医药工业建筑设计与节能.docx

洲上净化医药工业建筑设计与节能摘 要 本文就建筑节能的重要性、紧迫性进行了阑述、探讨，并提出了一些医药工业建筑节能设计的技术措施和建议。关键词 医药 建筑 设计 节能随着2000年的到来，我们将进入新的世纪，面对一天比一天增长的能耗；一天比一天短缺的资源；一天比一天恶化的生态环境，一篇“我们的未来”，使人类意识到可持续发展战略的重要，“节约能源，保护环境，着眼未来”成为新世纪全人类义不容辞的历史使命。在这个庞大的节能、环境与人类的系统工程中，建筑作为每一社会领域的重要组成部分，其节能的效果有着举足轻重的作用。而我们医药工业建筑作为其中的一员同样有着不可推卸的责任。面对世纪的期盼与呼唤，我们这些掌握节能金钥匙的建筑师们应积极承担这造福子孙后代的神圣使命。1 建筑节能的紧迫性与重要性1.1 建筑节能是全球发展的大趋势1973年的国际石油危机，引发了第一次世界节能浪潮，近年来不断恶化的生态环境，促进了联合国世界环境工作会议提出了可持续发展战略，从而掀起了第二次世界节能浪潮。作为耗能大户的建筑业节能工作发展迅速。世界各国，特别是发达国家都将节能视为“世纪工程”，出台了各种政策，带动了多方面建筑节能技术的发展，扼制了许多严重浪费能源、污染环境的行为，从而引发了建筑墙体材料的革命，采暖技术的进步和新产品的开发。1.2 建筑节能是社会经济的需求经济的发展，依赖于能源的发展。动力来自于能源，产品生产依赖于动力。从我国过去发展的情况看，能源生产的增长速度长期滞后于国民生产总值的增长速度，未来能源短缺将是制约我国经济发展的主要因素。从资源条件来看，我国的煤炭和水力人均资源拥有量不及世界人均水平的50%，而石油和天然气就更少了。如果我们不敲响节能的警钟，继续建造大量高能耗的建筑，不断地浪费自然资源，势必会限制国家未来经济的发展，殃及子孙。1.3 建筑节能是保护生态环境的需要在我国以煤炭为主要能源进行供汽、采暖，发电、加热饮食。煤燃烧后所排放的灰尘及硫的氧化物会危害人体健康，并造成环境酸化，而产生的二氧化碳的积累将导至地球气候产生重大的变化，危及人类生存，大气污染超过标准的基本原因，就是燃煤的排放物，因此，降低采暖、制冷建筑的能耗指标是改善大气环境的首要措施。大量砖混建筑的修建，不仅无利于采暖节能，而且无休止的蚕食着大量农田耕地，使得我们本来人均不多的耕地面积变得更少，如不进行节制、改革，我们的子孙后代将会无地可耕，缺粮少米。1.4 建筑节能推动了建筑科学技术的进步，并带动了相关产业的发展，为国民经济增加了新的增长点。建筑节能推广，离不开建筑科学技术的支持，新型建筑节能的材料的研制，新型节能设备仪表的开发均将使建筑节能进入一个新的天地。为了生产这些保温、密封新材料和新型的供暖节电设备、仪表，就必然会形成新兴的、现代化的、庞大的节能产业群体，并促进建筑施工技术的进步和改革，从而增加就业机会，推动国民经济的发展。2 医药工业建筑节能设计技术措施和体会医药工业建筑节能作为这个系统工程的一分子，不但包含着普通民用建筑的节能共性，更以其不同的生产性，辅助性建筑群体而具有它自身的特性。先进合理的设计是医药工业建筑节能的关键，下面就医药工业建筑节能设计技术措施谈谈自己的工作体会。2.1 总图设计与节能在我们按照药品生产质量管理规范（GMP）及满足药品生产工艺要求，避免人物流交叉，合理布局的同时，我们也应注重动力车间靠近负荷中心，使得总图管线短捷，从而降低蒸汽管道损耗，减少电流线路衰减，减少供水扬程损失。在保证药品生产质量的前提下，车间、仓库、水泵房、变电所等辅助性建筑尽可能合理有序地组合成一个建筑单位，从而最大程度地实现节能的目的。如近年新建的许多合资药厂将办公、科研试验、车间、变电等辅助设施组合成连体建筑，既节约了用地，又缩短了管线，减少了外墙，降低了能耗，节约了能源，从节能的角度来看不失为成功的典范，为我们总图规划设计拓宽了思路。2.2 建筑设计与节能2.2.1建筑平面、立面设计与节能在建筑平面、立面设计时将节能的理念贯穿其中，使得门窗数量、位置、大小、外墙厚度与立面造型有机地结合，使其既满足医药工艺生产的外部环境需求，又能减少能耗。门窗的多少往往与立面设计有密切的关系，近年流行的封闭式厂房将外窗做得越来越少。但是不是洁净生产厂房外窗越少越好呢?我认为这个问题应辨证地来看它。如果，我们在平面设计时靠近外墙处尽可能布置非洁净生产辅助岗位，参观或无洁净要求的生产走廊，或虽有洁净生产区而采取双层固定密封窗，那么，靠近外墙的非洁净区就可通过自然采光，自然通风来满足日常生产的要求，同样洁净生产区也可通过自然采光来满足生产需要。否则这些本可以自然通风或采光的区域一年四季均需通过人工照明，空调送风来运行生产，这也势必增加不必要的运行费用，增大产品生产成本，也增加能源消耗，但也不是外窗越多越好，门窗处传热损耗总是大于外墙的，应该根据工业生产有关标准，合理确定窗户面积，在满足生产采光通风的前提下，配合立面造型创意尽量少设外窗。平面的凹凸变化，会使得立面造型活泼生动，但变化的同时也增加了外墙的面积，而外墙的热损耗占建筑能耗的首位，因此立面造型的变化应采取多种多样的手法，不可过分追求平面布置的变化。另外我们医药工业生产厂房为满足工艺生产要求多为钢筋混凝土结构，因此外墙应尽量采取“外包”的布置形式，以避免冷桥的产生，从而减少热损失，这在我国北方采暖地区特别应该引起注意。2.2.2 建筑外墙节能设计我国华北、东北、西北三地区城镇建筑冬天一般都需要采暖，但由于围护结构保温隔热不良，门窗单薄，透风严重，采暖系统落后又不能自动调节，尽管采暖温度达不到舒适要求，而单位面积能耗却是发达国家三倍左右，其中外墙3-4倍，屋顶2.5-5.5倍，外窗1.5-2.2倍，空气渗透能耗3-6倍。这种热量浪费型的建筑能耗高的原因在于围护结构隔热性差及气密性不良。在节能的前提下，单一的承重用的材料已经不能满足较高的保温隔热要求，而复合墙体越来越成为当代墙体的主流，所谓复合墙体即各种砌体墙与绝热材料复合或用薄壁材料夹以绝热材料作墙体。建筑用的绝热材料主要是岩棉，矿棉，玻璃棉，泡沫聚苯乙烯，泡沫聚氨脂，膨胀珍珠岩，膨胀蛭石以及加气混凝土等各种材料。外墙节能设计可分为外墙内保温、外墙外保温及夹芯保温复合外墙三种措施。（1） 外墙内保温：外墙内保温是将绝热材料复合在外墙内侧。其分为：轻钢龙骨空隙内填塞保温泡热材料，外作石膏板或其他板材。预制保温板直接粘贴在外墙内侧。先贴聚苯板，再抹以面石膏或水泥砂浆，并用涂塑玻璃纤维网格布增强。将加气砼或粘土珍珠岩砌块贴砌在外墙内侧，再抹上砂浆。在外墙内表面直接抹保温砂浆（主要用局部被减薄的墙上）。外墙内保温的优点是，施工简便易行，使用广泛，其较普通的问题是板材接缝处及抹灰易出现裂纹，如正确使用嵌缝腻子加贴玻璃纤维网带，可以避免这些问题。但这种方法却减少建筑使用面积。（2） 外墙外保温：外墙外保温是将绝热材料复合在外墙外侧，这种方法建筑热稳定性好，可避免冷桥，并对主体结构有保护作用，有利于延长结构寿命，还可增加建筑使用面积。但其施工难度大，工耗大且附加物件较多。外保温通常作法是将聚苯板粘贴，钉挂在外墙外表面，覆以玻璃纤维网格布后，用聚合物水泥砂浆罩面。或采用单面有钢丝网的舒乐舍板，钉挂或粘接固定在结构墙上，在钢丝网上抹水泥砂浆，然后做外墙面。这种外保温的主要技术问题仍是表面裂缝空鼓和脱落。因此，设计时应对保温材料的性能、规格尺寸、保护层厚度、搭接方式、固定件防锈、操作顺序、粘贴剂性能、面层砂浆之配合比及厚度、养护等事项及其构造节点作法均需一一给以说明，以确保施工质量能够满足设计要求。值得注意的是聚苯板根据生产工艺不同又分为膨胀型和挤出型两种。挤出型板在吸水率、保温性能，抗水蒸气渗透等方面都比膨胀型要好，但现在大部分为进口产品，价格较高，市场上大都是膨胀型。但聚苯板的密度决定了其内部构造的疏密，而过于疏松的板材容易变形，并且抹灰后也容易开裂，因此设计必须注明聚苯板的密度应在15kg/m2以上。另外新发泡膨胀制出的聚苯会现出收缩，应在常温下七个星期或70下养护一个星期后使用。（3） 夹心保温复合墙：夹芯保温复合墙即将绝热材料置于外墙内，一般作法是在砌体中间留出空隙，在此空隙中安放岩棉板，玻璃棉板，聚苯板，或者填入散装或袋装的膨胀珍珠岩，聚苯颗粒，玻璃棉等，都可取得良好的保温效果，但要填充严密，避免内部形成空气对流，并做好内外墙之间的拉接。实际上舒乐舍板双面抹灰用于框架结构外墙也是夹芯保温复合墙的常用材料。三种外墙保温方式设计选用何种，要根据工程所在地建材供应情况，价格以及施工质量保证条件选定。而保温材料的厚度，则应根据当地规定的节能设计标准通过外墙组合传热系数计算来确定。2.2.3门窗节能设计门窗是建筑外围护结构的主要耗能构件，其传热能耗加上窗缝冷气渗透产生的能耗要占到建筑外围结构热量的40-50%，因而是建筑节能的一个重点。在建筑外围护结构中，门窗的功能最为丰富，它既要具有密闭性，能防止风吹，日晒，雨淋，保温隔热，隔噪音，阻止飞虫和尘土侵入等，又要具有通透性，能采光，通风，贯通室内外空间和具有开阔的视野等功能。（1） 控制窗墙比：窗的传热系数大大高于同朝向墙的传热系数，窗缝又是冷空气渗透耗热的原因，因此采暖耗热量随窗墙比的增加而增加，在满足必要的通透性的条件下，严格控制窗墙比对建筑节能是十分重要的，建筑节能设计标准对此有具体的规定，如超过标准规定时，应调整外墙和屋顶等围护结构的传热系数，使建筑耗能指标达到要求。（2） 改善门窗保温效果：增加窗户或玻璃层数，在内外层玻璃之间形成密闭的空气层，可以大大改善窗户的保温性能，为降低造价，在一橙窗框上安装两层玻璃是一种很经济的选择，即单框双玻。在整檬窗中，除玻璃外，窗框（包括窗扇）也占了一定的面积，如钢、铝等金属窗一般占20-30%，木，塑料为30-40%，它们对门窗传热也有不小影响，不同材质的窗框导热系数相差很大，如钢为55.2，铝为230，PVC塑料为0.17,木为0.16等等，由于做门窗的好木料我国十分少，而从节约木材保护森林，保护环境的需要，及我们医药洁净厂房洁净岗位不应用木质门窗的规定，导热系数小的塑钢门窗应就是我们设计优选的材料。（3） 减少冷风渗透：现有的外门窗，特别是本质不良的木窗和空腹钢窗，气密性很差，在风压和热压作用下，各季室外冷气及夏季热空气通过门窗缝隙进入室内，增加了耗能。由于塑料窗和铝窗都是挤出成型，可以根据功能的需要而设置沟槽，使它们的气密，水密，隔声等性能都比木窗及钢窗有较大提高。门窗缝隙分为扇框开关缝和玻璃镶嵌缝两部分，开关缝是渗透的主要原因。渗透的多少取决于扇框开关缝隙断面设计和所有密封条性能的优劣，以及镶嵌玻璃密封材料的优劣和镶嵌工艺水平高低。（4）加强外门的保温：外门设计应与防盗、防火相结合，在外门夹板中间填以岩棉或玻璃等材料，或半玻门下部门心板内夹填或内贴绝热材料，以达到保温节能的效果。4 屋面节能设计屋面保温设计是建筑节能设计的又一重要环节，它是保证建筑物顶层冬暖夏凉的技术关键，而我们的医药洁净厂房又多为单层厂房，因此屋面保温节能设计就更为重要。保温的设计包括保温层厚度和材质两个方面，而屋面保温效果的好坏与保温材料的导热系数又有密切的关系。目前常用的保温材料性能如下：常用的保温材料性能表保温材料名称导热系数（W/m.k）密度(kg/m聚苯乙烯泡沫塑料板0.04230水泥珍珠岩板0.16-0.210400-600水泥蛭石板0.14350加气混凝土板（块）0.190-0.220500-700浮石砂0.2500保温层材质的选择应综合考虑导热系数重量及价格来确定，导热系数小的材质重量较轻，对结构有好处，但它们的价格却往往较贵。而保温层的厚度应根据所选定的材质，结合工程所在地的气候，节能设计标准及习惯作法来计算确定。另外在夏季炎热的南方地区还应设计架空隔热屋面或做成坡屋顶。医药工业建筑节能设计，不但是建筑专业设计研究的课题，而且对于采暖系统、空调系统，节能电器，节水管件阀门等各个专