满足建筑造型的同时也需要考虑生产工业和建筑能耗。此外对于大型的工业厂房而言，跨度和进深比较大，因此会带来一系列的采光和通风的问题。解决的办法是：可采取侧窗采光加屋面平天窗采光或单独采用屋面平天窗来增加天然光；其次在解决通风的问题上，可以用高侧窗和屋顶通风器配合侧墙上的百叶窗。

3.2工业建筑的水资源利用

在生产工艺中，有许多工艺中需要以水作为冷却剂来进行降温，因此合理使用冷却水往往是工业节水的重要组成部分。现在我国普遍使用的主要有以下三个方法：改直接冷却为间接冷却；采用非水冷却；利用人工冷却或者海水冷却。在设备材料的选用中，应该选择节能节水型优质阀门管材等。最后，提高水资源的循环利用也是工业建筑需要考虑的，尤其是对雨水的循环利用。工业园区一般会汇集大量雨水，在不同用水指标约束下，可将雨水按照标准处理为绿化用水、厕所用水等。

3.3控制工业建筑污染物的排出

从产生污染的原材料处入手，在选择原材料的时候应该选择无毒材料，减少废弃物的数量，并且在产品生产过程中也应该减少提炼产生的不利影响，对于废气废水应该或经过达标处理或处理后回收利用。

4智能工业在绿色工业建筑中的应用

智能工业设计是在人工智能的支持下展开的设计。人工智能包括语音识别技术、图像处理功能和机器人。在建筑领域，绿色工业建筑和人工智能的关系是相辅相成的，智能化的科技手段为绿色工业建筑提供了强有力的技术支撑：

4.1建筑设备自动监控系统工业建筑中的建筑设备自动监控系统除了给排水系统、空调、电力、照明等设备监控系统，还包括各种工业用水系统、洁净区风机高效过滤器系统、各种气体系统、工艺冷却水系统等。尽管各个厂家的产品不同，但是基本都是由PLC、DDC、网络控制器、工业控制机、各种模块及设备构成[3]。

4.2有害物质检测控制系统

化工等工业建筑需要一些有毒气体和腐蚀性较强的液体。这些气体或者液体在储存或者输送过程中可能会发生泄漏等情况，因此有必要使用有害物质检测控制系统对气体或者液体等进行监测。有害物质检测控制系统是保证工业安全生产的重要保障系统，它可以与探测器、传感器、模块、开关等相连，并通过不同的传输信号选择相应的电缆。在发生泄露事故以后，本套系统会启动泄露声光警报装置，联动阀门、泵、风机，并打印相关记录。

4.3无线射频自动识别技术

无线射频自动识别技术是通过射频技术在无接触的状态下对目标对象进行相关信息的获取，无线射频自动识别技术可以识别高速移动的物体，此技术常用于检测和跟踪物体。这项技术在建筑领域中主要用于危险品管理、车辆管理、仓库管理等。

4.4信息集成管理系统

绿色工业建筑的智能化管理是信息技术一体化的集中管理，可实现设备管理，节能监视，联动管理等目的，实现监视控制和管理一体化。信息集成管理系统是将各系统统一融合，最后达到综合管理的效果。

5智能工业对发展绿色工业建筑的利与弊

5.1降低工业建筑的能耗

在降低能耗，节能减排上，智能化对工业建筑从整体到细部都有着积极的作用。例如，有研究表明，在设计工业建筑的办公用房时，使用自动照明感应系统的工厂可减少排放5%的污染物。自动照明感应系统可以通过对室内光环境的采集调节室内工作环境，结合光线引导技术可以提高自然光的利用率，从而降低能耗。它可以通过对人体温度的感应来开启公共区域的照明，也可以根据会议场景来调节室内灯光的明暗[4]。

5.2提高工业建筑的运转效率

在传统的工业建筑中，厂房通风采光差都会影响到工艺流程的运转，工业建筑承担着工业的盈利任务，建筑的智能化能够使工业建筑运转起来更加高效。例如，郑州高科技创业产业园区，厂房采用了天然气辐射供暖系统，并在系统内安装了可编程的温度控制器。该系统可以直接照射采暖对象，使热波直接到达地面、墙面、人体等。并且该厂使用了能源智能采集监测系统，该系统可智能采集能源和水资源等的利用情况。

5.3加快对城市文化的融入

建筑规划设计是通过对人类活动的总结归纳对空间的再创造，旧有的城市空间是对地方文化的传承，交通运输业的发展和城镇化的兴起扩大了城市的范围。现在智能工业的出现打破了原有的物质文化，改变了人们的消费形式和生活方式。例如近几年兴起的物流行业，改变了人们传统的消费模式。随着智能化的发展，智能物流、智能仓储等概念也被普遍提及。智能仓储是通过互联网技术、自动分拣技术等技术手段对物品的进出库、包装、配送等信息进行分类。智能仓储作为智能工业的一部分，影响着绿色工业建筑的区域和功能划分，进而影响着城市的运转效率。

5.4经济性能不稳定

建筑智能化的展开主要依附于承建智能化工程来实现，因此这项工程依附于建筑工程。我国智能化建筑工程投资比例为：建筑土建工程、装修装饰工程、机电安装工程分别为40%，30%和25%左右，建筑智能化占总投资的5%左右。由于智能建筑的不成熟，往往投资预算与最终建成后的竣工决算相差很多，我国智能化工程建成的质量参差不齐，中小型企业对于智能化的管理效率低下，无法实现规范化管理。这些问题都使智能化工业建筑的经济性受到了挑战。

6结语

智能工业依靠先进的技术手段，拥有着节能减排高效的显著优点，在未来随着信息化的进步，将会对绿色工业建筑的发展产生更加深远的影响。面对智能工业对绿色工业建筑的不确定性，尤其是经济实用性，我国也采取了相关措施，如对项目各环节的问题进行动态追踪以及细化项目预算等。随着智能工业的不断发展，我国绿色工业建筑的潜能将会不断的显现。

参考文献

[1]徐守全.智能化建筑项目的成本管理方法与应用[D].合肥：合肥工业大学，2011.

[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(2):93.

[3]祁志民.绿色工业建筑的智能化[J].智能建筑与城市信息，2011(3):29-31.

[4]倪兵，李注鹏.智能工业设计与城市文化的冲突及融合探究[J].花炮科技与市场，2019，98(1):203.

作者:李梦远 单位:浙江浙能兰溪发电有限责任公司