冶金工业建筑设计绿色节能技术应用

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摘要：本文分析了冶金工业建筑设计的绿色理念和相关技术要求。在此基础上，从建筑节能材料的应用、通风和采光的节能设计两方面对冶金工业建筑设计中的低碳节能技术应用进行了探讨；从绿化植物的选择和厂区声污染控制两方面探讨了冶金工业建筑设计中的绿色生态技术应用。

关键词：冶金工业建筑；绿色建筑技术；建筑设计

1冶金工业建筑设计的绿色理念和技术要求

随着我国冶金工业的快速发展和企业规模的不断扩大，厂区建筑改造和新建项目不断增多，在绿色发展理念的推动下，更多地关注建筑与人的关系、建筑与环境的关系、建筑与生态的关系成为其建筑设计的核心内容。在低碳、节能的绿色建筑理念下，冶金工业建筑设计无论是生产作业的厂房建筑还是办公、生活的配套建筑设计，都需要遵循资源节约、适用性和经济性的原则，新型的建筑节能技术、节能环保建筑材料的应用等都是建筑设计时的关键技术要素。此外，冶金工业生产作业及其建筑特点决定了其绿色建筑技术的应用是一项系统性的设计工作，环境规划、新材料、新技术的应用等要统筹考虑建筑的功能性、艺术性以及节能环保等要求，寻求建筑与自然生态保护的平衡、功能满足与节能环保的平衡等是其建筑设计的核心任务。

2冶金工业建筑设计中的低碳节能技术应用

2.1建筑节能材料的应用

冶金工业建筑的能耗主要分为建筑能耗和使用能耗。建筑能耗是指在工业建筑建设过程中使用各类建筑材料所产生的能耗，而使用能耗则是在建筑使用过程中为满足环境控制要求而产生的能源消耗。因此，在建筑设计中采用新型的建筑节能材料，最大可能降低建筑能耗是建筑节能的重要举措。冶金工业建筑根据作业环境可分为冷、热车间。由于不同作业条件下对建筑空间的热环境控制要求有所不同，冶金工业建筑对建筑空间的热环境调节无法采取传统的空调设备来实现，因此采用新型的节能环保保温隔热材料成为建筑节能设计的重要内容。目前，主流的建筑外墙保温技术分为外墙内保温和外保温，工业建筑由于室内作业等因素的考虑，大多采用外保温技术，同时外保温技术也具有技术成熟、保温效果好和维护方便等优点。在外墙外保温材料的选择上，硬泡聚氨酯保温材料是一种新型的节能材料，广泛应用于建筑保温体系，同时也属于一种新型的建筑节能结构材料，具有阻燃性能好、施工方便，能够兼容各种不同类型建筑类型，但较高的造价在一定程度上对其大范围应用形成制约；聚苯颗粒保温料浆是一种废弃塑料资源回收再利用的保温材料，其将废弃的聚苯乙烯塑料加工成微细颗粒与其它材料按比例混合配置成聚苯颗粒保温浆，具有施工简单、保温效果好且成本低廉等特点，在工业建筑外墙保温中具有良好的应用效果。此外，聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料以及玻璃棉等也是在工业建筑外墙保温中应用较多的节能材料，其中玻璃棉制品是一种具有良好隔热和隔绝震动的非金属无机保温材料，且多孔结构还使其具备了良好的隔音效果，在工业建筑上常被用做建筑空间降噪材料。除上述建筑节能材料外，新型玻璃材料在冶金工业建筑中也有着广泛的应用，各种不同类型的玻璃材料在透光、遮阳和传热系数方面各有不同，根据其特性在建筑空间散热和隔热保温等方面各有应用优势。

2.2冶金工业建筑通风和采光的节能设计

冶金工业建筑具有大空间、大跨度和大进深的特点，再加上其生产作业对空间环境的要求，良好的通风和采光是重要的技术指标。为了达到建筑空间环境舒适度和安全性的要求，冶金工业车间大多会安装一定数量的通风设备和照明灯具，长时间的使用必然会造成建筑使用能耗的大量增加。因此，在建筑设计时采用必要的建筑手段来进行节能设计，是降低建筑使用能耗的重要方式。在通风节能设计方面，尽可能地利用自然风来调节室内的温、湿度是建筑节能设计的核心思想。一是根据厂区风向条件来规划设计建筑朝向，充分利用穿堂自然风来达到良好的建筑空间通风效果。如，在满足生产工艺要求的情况下，建筑朝向尽可能选择南北向，如有一定程度的偏离，应控制建筑朝向与风向的夹角在30°和60°之间。二是建筑之间的间距控制要设计合理，建筑通风的间距控制一般是根据风向和建筑形体来确定，以前排建筑的长宽比为依据，建筑的通风间距为前排建筑高度的2.2到3.5倍为宜。三是合理设置建筑的通风口位置以及选择合适的窗型以更好地利用自然通风原理来增强建筑通风效果。四是在不具备良好自然通风条件的情况下，以人工通风为主或是作为辅助通风加强通风效果，通风设备的选择和配置就成为通风节能设计的关键环节。目前，动叶可调式通风机是一种节能效果比较理想的节能型通风机，其通过机械设计使通风机的叶片角度可调节，利用空气作用于叶片阻力面大小的变化来调节风量，从而达到节能的目的；通过变频控制器来对通风机的转速进行调节，从而达到根据工况来调节风量的目的，也是一种比较有效的通风机节能手段，而且利用传感器对建筑空间温度、湿度进行实时动态数据采集，可以实现通风机风量的自动控制和调节，在保障通风效果的同时节能效益更为显著。在采光节能设计方面，主要通过加强自然采光设计来尽可能减少电光源的使用数量和使用时长，从而达到节能的目的，尤其是对于大进深设计的建筑结构，采光节能设计尤为重要。具体设计策略：一是根据车间进深、空间面积等来设置合理的侧窗数量和位置，可以采用高、低侧窗相结合的方式增大采光面，为了使大进深处获得更为充足的自然采光，可以适当抬高高侧窗的位置。二是在确保建筑保温隔热要求的前提下，适当增大侧窗的采光面积，在侧窗采光面积无法调整而采光效果又不理想的情况下，可以通过在室内设置反射镜面或是采用漫散射玻璃的方式来提高自然采光率和光照覆盖的均匀性。三是采用新型的节能光源来达到照明节能的目的。在很多情况下，单纯依靠自然采光往往难以达到工业建筑的采光要求，采用电光源作为自然采光的补充及夜间照明的光源是必不可少的。目前，适用于工业建筑的节能型照明光源种类较多，LED节能灯节能效果最好，大功率LED节能灯在各项技术性能指标上已经完全能够满足工业建设的照明需求，具有亮度高、能耗小、使用寿命长等特点，结合智能照明控制系统，还能够根据工业车间的光照情况实现亮度的自动调节。

3冶金工业建筑设计中的绿色生态技术应用

3.1冶金工业厂区绿化中植物的选择

在冶金工业厂区的环境设计中，植物的利用和选择是关键要素。除绿化、美化厂区环境外，植物对厂区有害气体的吸收是主要的考虑因素。冶金作业会产生大量的甲醛、苯、三氯乙烯、氯气和汞蒸汽等有害气体，而不同的植物对这些有害气体的吸收效果不尽相同。如长春藤、吊兰、芦荟、龙舌兰、虎尾兰等植物对甲醛的吸收效果最好；长青藤、铁树等能够有效吸收苯；槐树、兰按能够有效吸收氯气；夹竹桃、棕搁、桑、大叶黄杨等对汞蒸汽具有良好的吸收效果。因此，在进行绿化设计时，应根据冶金工业车间的作业特点来进行针对性的绿化植物选择，在美化环境的同时达到最佳的有害气体吸收效果。此外，在厂区环境美化设计时，要充分考虑到植物选择对环境的适应性，尤其是在一些污染较为严重的区域进行植物绿化，植物对有害物质的抗性是选择的重要考量因素。

3.2冶金工业车间声污染的控制技术

冶金工业车间的声污染较为严重，各种噪声源在建筑空间内的交互作用对于生产者的身心健康极为利，因此通过建筑技术手段来营造一个有益于人体声觉系统的空间环境，是建筑设计时需要认真考虑的问题。设计控制策略：一是通过消声设备来降低车间作业时机器产生的噪声。二是利用声音传播具有方向性的特点，通过厂区绿化种植高大、密集的树木建立消声屏障的方式来进行降噪。三是通过厂区建筑整体布局设计优化的方式来降低噪声影响。如将噪声较高的厂房集中布置；将对噪声要求不高的厂房布置在靠近高噪声的厂房附近，将要求低噪声干扰的厂房布置在远离高噪声厂房的区域，并在开窗等设计环节上避免朝向高噪声厂房方向；四是在建筑单体设计时利用墙体、走廊空间等的隔音、吸声效果来降低噪声对建筑室内空间的影响。

4结语

冶金工业厂区建筑设计是一项复杂的系统性工程，绿色建筑技术的应用设计必须要渗透到建筑设计的各个环节，与其生产工艺、作业要求紧密结合，切实解决冶金工业生产、作业中的实际问题，才能使绿色建筑技术应用取得实效。在设计过程中，要紧密结合冶金工业厂区的建筑特点以及绿色建筑技术的应用适应性，要从规划布局、环境优化、污染治理等多角度、多层面来统筹考量绿色建筑技术应用的设计可行性，才能充分发挥绿色建筑技术在冶金工业建筑设计中的功能和作用，促进冶金工业建筑设计的绿色发展。

参考文献

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[3]明文静,吴蔚.浅析太阳能技术在旧工业建筑改造中的应用[J].山西建筑,2021,47(10):145-147.

作者:卢飞 单位:江西铜业集团建设有限公司