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风力发电机藏身高楼中

时间:2018年06月12日 08:05   来源:广州日报   作者:  

  珠江城里隐藏的风力发电机

视频拍摄、剪辑/广州日报全媒体记者 顾展旭

在珠江新城高大上写字楼里的电费比普通写字楼还低,酒店改造后一年电费能省一千多万元,这不仅仅是美好设想,而是通过节能设计已经实现的真实案例。广州已有多个项目获得美国LEED标准和中国绿色建筑评价标准的运行标识认证,被列入“国家超低能耗示范工程”,获得铂金级 LEED-CS 认证。日前,记者专访了珠江城设计负责人广州市设计院副总建筑师黄惠菁,揭秘绿色节能设计的神奇之处。

  科技 改变 设计系列报道之(四)

文:广州日报全媒体记者 刘丽琴

图:广州日报全媒体记者 顾展旭

耗能大户

亦可变绿色典范

在过去20年,中国经历了快速城市化的进程。广州也经历了传统城市、现代城市、再到绿色科技城市的演化过程。人们对 “理想都市”、健康生活的追寻从未停止过,绿色、节能正越来越受到重视。根据“十三五”建筑节能与绿色建筑发展规划,广东省提出了城镇新建建筑能效水平比2015年提升20%,城镇新建民用建筑全面执行一星级及以上绿色建筑标准,以及大幅提升二星级及以上绿色建筑和运行阶段绿色建筑比例等发展目标。据广东省住房和城乡建设厅去年公布的数据,全省绿色建筑发展规模已超过1.3亿平方米,居全国前列。

随着城市的发展,在超过300米的超高层写字楼中,动辄有上万人进出活动,空调、电梯使用频繁,这些代表城市天际线的超高层建筑也是能源消耗的大户。而通过节能设计,可以让这些超级建筑变成绿色典范。

节能新项目:珠江城

全球首个建筑中部设置风力发电项目

珠江城的设计负责人,广州市设计院副总建筑师黄惠菁告诉记者,在珠江城设计招标时,由于拥有十八项节能技术的方案,广州市设计院和SOM一起设计的方案在众多投标方案中脱颖而出。SOM在方案设计之初就提出了一个大胆的设想“零能耗建筑”,而零能耗之梦的实现就是绿色技术本土化的历程和效果。

在珠江新城众多写字楼中,珠江城的识别度非常高,从中轴线上纵观,可以发现它朝向特别,巧妙扭转了一下让人一眼看到它与众不同的外观。在规划中可以看到,珠江城设计是南偏东偏转了12.6度,这样不仅可以在南向获得更好的景观,从远处可以望到珠江,还可以获得风力和日照最佳的资源。研究表明,长方形的平面如果偏转13~15度,东西向接受的热能是最少的,南向接受的风力是最大的,因此珠江城这种结构型扭转就能获得最大的节能效果。这些设计,用专业的术语来表达就是被动节能技术。

黄惠菁表示,总体来说珠江城项目,通过采用被动技术+主动技术,一方面降低能耗效果显著,另一方面室内舒适度达到较高水平(温度波动±1℃,湿度波动±5%)。

珠江城的整个设计是受到赛车的启发,运用了空气动力学的原理,大楼有四个凹洞,整体是赛车引擎流线型的造型,这四个凹洞的位置就是四个风力发电机所在,这样的设计不仅仅能实现将周边的风力转化成电力的作用,同时还可以为整个玻璃幕墙泄压。

珠江城不仅仅是遮阳与光伏一体化,还有风力发电一体化发电并网路径,光伏系统发出的电量传输至大楼配电房与380伏端并网,直接向大楼内部电网供电。珠江城这种在建筑的中间部位设置风力发电机的设计还是世界首例。风力和光伏系统实测年发电量达10.4万KWh/a。这些电量可以为公共走廊提供照明电力。

此外,在珠江城的东西两侧,是一个密集型的百叶,东西向的日照对于建筑得热是影响非常大的,而整个建筑采用的是玻璃幕墙,玻璃幕墙在东西侧、南侧都设置了密集型的遮阳百叶,这对于整个建筑的节能是至关重要的,31层以上外遮阳百叶上的弧度外缘还增加了光伏发电的设施,在整个屋顶部位也设置有光伏发电板,除了发电还可以让屋顶有遮阳的效果。

黄惠菁对记者表示,所谓建筑节能,用一句话形容,正是大音希声,大象无形,真正好的节能建筑,是看不到节能设施的,节能设计是和建筑的空间结合在一起的,目的就是让室内的舒适性提高,包括了声、光、温度的环境要求。

白天鹅宾馆是中国第一家中外合作的五星级宾馆,酒店于1983年开业,在改造时提出了以绿建二星设计标识为总体设计目标,节能目标是宾馆总能耗比改造前下降30%以上。

  旧项目节能设计:白天鹅宾馆

全年能源费用节约1700多万元

新项目在设计中更加重视节能,那么旧建筑怎么办?事实上,旧的项目也可以通过设计改造来节能。

白天鹅宾馆节能设计改造负责人,广州市设计院副总工程师屈国伦对记者表示,有时候通风、隔热保温等被动节能设计做得再好,效果也是有限,还是需要通过设备系统的设置来实现节能。像白天鹅宾馆这样的项目,设备耗能占比权重是最大的。酒店建筑耗能的三大因素是:厨房蒸汽锅炉房、制冷机房、生活热水系统。使用被动+主动节能技术改造后,白天鹅宾馆常规用电量由206.0kWh/m2.a 降至105.6kWh/m2.a,全年能源费用节约1700多万元。

尤其值得一提的是,“故乡水”的设计。白天鹅宾馆是广州市设计院佘俊南老先生的设计作品,原设计的大亮点是将岭南园林融入共享中庭空间,特别是故乡水瀑布景观。这次改造,巧妙地把故乡水功能化,瀑布形成的低温水幕,既可以降低室内温度,也可以除湿,也就是说它是一个隐形水冷空调机。屈国伦告诉记者,设计灵感来自工作中观察到水汽交换,“故乡水”位于中庭顶棚之下,阳光充足,热环境不理想,因此想到,通过转换机将常温水降温成16摄氏度低温水,不仅可以降低周边温度,同时还可以吸湿、空气中的湿度碰到冷的空气会凝结,继续形成水珠参与到水的循环中去,起到降温和除湿的作用,让这个景点不仅仅是人文情怀的表达,更含有高科技的成分在其中。

屈国伦表示,虽然现在相关部门非常重视节能环保,但是并没有一套可以普遍适用的方案和技术实现所有建筑的节能,有时可能只是稍微调动一下就能达到好的效果,有时却需要大规模投入改造,需要因地制宜确定节能设计方案,正是节能设计的难点所在。

  记者观察

筑梦理想式建筑

“像珠江城这样的项目,对设计师而言,做的是梦想和情怀,而它能实现,是因为业主方希望不仅仅做出一个建筑,而是能回馈社会,这个项目可以说是理想式建筑的探索。” 黄惠菁坦言,尽管节能设计效果突出,甚至经济效益不错,但出于理念、成本等各种考虑,这样的项目还是比较少的。

不过,绿色节能设计依然是大势所趋。像广州市设计院还成立了绿建与节能工程中心,进行节能设计的各种技术研究。未来节能设计要从建筑跨到规划里,规划设计比建筑设计本身更能达到节能的效果。符合地域特色和气候特点的生态环境规划较为关键。广州是一个“青山半入城,六脉皆通海”的空间格局,生态基底非常好,沿着山水空间的法线方向形成一个廊道空间,这个廊道空间是非常重要的,山脉、水体和城市中心区是有一个温度差的,这个温度差之间形成的廊道系统可以成为我们的视线走廊,更重要的是可以形成通风的走廊,通风能对整个城市环境起到很好的作用,能降温、清新空气,吹散雾霾,除湿,人体更加舒适,大环境的改善对建筑本身节能也是有效的。黄惠菁表示,未来节能设计终极目标是近零碳建筑。

基于AI和大数据技术建设能耗平台,实现社会能源整合。未来,系统的规划与合作可能跨越行业、行政和地域,而代之以山脉、河流、海洋等自然特征为边界。而节能技术的普及更为大众化,可以惠及到更多的低造价建筑中。

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