绿色工业建筑设计范例(3篇)

绿色工业建筑设计范文篇1

关键词：绿色节能技术；建筑改造；旧工业建筑

中国作为世界第二大经济体，各行业能源需求极大，但目前能源供需的矛盾问题却日益突出。化石燃料是我国能源供给的主要依靠，煤炭作为主导的能源结构（图1），仅供全球在开采81年（图2）。到2022年，我国将面临至少10亿t煤量的能源缺口。所以，能源短缺与再利用是目前不容忽视的问题。与人类生活息息相关的建筑行业，却是世界能耗量最大的行业。因此在这个高能耗的时代，旧工业建筑的绿色节能改造就是当前的迫切需求。

一、国内外旧工业建筑改造背景及相关政策

20世纪70年代，在环境污染和燃料价格暴涨愈演愈烈的情况下，绿色节能技术的相关方法和理论逐渐开始得到欧美等西方发达国家的重视，他们甚至制定了相关的政策来促进节能技术的发展和应用。这些政策是经过多次实验计算推理出的，在满足使用的基础上，将建筑的能耗值降到最低。其中，“建筑研究所环境评估法”（BREEAM）是首个制定的关于建筑节能的评价体系。荷兰住房部制定了可持续建筑计划和“分级跨越”概念，将绿色建筑由一个概念变为建筑项目中的必须流程。我国关于旧工业建筑改造的研究较少，有需要理论和经验仍然需要借鉴国外研究成果。近几年，国内也涌现了不少示范性绿色、节能的改造优秀案例值得借鉴，如东北地区住宅的外保温节能改造、上海等城市办公楼绿色节能改造及上海城市未来馆的改造再利用等。

二、绿色节能技术的概念及应用范围

绿色节能技术是根据能量在建筑中的传递规律，考虑建筑整体规划节能设计、建筑单体节能设计及建筑设备节能设计所采取的技术措施，并优化组成适宜的建筑节能体系。在保护环境且不影响人体舒适度的前提下，可以最大限度地提高能源的利用率，保护环境和减少污染。在节约能源和资源的基础上，最大限度地满足人类的工作、生活、健康、娱乐等的需求。本文主要从建筑围护结构、空间、材料和能源技术这四个方面，对旧工业建筑进行了剖析，将绿色节能技术的相关策略具体应用到具体改造设计中。根据不同地区的气候环境，采用对应的节能技术，以达到绿色建筑的评价标准。建筑绿色节能技术与节能技术的区别在于，它不仅关注建筑的能源利用率，还对保护环境和减少污染等方面予以关注，这将是本文所关注的。（1）绿色节能改造首先应增强工业建筑的外维护结构保温隔热能力。其中，它的能耗占到建筑总体能耗的72%。因此，提高外维护结构的性能就显得尤为重要。（2）建筑空间改造是解决室内空间昏暗、通风问题的关键。由于旧工业建筑的形态、朝向及所处环境等因素无法改变，所以内部空气流动和自然采光的问题需要通过建筑空间的改造来解决。（3）可再生能源利用技术。包括太阳能、地热能、风能等，这些能源的利用是建筑节能绿色改造的组成部分。（4）建筑材料的选择与再利用。在旧工业建筑的改造中，在材料的节能方面：要考虑对拆掉可回收利用的建材进行循环使用；在考虑使用新材料施工时，选择可再生、回收利用率高的建材

三、绿色节能技术在旧工业建筑改造中的应用策略

1.围护结构节能技术：外墙的改造策略

外墙的改造是旧工业建筑改造中必不可少的环节，对墙体进行保温处理是最常见的方式。近几年，国外流行的节能新型墙体的改造也在我国被广泛采用，如特朗博墙体、双层幕墙等。在旧工业建筑改造中，外墙改造策略可以通过墙体内部或外部加建一层新材料的方式，改善建筑的热工性能。在戴克豪仓库的改造中，由于业主对资金的限制和旧工业建筑的保护情怀，使得赫尔佐格打破了传统的墙体保温改造形式，采用了一种透明的、可降解的塑料薄膜，将室内自下部窗框以上整个包裹起来，并且与原建筑表皮之间形成了空气保温层改变了建筑内部几何形式的大厅。新材料的注入，使室内空间产生了全新的张力。在原建筑墙体外加建玻璃墙体，中间留有空气间层，形成了被动式阳光间设计模式，减少了原建筑外墙的对流和辐射造成的热损失。另外，原墙体的蓄热层吸收的太阳辐射热可以通过介质向室内传递。目前，这个做法在旧建筑改造中应用较为广泛。如在天友绿色设计中心改造项目中，建筑南立面首层运用了特朗伯墙技术，即墙体为黑色重质蓄热墙，前面附加玻璃表面。利用墙体和玻璃开启的方式和位置，形成了满足季节变化的被动式节能要求。

2.建筑空间改造：中庭空间植入

在旧工业建筑改造中，由于工业建筑存在进深大的特点，使得室内环境昏暗、通风性差。通过中庭的植入的方式，结合热压及机械送风的方式，改善了建筑内部的光环境与风环境，提升了室内品质。由于旧工业建筑进深较大，简单的护结构窗体更新替换并不能满足现有功能对于光线的基本需求。在这种情况下，可以在建筑内部加设一个或多个中庭空间，以扩大建筑室内的采光范围。从绿色节能的角度上来说，自然采光、自然通风、自然景观等设计要结合中庭空间设计，共同完成。如南海意库3号办公楼的改造中，四个中庭并列组合在一起形成集中式中庭，将自然采光、自然通风和休憩空间结合在一起，为人员提供了惬意的室内环境。

3.可再生能源利用技术：太阳能的利用

太阳能作为最常见的可再生能源，充分开发利用太阳能不仅可以有效缓解人类的自然资源，还可以有效地解决因过度使用常规能源所带来的生态环境污染的问题。欧美国家率先将这项技术应用于建筑改造中，并初见成效。据统计，年日照数大于2000h的地区占到我国总面积的2/3，辐射总量在3340～8360MJ/m2，总量等值于燃烧110～280kg标准煤，这样丰富的储量也为我国太阳能的利用创造了有利条件。目前，阳光间及太阳能构件一体化成为了旧工业建筑改造设计发展的新趋势。如今，太阳能构件与建筑一体化设计成为了建筑屋顶及立面改造的常用手法。太阳能构件在提供能源的同时，也成为了建筑外立面独特的装饰元素。其中，太阳能光伏板与建筑结合的方式，有屋顶集成、立面集成、遮阳构件和阳台外挂构件四种形式。

4.建筑材料的选择与再利用

（1）既有材料的再利用在旧建筑改造中，对被拆除的建筑原构件或废弃物进行喷漆或打磨精心处理，将其巧妙地布置在新办公建筑里。既维系了工业文脉的延续性，又避免了资源的浪费，是一种成本极低的材料在利用方式。如上海花园坊节能环保产业园改造中，对一些平时无用的废品进行艺术化处理再利用。既节省了材料，又延续了工业文脉。（2）新材料的选择建筑的改造只通过旧材料的循环利用是远远不够的，也需要新材料的合理选择运用。首先，要多使用本地材料。使用远途的建筑材料在运输的过程中会造成环境污染和能源消耗；其次，采用无毒无污染的材料。如室内材料可以选择硅藻泥这样具有消除甲醛、净化空气的材料；护结构的窗户可选择能耗低的PVC塑钢窗。最后，材料经济性选择。材料经济性选择并不是要选择便宜廉价的材料，在设计时要考虑到全程的费用，如有些材料不止需要一次的维护和更换。购买时选择较高价的材料，可以避免将来不必要的花费。

四、结语

中国的城市建设正逐渐从量的跃进转向关注环境品质的质的追求。旧工业建筑的节能改造彻底改变了原建筑的能耗情况，能够有效缓解环境及能源危机。因此，将绿色节能技术应用于旧工业建筑改造的改造中具有重要和长远的意义。

作者:田丹索健聂华单位:大连理工大学建筑与艺术学院

参考文献:

[2]庄简狄.旧工业建筑再利用若干问题研究[D].北京：清华大学，2005.

[3]陈亚宁.旧工业建筑的生态再利用策略研究[D].长沙：湖南大学，2010.

[4]吴良墉.建筑学的未来[J].中国青年科技，1999(56).

[5]董卫.可持续发展的城市与建筑设计（第一版）[M].南京：东南大学出版社，1999.

[6]ThinkArchit工作室.重生的建筑：翻新改建建筑案例解析[M].武汉：华中科技大学出版社，2013.

[7]于冰.DOMUS+新建筑改造实例（第一版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

绿色工业建筑设计范文

【关键词】绿色建筑；设计理念；新技术

1、推行绿色建筑设计的必要性分析

1.1提高人们的生活环境基于现代建筑功能的多样性，人们在不断地追求高品质的生活，而绿色建筑则是满足人们高品质要求的产物，绿色建筑工程以系统的、完善的功能为人们提供了各种舒适的生活环境，其主要表现在：一是建筑物的环保性质，为人们的生态健康提供了重要的保障，绿色建筑以环保、安全的优势区别于传统的建筑设计，实现了从建筑设计到施工到基础设施等方面的绿色环保的标准，避免了建筑施工产生的各种对人体健康所产生的危害；二是绿色建筑的外部环境得以大大改善，为人们提供了舒适的生活环境。绿色建筑设计强度的是资源的优化配置，通过有效的设计实现对自然资源的有效利用，比如建筑物周期的植被、采光、通风等都以绿色设计的理念融入到人们的生活中，构成建筑物的一部分，为人们的生活提供了舒适的生存环境。

1.2拓展了建筑材料的使用范围绿色建筑设计对建筑材料提出了更高的要求，这就要求加快对建筑材料的研究力度，促使建筑材料研究技术的不断发展，并且加速落后建筑材料的淘汰周期。绿色建筑设计要求建筑材料具有环保性质，因此传统的以高能耗为特点的建筑材料必然要遭到淘汰，这就为新建筑材料的应用提供了发展机遇，比如保温材料在刚推出之前，几乎没有市场，但是随着绿色建筑设计理念的发展，推动了现代新型建筑材料的发展，从而带动整合建筑行业的发展。

1.3提高了资源的使用率绿色建筑设计理念的实施对于资源使用而言具有重要的作用：首先绿色建筑设计提高了资源的使用率、无论是建筑施工材料还是建筑物的相关设备等都应用了具有可回收的建筑材料，避免了资源的浪费；其次绿色建筑设计实现了建筑功能的重复使用，以太阳能取暖设备为例，通过太阳能实现了资源的重复利用，避免了因为传统的高能耗而造成的环境污染等问题，从而我国的环境治理做出应有的贡献。

2、推动工业建筑绿色设计的路径分析

工业作为支撑国民经济发展的产业，需要建筑设计工作者一定要本着“以人为本”的理念，将绿色建筑设计理念融入到工业厂房建设过程中，通过绿色设计可以促使工厂生产资源的优化配置，提高工厂职工工作环境，降低工业生产对环境的影响。

2.1工厂的整体环境设计工厂的整体设计是将工厂的发展规划与工厂建筑的功能进行整合，并且充分考虑当地的气候变化、人文因素、经济发展水平以及社会风情等因素，对绿色建筑设计的方案进行可行性分析：①要将绿色设计理念融入到工厂建筑设计中，在工厂厂房设计过程中，一定要突破传统的以重视生产等因素的落后设计理念，而是应该将绿色设计理念引入其中，实现工厂资源与当地资源、环境、人文等多方面的融合，比如在钢厂厂房设计时，一定要充分考虑钢厂企业生产的污染性，因此钢厂厂房的设计要选择偏离城市、处于下风口的地带，并且要远离具有丰富植被和林区的自然环境；②工厂厂房构建要具有集中性和开放性。工厂厂房的构建设计要从两方面入手，一是如何降低建设成本、提高工厂的使用率，二是如何在有限的空间内实现工厂设备资源的共享。为满足上述两个要求，需要设计者要改变传统的以线性空间布局的特点，采取动态的、空间式的设计理念，实现在有效的区域内实现工厂使用面积的最大化，并且通过空间的布局，对生产设备进行合理安排，从而提高工厂的生产效率；③注重厂房与周围环境的融合，在现在企业管理模式下，企业员工对企业的要求也在不断的提高，要求企业要不断优化职工工作的环境，因此工厂设计者要以科学发展观为指导，实现工厂与周期环境的融合，采取借景、组景、填景的方式实现工厂厂房环境的优化，给职工营造温馨的工作环境。

2.2单体设计单体设计主要是针对厂房的层数而言的，一般来说单体厂房的数量比较多，也是企业中所普遍采取的建筑形式。对于单体厂房需要设计者重视对内部结构布局的设计，以此保证生产活动的顺利实施：①对室内空间进行弹性设计。厂房不同于其它建筑物，因此在设计时一定要保证厂房空间具有弹性变化，也就是说厂房的空间大小可以根据工厂生产的要求而随时变化，比如在办公区域内，要根据办公人员的多少而对办公区域内的空间进行“大小”调整，对生产车间，则要考虑楼板的承重问题，同时也要在生产车间内预留出足够的通道以便货物的流通。②工厂外墙的节能设计。对于工厂单体建筑而言，其外墙的能源消耗要占到整个工厂厂房消耗的一半以上，因此在工厂厂房设计中要对外墙进行绿色环保设计：首先要使用具有绿色环保性能的空心砖砌筑工厂厂房外墙，同时在空心砖的外侧使用保温材料增强墙体的导热性，以此提高厂房的保温能力；二是根据当地的气候环境等因素，加大对自然资源的使用，比如工厂厂房建设要使用自然资源实现对工厂厂房的温度、湿度等控制，降低使用高能耗的资源；三是积极采用先进的复合型墙体，这种墙体可以起到保温与防暑的作用。③对工厂厂房建筑智能设计。随着现代技术的不断发展，实现厂房设备的自动化是工厂厂房绿色设计的主要发展趋势，也是互联网与生产相结合的产物，实现工厂厂房的智能设计是降低人工劳动力，提高生产效率的主要措施。

2.3多层厂房设计为节约用地、降低企业的建设成本、满足工业生产需要，多层厂房是现代企业发展中所普遍采取的一种建筑模式，根据多层厂房面积广、结构多、高度大等特点，在绿色设计时应合理调配空间面积，充分利用厂房内的各个生产区域，以减少厂房面积的浪费。同时，必须设计相对应的空调系统，且准确地布置在厂房内部，以保持良好的通风、排气效果。比如可设置适量的低窗，使之与高窗有机地结合在一起，从而突出进出口位置的高度差。此时热空气会上升，经高窗有效地排出室内，而凉爽、新鲜的空气则由低洞口进入，即烟囱效应。

2.4建筑构造无论是哪一种建筑结构，其核心构造均是混凝土结构，现代工业建筑设计多数以混凝土结构为主，这也是绿色防腐设计方案需要考虑的重点问题。随着混凝土配制技术的改进，绿色工业建筑可采用的防腐结构形式越来越多。钢筋混凝土是比较常用的厂用建筑结构，设计人员需根据生产的要求合理选择。

绿色工业建筑设计范文

工业建筑照明首先要着眼于功能性要求，即照明必须满足工艺的要求，在此基础上结合建筑形式具体条件进行评价。在对工业建筑照明进行评价时应从以下角度考虑。

1.1工艺的要求及措施

为保证工艺生产的正常进行（如原料的分拣、在制品的质量检验、产成品的验收等），往往对光源的显色性有所要求，GB50034-2004《建筑照明设计标准》及其他相关行业标准中规定了与工业企业照明相关的显色性的要求。对照产品样本，选择满足显色性要求且符合国家现行有关能效等级标准的光源。按照工艺要求，工业建筑可分为普通工业建筑、环境特殊的工业建筑（如高温、高湿、酸碱性环境等）、爆炸和火灾危险性工业建筑。应根据生产条件的不同进行灯具的选择，如在一般情况下可选择开启式灯具；有导电纤维情况下采用IP65灯具；有化学腐蚀性物质释放的环境根据严酷度分级选择灯具；在爆炸和火灾危险环境根据分区等级选择灯具的防护等级；当需要安装在普通可燃性材料表面时，应选用适合的灯具。

一般仅靠基本绝缘，且有接地措施时采用I类灯具；工艺要求使得人体经常要接触到灯具、灯具经常要移动、灯具容易掉落以及对安全要求比较高的灯具，可以采用具有双重绝缘或加强绝缘措施的II类灯具；防触电采用SELV的电压时则采用III类灯具。在作业密度不大且要求一般的区域可以考虑采用混合照明的形式，当不同分区照明要求不同时可以采用分区照明。生产场所的照明不但要考虑按车间、工段或工序分组，而且要考虑工作的班制，白班宜充分利用自然光。

1.2建筑的要求及措施

多层工业建筑层高在4m以下时可以考虑采用吊装或嵌入式安装直管荧光灯。而以机加、冶金等为代表的行业多采用单层工业建筑，此时照明灯具可采用在屋架顶部吊装的形式。自然光有最好的显色性，有利于人员的身心健康，为提高生产效率和产品质量创造条件。绿色工业建筑照明应该多考虑利用自然光，采用窗或光导管等形式合理采集和利用自然光。白天，从窗户以及光导管等将自然光引入室内和室内人工照明合理地协调起来，形成良好的照明环境，不但能节约照明所消耗的电能，也是实现人与自然和谐共处的重要内容。

2高效照明的要求

LED灯是由发光二极管组成的发光半导体阵列，与其他光源相比，LED灯结构简单、紧凑，由于使用低压驱动芯片进行供电，使得其容易实现复杂的调光控制。按不同的半导体成分可以做成多种颜色的光源，具有一定的防潮和防振性能，小功率的LED灯发光效率高达80lm/W。但LED目前价格相对较高，使用时应进行技术经济比较。一般来说，高压钠灯发光效率高的运行区间内显色性较差，显色指数仅为20~30；金卤灯的发光效率虽然比高压钠灯略低，但其显色性相对较好，显色指数为60以上，能满足普通工业照明的需要，但金卤灯的工作温度高且光衰大；荧光灯的显色性较好，显色指数为80以上，T5直管荧光灯平均寿命为15000h以上。目前我国已制定了一系列光源能效等级标准，在选型时不宜低于2级能效值。

灯具是对一个或多个光源发出的光线进行分配、透出或转换的器具，它包括支承、固定和保护光源所必须的部件（但不包括光源本身），以及连接电源与光源所必须的电路辅助装置。灯具的光输出（LOR）比即是指在规定使用条件下使用其自身的光源和设备测得的灯具光通量，与在灯具外使用相同的光源、在相同的条件下、使用相同设备测得的单个光源光通量之和的比值。在满足工艺要求的情况下选择灯具，先要满足眩光限制和配光要求，再按光源的类型选择高效率的灯具。如高强度气体放电灯灯具效率，开敞式的不应低于75%，格栅和透光罩的不应低于60%；荧光灯灯具效率，开敞式的不应低于75%，带透明保护罩的不应低于65%、带磨砂、棱镜保护罩的不低于55%，带格栅的不应低于60%；道路照明灯具不低于70%；泛光灯不低于65%。此外，灯具采用真空镀铝工艺或反射面涂有提高反射系数的材料能使得灯具的光通量维持率良好。镇流器是气体放电灯不可缺少的附件，其本质是将工频交流电源转换成高频交流电源的变换器，自身功耗比较大且易产生谐波，降低照明系统能效。应尽量选用低功耗和功率因数高的电子镇流器，要满足国家标准对照明设备的谐波电流限值以及2级能效值以上的要求。

功率因数、电压偏差、电压波动和闪变对照明的影响很大，直接关系到照明设备的绿色运行与维护。一般工作场所灯的功率因数应补偿到0.9以上，灯具端电压偏差应在±5%额定电压的范围内，电压波动和闪变应符合现行国家标准。在进行配电时，如工艺允许，选用的铜芯导体截面应不小于1.5mm2。照明负荷应三相配平衡，使得单相负荷在三相负荷平均值的85%~115%范围之内。

照明控制采用分组控制，应充分利用自然采光，按自然采光的效果分区域控制；应充分考虑每个工段的照明要求，按照不同照明要求灵活控制；形成自然采光与人工照明互补，分工段进行照明控制。

3案例

下面以我院承接的某绿色工业建筑评价咨询项目为例，介绍工业建筑绿色照明设计。

3.1照明参数的确定

3.1.1照度的确定及区域的划分

如图1所示，厂房由焊接、切割、抛丸和喷漆等工艺设备组成。依据《建筑照明设计标准》，喷漆与抛丸工艺照度标准值为300lx，其余均为200lx。在与甲方积极沟通后，得知喷漆与抛丸均设局部照明，且能满足300lx的要求。故确定一般照明采用照度标准值为200lx。可将本厂房大致分为4个区域，如图2所示。

3.1.2显色指数的确定

喷漆与抛丸工艺需要的显色指数为80，但是房高度超过6m，显色指数可低于80［2］（且设备自带照明设备）；焊接和切割工艺需要的显色指数为60，故最后确定显色指数为60以上。

3.1.3安装高度的确定

厂房空间高度10m，行车的上表面高度为7.45m，故选择灯具安装高度为10m。

3.1.4室形指数的计算及灯具类型的选择根据4个区域的长、宽和高计算室形指数RI：1#区域RI≈2.46，2#区域RI≈2.65，3#区域RI≈1.93，4#区域RI≈2.42，故选择宽配光灯具。

3.1.5光源类型的选择LED灯造价过高；低压钠灯虽然发光效率高，但显色指数仅为20~30；金卤灯显色指数为60以上且发光效率高，可选为本厂房的光源。

3.1.6光源与灯具的确定综上所述，选择PHILIPSHPI-P400W-BU的金卤灯光源和PHOENIXMDK900PR（WH）C灯具配套使用。每套光源功率400W，电子镇流器等相关设备功率取25W。

3.1.7维护系数的确定一般的机械装配车间灯具维护系数取0.7。

3.2照明设计

按照明标准分工段设计，采用DIAlux软件辅助设计后得到图3~6。

3.3节能分析

整个厂房总照明面积为20145m2，照明安装功率为105.825kW，计算出总的照明功率密度为5.25W/m2。在同样的照度要求下，国家标准的现行值是8W/m2，目标值是7W/m2，该方案的照明功率密度是国家标准现行值的65%，目标值的75%。比现行标准每小时能节约近56.98kWh电能。

4结语