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摘要：从目前建筑业发展的实际情况来看，建筑业污染给人们的生产与日常生活均带来了不容忽视的负面影响，也降低了工业建筑的使用期限。为了贯彻可持续发展理念，有必要在建筑设计中引入绿色节能理念。基于此，本文阐述了绿色建筑的含义和绿色设计理念的优势，并结合某工厂对绿色建筑设计进行了全面探究，希望可以促进工业建筑领域的健康发展。
关键词：绿色工业；建筑设计；资源节约；可持续发展
有关数据显示，我国每年由于环境污染造成的损失占当年 GDP（国内生产总值）的 10%。保护环境、节能减排是经济发展的必然趋势，我国建筑业必须以提高自主创新能力为出发点，努力促进人与自然的和谐发展。为达到这一目的，需要革新原有的粗放发展模式，在可持续发展理念的引导之下走一条富有科技含量、具备较高经济效益、有效降低能源消耗、大力减少环境污染的新型道路，不仅要实现资源节约与环境保护的统一，而且要促进建筑业与自然的和谐存在，实现经济增长模式的优化。简单来说就是，必须在建筑设计中应用资源节约型、环境友好型的模式。
一、绿色建筑的概述
（一）绿色建筑的含义
所谓绿色建筑，主要是为应对新时期环境恶化而提出的理念，其内涵有减少环境污染、提高能源使用效率，以及尽量满足人们多方面的需求。绿色建筑以追求高效、经济、健康为根本目的。具体而言，绿色建筑作为一体化的生活与工作空间，安全是根本前提，健康、舒适是重要两翼。在绿色建筑的发展过程中，绿色理念融入建筑各个部分的主要目的在于提高资源使用率，减少环境污染，实现建筑物与周围环境的协调，尽量满足人们在居住方面的需求[1]。
（二）绿色设计理念的优势
1. 传统设计理念的弊端
在以往的工业建筑设计中，一直存在重质量轻设计的问题，这显然忽略了使用者的实际要求与建筑可持续发展的需要，造成建筑结构空间的不完善以及建筑性能使用期限的缩短等问题。而且，工业建筑的污染也比较严重。随着生态环境保护理念的日益深化，传统工业建筑设计理念中的弊端充分显现出来。
2. 绿色设计理念的优势
随着绿色环保理念不断深入人心，其环保、低耗、节能的特点也得到了越来越多人的认可。绿色设计理念是对传统设计理念的完善，新技术、新设备的应用为建筑业的发展提供了强大的助力。除此之外，建造工业建筑的根本是为生产发展所服务，所以在工业建筑中融入绿色设计理念能够促进环境保护理念的深入宣传。
（三）绿色建筑设计原则
1. 高效原则
节约资源、优化价值是绿色设计理念的重点，为了最大程度满足工业发展的需求，必须在建筑设计过程中坚持高效节能的原则。
2. 整体原则
工业建筑是一项非常复杂的综合性工程，工程质量的保证是根本前提，同时也要综合考量环境效益与社会效益，以促进自然、社会的和谐发展[2]。因此，工业建筑设计必须从整体性的角度出发。
3. 舒适原则
使用者重视舒适度，确保建筑的舒适性是提高建筑性能的关键。践行舒适原则的方式有多种，如促进用户与自然的和谐、提高室内的空气流动性能、增加采光面积等。
（四）项目案例
绿色工业建筑作为一种建筑类型，以可持续发展理念为引导，充分研究绿色建筑理论，全面考量建筑业的发展特点、应用规律、气候特点，最大程度促进建筑与自然的和谐共融。绿色建筑的三个维度分别为节约能源、保护环境、降低污染，根本指向为给使用者提供高效、安全、舒适的空间。本文将研究视角聚焦在某一绿色建筑设计项目中的关键技术，对其进行全面探究。某厂区作为机械生产厂，以机械加工焊接、产品装配为主要任务，总征地面积达到 460 亩，建设用地面积高达 330亩。一期新建面积 8441m2，其中空调建筑面积 528m2。本项目严格遵循“资源节约、环境保护”的理念，全方位贯彻“四节一环保”的标准。
二、绿色工业建筑设计
（一）绿色工业建筑设计的关键技术
1. 可持续发展的建设场地
从厂区总图来看，厂区对工程的具体流程进行了全面考量，其设计主要集中于联合工房，这样一方面节约了土地资源，另一方面提高了物料运输效率。对合作关系非常密切的厂房来说，运输便捷的首要前提为节能减排，而且联合工房能够为绿色工厂的建立夯实根基。在厂区内部，充分利用“屋顶绿化”“垂直绿化”等途径，确保屋面有良好的保温性能，同时为切实提高生态环境质量，采用了屋面种植技术。厂区景观采用点、线、面相结合布置，在中心内庭院及厂房侧面设立大面积绿化、景观水面，以改善建筑周围微气候，创造接近自然、优美宜人的室外环境，体现出了建筑尊重城市、尊重自然、以人为本的理念。绿化采用适宜当地的乔、灌、草、花进行多层次、立体绿化。
2. 节能与能源利用
（1）在科研大楼屋顶、部分车间的屋顶设置了太阳能接收板，以此充分利用太阳能。（2）科研大楼还利用了热回收技术，使热回收效率高达65%，从而达到节约能源的目的。（3）厂房利用了分层空调技术，因此与使用全屋空调相比，能源节约了 20% 左右。（4）在热交换站中设置了气候补偿器，该补偿器可以依照室外环境的变化、标准间的实际情况进行调节，智能调控供水温度，从而节约热能，同时依据负荷的变化调节水泵的流量。（5）在每个站点内部布设了变频式空压机，以节约电力能源，同时使空压机在启动时更加稳定，避免出现峰值电流的情况。（6）空压机 60% 的电均有效转化为能。空压站冷却风含有大量能量，充分发挥空压机余热的功能，能够节约能源，减少排放。
（二）节能与水资源利用
1. 雨污排水充分利用了雨污分流体制，在市政环保要求的污染物执行《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）二级标准基础上，使厂区废水处理提高到 10%，并实现了废水的 零排放。
2. 通过合理的设计，充分发挥优质给水材等材料的作用，同时利用水的分级计量，在能源管理中心利用水平衡试法对能源进行有序检测，充分保障能源的漏损率在自身用水量的 2% 以下。
3. 在厂区内部设置处理站，卫生间冲水、道路喷洒等全部利用中水。
4. 池、箱溢流位设报警装置防止进管阀门故障，池、箱长时间溢流排水。
5. 由于先进工艺的使用，冷却水的循环使用率在 98%以上。
（三）节能与材料资源利用
1. 施工现场及其四周 80km 范围之内的水泥、钢筋等主要建筑材料占据建筑总材料的 60% 以上。
2. 蒸压加气混凝土砌块中会包含一定的废弃物以及工业副产品，含量在 35% 以上。
3. 联合工房的造型非常简约，没有过于复杂的额外装 饰构件。
4. 联合工房不再使用后，对可再生资源进行回收，这类资源在所有建筑材料中的比重达到 70% 以上。
（四）室外环境与污染物控制
1. 对于工业粉尘、烟尘的排放，必须严格依照国家排放标准以及地区排放标准控制，而且要达到环境影响评价要求。第一，不论是打磨喷漆还是烘干作业，都必须在封闭框架内展开，这样有助于及时排出有害气体，同时通过微负压气流组织等形式，最大程度避免粉尘、废气等向外部扩散；第二，喷漆室利用第四代高效旋器，其优势在于产生的冲击水流可以全面捕捉粉尘，净化率非常高，达到 98%，在空气净化达到既定标准后，在排风装置的作用下排出车间；第三，喷漆室内部布设了活性炭纤维吸附设备，对废气的吸收率达到 80% 左右，净化后的废气达到《大气污染物综合标准》（GB27-196）二级限值后排放到高空。
2. 生产产生的废物主要包含两个方面，即乳化液清洗机喷漆废水和前处理设备形成的酸碱。不论是废水还是酸碱，都经过管道的传输进入厂区的污水处理区域，在该区域集中处理；空压站废水与食堂废水的处理有一定的特殊性，前者首先在隔油池中进行处理，后者首先在化粪池中处理，经过处理之后才能进入排水管道。同时，经过采污处理和中水回用系统，厂区污废水处理率达到 10%。
3. 不论是分类收集固体废物还是处理固体废物，在这一过程中都必须注重利用无二次污染的有效措施。废物的排放严格遵照国家排放标准以及地区排放标准进行，同时最大程度利用具有高效使用价值的废物。第一，有必要在机械加工车间内部布设一定数量的废箱，将在加工过程中形成的铁屑等集中运送到统一地点进行处理；第二，在车间内部，布设专门收集废弃物的容器，将活性炭、泥饼等集中收集于此，并且在规定时间范围内运送到环卫部门的指定场所进行处理；第三，为减少噪声污染，对生产设备、公用设施等采取减震隔震措施，使噪音达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348-2008）、《声环境质量标准》（GB 3096-2008）的要求。
（五）室内环境与职业健康
在空压站以及热交换站内部布设隔声值班室；在布局建筑空间时，最大程度降低临近空间的干扰，尽量消除外部噪声对建筑产生的影响；将噪声比较大的房间集中设置于比较偏僻的地方，有效减少其与非噪音空间的接触面积。在上述各类举措的施行下，室内噪音值符合行业有关要求。
（六）运行管理
针对各类能源消耗推行分级制，也就是总管与各车间内部均设置计量，以此强化相关部门的节能意识和节能理念。充分发挥公用设备监控的作用，提高能源管理系统的使用效率，利用网络通信技术，将全厂设备连接到统一控制之中，利用网络对其展开全面把控，以有效节约水能、电能等，最终目的在于创造绿色环保的工作环境。第一，在热交换站中设置自动监控系统，以全面监控各类参数。此外，还要系统掌握温度等室外环境具体情况。可以利用智能化手段对供水温度进行调控，依照室外的具体环境、标准间的具体温度进行智能控制。在控制循环水泵时，从用户的实际情况出发，补水泵变频控制，补充水分、稳定压力均自动完成。第二，空压站设置自动监控系统，可以集中控制空压机所。其能够有效调整空机的温度和压力，并及时形成工作状态报告。第三，变电所的微机主要利用层分布式的自控系统，对全厂供电网进行控制，具体涵盖 1 个总配以及 3 个车间变电所。车间变器进出线、低压开关柜、照明总箱均配制了微机。其作用主要体现在以下四个方面，即进行监视测量、有效清除故障、防止出现闭锁、模拟预演。为了实现与全厂微机的有效联通，该系统预留了通信接口。
三、节能材料的选择
（一）采用国家批准的推荐建材或产品。为保证建设工程质量安全，节省建材，淘汰能耗高、安全性能差和不符合“低碳”理念的建筑材料，国家和地方会不定期发布禁止使用的建筑材料或建筑产品。各地方对禁止使用的建筑材料、建筑制品和建筑工艺目录一般是针对民用建筑而发布的，在进行工业项目设计时可以需要根据实际情况选择。
（二）主要厂房建筑结构材料合理采用高性能混凝土或高强度钢材。工业建筑的主要受力结构，如柱和梁使用高强度混凝土和（或）高强度钢，减少材料用量，改变工业建筑“肥梁胖柱”的传统外观或者加大结构跨度，在保证使用功能的前提下降低建筑层高。当建筑层数或高度较高时，采用高性能混凝土和高强度钢可以在节材方面体现出更好 的效果。
（三）场地内既有建筑、设施或原有建筑的材料经合理处理或适度改造后继续利用（加固改造）。工业企业进行改、扩建时，应通过详细规划和设计，避免大拆大建的消耗资源行为。减少投资和新资源消耗是必要的，也是建设资源节约型社会的一个途径。需要注意的是，对既有建筑、设施的利用应该在审核场地内既有建筑、设施的评价分析报告后，将利用情况纳入规划步骤之内。对既有建筑、设施结构需要进行安全性和可靠性的检测和评估，根据规划要求保留或翻新利用，尽可能利用可继续使用的建筑主体结构、立面和室内空间环境。
（四）在保证性能的前提下，使用以废弃物为原料生产的建筑材料，占可用同类型建筑材料总量的比例不低于 30%（建筑废弃料用于场地回填等）。废弃物主要包括建筑废弃物、工业废弃物和生活废弃物，可作为原材料用于生产绿色建材产品。在满足使用性能的前提下，鼓励选取利用建筑废弃物为骨料制作的混凝土砌块、水泥制品和配制再生混凝土；选取利用工业废弃物、农作物秸秆、建筑垃圾、淤泥等为原料制作的水泥、混凝土、墙体材料和保温等建筑材料；选取使用生活废弃物经处理后制成的建筑材料[3]。
（五）在建筑设计选材时注意材料的可循环使用性能。在保证安全和不污染环境的情况下，可再循环材料使用量占所用相应建筑材料总量的 10% 以上（适度增加钢结构用量）。
四、结语
该项目采取了多方面的环境保护举措，严格依据《绿色工业建筑评价导则》进行预判，在贯彻各类技术条款方面完全达到了既定的控制标准。随着《绿色工业建筑评价标准》（GB/T 50878-2013）的实施，工业绿色建筑势必会成为未来的发展趋势，只有将“绿色发展、低碳经济”的理念全面贯彻落实，才能为我国工业的迅速发展提供有力保障。
参考文献：
[1]曹光 . 工业建筑环保设计与绿色工业建筑理念 [J]. 城市建筑，2020（17）：56-57.
[2] 闻豪东 . 绿色工业建筑设计理念在项目中的应用 [J].建材与装饰，2019（04）：100-101.
[3] 冯华鋆 . 工业建筑中绿色建筑设计理念的新方向 [J].建筑技术开发，2018（02）：13-14.
作者：张凯毅 单位：中铁二院建筑工程有限责任公司
