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珠江城里隱藏的風(fēng)力發(fā)電機(jī)

視頻拍攝、剪輯/廣州日?qǐng)?bào)全媒體記者 顧展旭

在珠江新城高大上寫(xiě)字樓里的電費(fèi)比普通寫(xiě)字樓還低，酒店改造后一年電費(fèi)能省一千多萬(wàn)元，這不僅僅是美好設(shè)想，而是通過(guò)節(jié)能設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的真實(shí)案例。廣州已有多個(gè)項(xiàng)目獲得美國(guó)LEED標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行標(biāo)識(shí)認(rèn)證，被列入“國(guó)家超低能耗示范工程”，獲得鉑金級(jí) LEED-CS 認(rèn)證。日前，記者專訪了珠江城設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人廣州市設(shè)計(jì)院副總建筑師黃惠菁，揭秘綠色節(jié)能設(shè)計(jì)的神奇之處。

科技 改變 設(shè)計(jì)系列報(bào)道之（四）

文：廣州日?qǐng)?bào)全媒體記者 劉麗琴

圖：廣州日?qǐng)?bào)全媒體記者 顧展旭

耗能大戶

亦可變綠色典范

在過(guò)去20年，中國(guó)經(jīng)歷了快速城市化的進(jìn)程。廣州也經(jīng)歷了傳統(tǒng)城市、現(xiàn)代城市、再到綠色科技城市的演化過(guò)程。人們對(duì) “理想都市”、健康生活的追尋從未停止過(guò)，綠色、節(jié)能正越來(lái)越受到重視。根據(jù)“十三五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃，廣東省提出了城鎮(zhèn)新建建筑能效水平比2015年提升20%，城鎮(zhèn)新建民用建筑全面執(zhí)行一星級(jí)及以上綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，以及大幅提升二星級(jí)及以上綠色建筑和運(yùn)行階段綠色建筑比例等發(fā)展目標(biāo)。據(jù)廣東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳去年公布的數(shù)據(jù)，全省綠色建筑發(fā)展規(guī)模已超過(guò)1.3億平方米，居全國(guó)前列。

隨著城市的發(fā)展，在超過(guò)300米的超高層寫(xiě)字樓中，動(dòng)輒有上萬(wàn)人進(jìn)出活動(dòng)，空調(diào)、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(guò)節(jié)能設(shè)計(jì)，可以讓這些超級(jí)建筑變成綠色典范。

節(jié)能新項(xiàng)目：珠江城

全球首個(gè)建筑中部設(shè)置風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目

珠江城的設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人，廣州市設(shè)計(jì)院副總建筑師黃惠菁告訴記者，在珠江城設(shè)計(jì)招標(biāo)時(shí)，由于擁有十八項(xiàng)節(jié)能技術(shù)的方案，廣州市設(shè)計(jì)院和SOM一起設(shè)計(jì)的方案在眾多投標(biāo)方案中脫穎而出。SOM在方案設(shè)計(jì)之初就提出了一個(gè)大膽的設(shè)想“零能耗建筑”，而零能耗之夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)就是綠色技術(shù)本土化的歷程和效果。

在珠江新城眾多寫(xiě)字樓中，珠江城的識(shí)別度非常高，從中軸線上縱觀，可以發(fā)現(xiàn)它朝向特別，巧妙扭轉(zhuǎn)了一下讓人一眼看到它與眾不同的外觀。在規(guī)劃中可以看到，珠江城設(shè)計(jì)是南偏東偏轉(zhuǎn)了12.6度，這樣不僅可以在南向獲得更好的景觀，從遠(yuǎn)處可以望到珠江，還可以獲得風(fēng)力和日照最佳的資源。研究表明，長(zhǎng)方形的平面如果偏轉(zhuǎn)13~15度，東西向接受的熱能是最少的，南向接受的風(fēng)力是最大的，因此珠江城這種結(jié)構(gòu)型扭轉(zhuǎn)就能獲得最大的節(jié)能效果。這些設(shè)計(jì)，用專業(yè)的術(shù)語(yǔ)來(lái)表達(dá)就是被動(dòng)節(jié)能技術(shù)。

黃惠菁表示，總體來(lái)說(shuō)珠江城項(xiàng)目，通過(guò)采用被動(dòng)技術(shù)+主動(dòng)技術(shù)，一方面降低能耗效果顯著，另一方面室內(nèi)舒適度達(dá)到較高水平（溫度波動(dòng)±1℃，濕度波動(dòng)±5%）。

珠江城的整個(gè)設(shè)計(jì)是受到賽車(chē)的啟發(fā)，運(yùn)用了空氣動(dòng)力學(xué)的原理，大樓有四個(gè)凹洞，整體是賽車(chē)引擎流線型的造型，這四個(gè)凹洞的位置就是四個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)所在，這樣的設(shè)計(jì)不僅僅能實(shí)現(xiàn)將周邊的風(fēng)力轉(zhuǎn)化成電力的作用，同時(shí)還可以為整個(gè)玻璃幕墻泄壓。

珠江城不僅僅是遮陽(yáng)與光伏一體化，還有風(fēng)力發(fā)電一體化發(fā)電并網(wǎng)路徑，光伏系統(tǒng)發(fā)出的電量傳輸至大樓配電房與380伏端并網(wǎng)，直接向大樓內(nèi)部電網(wǎng)供電。珠江城這種在建筑的中間部位設(shè)置風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)還是世界首例。風(fēng)力和光伏系統(tǒng)實(shí)測(cè)年發(fā)電量達(dá)10.4萬(wàn)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(cè)，是一個(gè)密集型的百葉，東西向的日照對(duì)于建筑得熱是影響非常大的，而整個(gè)建筑采用的是玻璃幕墻，玻璃幕墻在東西側(cè)、南側(cè)都設(shè)置了密集型的遮陽(yáng)百葉，這對(duì)于整個(gè)建筑的節(jié)能是至關(guān)重要的，31層以上外遮陽(yáng)百葉上的弧度外緣還增加了光伏發(fā)電的設(shè)施，在整個(gè)屋頂部位也設(shè)置有光伏發(fā)電板，除了發(fā)電還可以讓屋頂有遮陽(yáng)的效果。

黃惠菁對(duì)記者表示，所謂建筑節(jié)能，用一句話形容，正是大音希聲，大象無(wú)形，真正好的節(jié)能建筑，是看不到節(jié)能設(shè)施的，節(jié)能設(shè)計(jì)是和建筑的空間結(jié)合在一起的，目的就是讓室內(nèi)的舒適性提高，包括了聲、光、溫度的環(huán)境要求。

白天鵝賓館是中國(guó)第一家中外合作的五星級(jí)賓館，酒店于1983年開(kāi)業(yè)，在改造時(shí)提出了以綠建二星設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)為總體設(shè)計(jì)目標(biāo)，節(jié)能目標(biāo)是賓館總能耗比改造前下降30%以上。

舊項(xiàng)目節(jié)能設(shè)計(jì)：白天鵝賓館

全年能源費(fèi)用節(jié)約1700多萬(wàn)元

新項(xiàng)目在設(shè)計(jì)中更加重視節(jié)能，那么舊建筑怎么辦？事實(shí)上，舊的項(xiàng)目也可以通過(guò)設(shè)計(jì)改造來(lái)節(jié)能。

白天鵝賓館節(jié)能設(shè)計(jì)改造負(fù)責(zé)人，廣州市設(shè)計(jì)院副總工程師屈國(guó)倫對(duì)記者表示，有時(shí)候通風(fēng)、隔熱保溫等被動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)做得再好，效果也是有限，還是需要通過(guò)設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。像白天鵝賓館這樣的項(xiàng)目，設(shè)備耗能占比權(quán)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(jī)房、生活熱水系統(tǒng)。使用被動(dòng)+主動(dòng)節(jié)能技術(shù)改造后，白天鵝賓館常規(guī)用電量由206.0kWh/m2.a 降至105.6kWh/m2.a，全年能源費(fèi)用節(jié)約1700多萬(wàn)元。

尤其值得一提的是，“故鄉(xiāng)水”的設(shè)計(jì)。白天鵝賓館是廣州市設(shè)計(jì)院佘俊南老先生的設(shè)計(jì)作品，原設(shè)計(jì)的大亮點(diǎn)是將嶺南園林融入共享中庭空間，特別是故鄉(xiāng)水瀑布景觀。這次改造，巧妙地把故鄉(xiāng)水功能化，瀑布形成的低溫水幕，既可以降低室內(nèi)溫度，也可以除濕，也就是說(shuō)它是一個(gè)隱形水冷空調(diào)機(jī)。屈國(guó)倫告訴記者，設(shè)計(jì)靈感來(lái)自工作中觀察到水汽交換，“故鄉(xiāng)水”位于中庭頂棚之下，陽(yáng)光充足，熱環(huán)境不理想，因此想到，通過(guò)轉(zhuǎn)換機(jī)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(shí)還可以吸濕、空氣中的濕度碰到冷的空氣會(huì)凝結(jié)，繼續(xù)形成水珠參與到水的循環(huán)中去，起到降溫和除濕的作用，讓這個(gè)景點(diǎn)不僅僅是人文情懷的表達(dá)，更含有高科技的成分在其中。

屈國(guó)倫表示，雖然現(xiàn)在相關(guān)部門(mén)非常重視節(jié)能環(huán)保，但是并沒(méi)有一套可以普遍適用的方案和技術(shù)實(shí)現(xiàn)所有建筑的節(jié)能，有時(shí)可能只是稍微調(diào)動(dòng)一下就能達(dá)到好的效果，有時(shí)卻需要大規(guī)模投入改造，需要因地制宜確定節(jié)能設(shè)計(jì)方案，正是節(jié)能設(shè)計(jì)的難點(diǎn)所在。

記者觀察

筑夢(mèng)理想式建筑

“像珠江城這樣的項(xiàng)目，對(duì)設(shè)計(jì)師而言，做的是夢(mèng)想和情懷，而它能實(shí)現(xiàn)，是因?yàn)闃I(yè)主方希望不僅僅做出一個(gè)建筑，而是能回饋社會(huì)，這個(gè)項(xiàng)目可以說(shuō)是理想式建筑的探索。” 黃惠菁坦言，盡管節(jié)能設(shè)計(jì)效果突出，甚至經(jīng)濟(jì)效益不錯(cuò)，但出于理念、成本等各種考慮，這樣的項(xiàng)目還是比較少的。

不過(guò)，綠色節(jié)能設(shè)計(jì)依然是大勢(shì)所趨。像廣州市設(shè)計(jì)院還成立了綠建與節(jié)能工程中心，進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的各種技術(shù)研究。未來(lái)節(jié)能設(shè)計(jì)要從建筑跨到規(guī)劃里，規(guī)劃設(shè)計(jì)比建筑設(shè)計(jì)本身更能達(dá)到節(jié)能的效果。符合地域特色和氣候特點(diǎn)的生態(tài)環(huán)境規(guī)劃較為關(guān)鍵。廣州是一個(gè)“青山半入城，六脈皆通?！钡目臻g格局，生態(tài)基底非常好，沿著山水空間的法線方向形成一個(gè)廊道空間，這個(gè)廊道空間是非常重要的，山脈、水體和城市中心區(qū)是有一個(gè)溫度差的，這個(gè)溫度差之間形成的廊道系統(tǒng)可以成為我們的視線走廊，更重要的是可以形成通風(fēng)的走廊，通風(fēng)能對(duì)整個(gè)城市環(huán)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(huán)境的改善對(duì)建筑本身節(jié)能也是有效的。黃惠菁表示，未來(lái)節(jié)能設(shè)計(jì)終極目標(biāo)是近零碳建筑。

基于AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)建設(shè)能耗平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)能源整合。未來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)劃與合作可能跨越行業(yè)、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(jié)能技術(shù)的普及更為大眾化，可以惠及到更多的低造價(jià)建筑中。