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風力發電機 藏身高樓中

    來源: 廣州日報  2018-06-11 15:33:51

風力發電機 藏身高樓中

珠江城里隱藏的風力發電機

視頻拍攝、剪輯/廣州日報全媒體記者 顧展旭

風力發電機 藏身高樓中

在珠江新城高大上寫字樓里的電費比普通寫字樓還低,酒店改造后一年電費能省一千多萬元,這不僅僅是美好設想,而是通過節能設計已經實現的真實案例。廣州已有多個項目獲得美國LEED標準和中國綠色建筑評價標準的運行標識認證,被列入“國家超低能耗示范工程”,獲得鉑金級 LEED-CS 認證。日前,記者專訪了珠江城設計負責人廣州市設計院副總建筑師黃惠菁,揭秘綠色節能設計的神奇之處。

風力發電機 藏身高樓中

風力發電機 藏身高樓中

科技 改變 設計系列報道之(四)

文:廣州日報全媒體記者 劉麗琴

圖:廣州日報全媒體記者 顧展旭

耗能大戶

亦可變綠色典范

在過去20年,中國經歷了快速城市化的進程。廣州也經歷了傳統城市、現代城市、再到綠色科技城市的演化過程。人們對 “理想都市”、健康生活的追尋從未停止過,綠色、節能正越來越受到重視。根據“十三五”建筑節能與綠色建筑發展規劃,廣東省提出了城鎮新建建筑能效水平比2015年提升20%,城鎮新建民用建筑全面執行一星級及以上綠色建筑標準,以及大幅提升二星級及以上綠色建筑和運行階段綠色建筑比例等發展目標。據廣東省住房和城鄉建設廳去年公布的數據,全省綠色建筑發展規模已超過1.3億平方米,居全國前列。

隨著城市的發展,在超過300米的超高層寫字樓中,動輒有上萬人進出活動,空調、電梯使用頻繁,這些代表城市天際線的超高層建筑也是能源消耗的大戶。而通過節能設計,可以讓這些超級建筑變成綠色典范。

節能新項目:珠江城

全球首個建筑中部設置風力發電項目

珠江城的設計負責人,廣州市設計院副總建筑師黃惠菁告訴記者,在珠江城設計招標時,由于擁有十八項節能技術的方案,廣州市設計院和SOM一起設計的方案在眾多投標方案中脫穎而出。SOM在方案設計之初就提出了一個大膽的設想“零能耗建筑”,而零能耗之夢的實現就是綠色技術本土化的歷程和效果。

在珠江新城眾多寫字樓中,珠江城的識別度非常高,從中軸線上縱觀,可以發現它朝向特別,巧妙扭轉了一下讓人一眼看到它與眾不同的外觀。在規劃中可以看到,珠江城設計是南偏東偏轉了12.6度,這樣不僅可以在南向獲得更好的景觀,從遠處可以望到珠江,還可以獲得風力和日照最佳的資源。研究表明,長方形的平面如果偏轉13~15度,東西向接受的熱能是最少的,南向接受的風力是最大的,因此珠江城這種結構型扭轉就能獲得最大的節能效果。這些設計,用專業的術語來表達就是被動節能技術。

黃惠菁表示,總體來說珠江城項目,通過采用被動技術+主動技術,一方面降低能耗效果顯著,另一方面室內舒適度達到較高水平(溫度波動±1℃,濕度波動±5%)。

珠江城的整個設計是受到賽車的啟發,運用了空氣動力學的原理,大樓有四個凹洞,整體是賽車引擎流線型的造型,這四個凹洞的位置就是四個風力發電機所在,這樣的設計不僅僅能實現將周邊的風力轉化成電力的作用,同時還可以為整個玻璃幕墻泄壓。

珠江城不僅僅是遮陽與光伏一體化,還有風力發電一體化發電并網路徑,光伏系統發出的電量傳輸至大樓配電房與380伏端并網,直接向大樓內部電網供電。珠江城這種在建筑的中間部位設置風力發電機的設計還是世界首例。風力和光伏系統實測年發電量達10.4萬KWh/a。這些電量可以為公共走廊提供照明電力。

此外,在珠江城的東西兩側,是一個密集型的百葉,東西向的日照對于建筑得熱是影響非常大的,而整個建筑采用的是玻璃幕墻,玻璃幕墻在東西側、南側都設置了密集型的遮陽百葉,這對于整個建筑的節能是至關重要的,31層以上外遮陽百葉上的弧度外緣還增加了光伏發電的設施,在整個屋頂部位也設置有光伏發電板,除了發電還可以讓屋頂有遮陽的效果。

黃惠菁對記者表示,所謂建筑節能,用一句話形容,正是大音希聲,大象無形,真正好的節能建筑,是看不到節能設施的,節能設計是和建筑的空間結合在一起的,目的就是讓室內的舒適性提高,包括了聲、光、溫度的環境要求。

白天鵝賓館是中國第一家中外合作的五星級賓館,酒店于1983年開業,在改造時提出了以綠建二星設計標識為總體設計目標,節能目標是賓館總能耗比改造前下降30%以上。

舊項目節能設計:白天鵝賓館

全年能源費用節約1700多萬元

新項目在設計中更加重視節能,那么舊建筑怎么辦?事實上,舊的項目也可以通過設計改造來節能。

白天鵝賓館節能設計改造負責人,廣州市設計院副總工程師屈國倫對記者表示,有時候通風、隔熱保溫等被動節能設計做得再好,效果也是有限,還是需要通過設備系統的設置來實現節能。像白天鵝賓館這樣的項目,設備耗能占比權重是最大的。酒店建筑耗能的三大因素是:廚房蒸汽鍋爐房、制冷機房、生活熱水系統。使用被動+主動節能技術改造后,白天鵝賓館常規用電量由206.0kWh/m2.a 降至105.6kWh/m2.a,全年能源費用節約1700多萬元。

尤其值得一提的是,“故鄉水”的設計。白天鵝賓館是廣州市設計院佘俊南老先生的設計作品,原設計的大亮點是將嶺南園林融入共享中庭空間,特別是故鄉水瀑布景觀。這次改造,巧妙地把故鄉水功能化,瀑布形成的低溫水幕,既可以降低室內溫度,也可以除濕,也就是說它是一個隱形水冷空調機。屈國倫告訴記者,設計靈感來自工作中觀察到水汽交換,“故鄉水”位于中庭頂棚之下,陽光充足,熱環境不理想,因此想到,通過轉換機將常溫水降溫成16攝氏度低溫水,不僅可以降低周邊溫度,同時還可以吸濕、空氣中的濕度碰到冷的空氣會凝結,繼續形成水珠參與到水的循環中去,起到降溫和除濕的作用,讓這個景點不僅僅是人文情懷的表達,更含有高科技的成分在其中。

屈國倫表示,雖然現在相關部門非常重視節能環保,但是并沒有一套可以普遍適用的方案和技術實現所有建筑的節能,有時可能只是稍微調動一下就能達到好的效果,有時卻需要大規模投入改造,需要因地制宜確定節能設計方案,正是節能設計的難點所在。

記者觀察

筑夢理想式建筑

“像珠江城這樣的項目,對設計師而言,做的是夢想和情懷,而它能實現,是因為業主方希望不僅僅做出一個建筑,而是能回饋社會,這個項目可以說是理想式建筑的探索?!?黃惠菁坦言,盡管節能設計效果突出,甚至經濟效益不錯,但出于理念、成本等各種考慮,這樣的項目還是比較少的。

不過,綠色節能設計依然是大勢所趨。像廣州市設計院還成立了綠建與節能工程中心,進行節能設計的各種技術研究。未來節能設計要從建筑跨到規劃里,規劃設計比建筑設計本身更能達到節能的效果。符合地域特色和氣候特點的生態環境規劃較為關鍵。廣州是一個“青山半入城,六脈皆通?!钡目臻g格局,生態基底非常好,沿著山水空間的法線方向形成一個廊道空間,這個廊道空間是非常重要的,山脈、水體和城市中心區是有一個溫度差的,這個溫度差之間形成的廊道系統可以成為我們的視線走廊,更重要的是可以形成通風的走廊,通風能對整個城市環境起到很好的作用,能降溫、清新空氣,吹散霧霾,除濕,人體更加舒適,大環境的改善對建筑本身節能也是有效的。黃惠菁表示,未來節能設計終極目標是近零碳建筑。

基于AI和大數據技術建設能耗平臺,實現社會能源整合。未來,系統的規劃與合作可能跨越行業、行政和地域,而代之以山脈、河流、海洋等自然特征為邊界。而節能技術的普及更為大眾化,可以惠及到更多的低造價建筑中。

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