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珠江城里隱藏的風力發(fā)電機

視頻拍攝、剪輯/廣州日報全媒體記者 顧展旭

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(jié)能設計已經(jīng)實現(xiàn)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(jié)能設計的神奇之處。

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(jīng)歷了快速城市化的進程。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程。人們對 “理想都市”、健康生活的追尋從未停止過，綠色、節(jié)能正越來越受到重視。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(fā)展目標。據(jù)廣東省住房和城鄉(xiāng)建設廳去年公布的數(shù)據(jù)，全省綠色建筑發(fā)展規(guī)模已超過1.3億平方米，居全國前列。

隨著城市的發(fā)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(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。而通過節(jié)能設計，可以讓這些超級建筑變成綠色典范。

節(jié)能新項目：珠江城

全球首個建筑中部設置風力發(fā)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(jié)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(xiàn)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(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，珠江城設計是南偏東偏轉(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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)型扭轉(zhuǎn)就能獲得最大的節(jié)能效果。這些設計，用專業(yè)的術語來表達就是被動節(jié)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(nèi)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(fā)，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(fā)電機所在，這樣的設計不僅僅能實現(xiàn)將周邊的風力轉(zhuǎn)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(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置風力發(fā)電機的設計還是世界首例。風力和光伏系統(tǒng)實測年發(fā)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(cè)，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(cè)、南側(cè)都設置了密集型的遮陽百葉，這對于整個建筑的節(jié)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(fā)電的設施，在整個屋頂部位也設置有光伏發(fā)電板，除了發(fā)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(jié)能，用一句話形容，正是大音希聲，大象無形，真正好的節(jié)能建筑，是看不到節(jié)能設施的，節(jié)能設計是和建筑的空間結(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。

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

舊項目節(jié)能設計：白天鵝賓館

全年能源費用節(jié)約1700多萬元

新項目在設計中更加重視節(jié)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(jié)能。

白天鵝賓館節(jié)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(jié)能設計做得再好，效果也是有限，還是需要通過設備系統(tǒng)的設置來實現(xiàn)節(jié)能。像白天鵝賓館這樣的項目，設備耗能占比權(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、制冷機房、生活熱水系統(tǒng)。使用被動+主動節(jié)能技術改造后，白天鵝賓館常規(guī)用電量由206.0kWh/m2.a 降至105.6kWh/m2.a，全年能源費用節(jié)約1700多萬元。

尤其值得一提的是，“故鄉(xiāng)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(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，也就是說它是一個隱形水冷空調(diào)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(xiāng)水”位于中庭頂棚之下，陽光充足，熱環(huán)境不理想，因此想到，通過轉(zhuǎn)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(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(xiàn)在相關部門非常重視節(jié)能環(huán)保，但是并沒有一套可以普遍適用的方案和技術實現(xiàn)所有建筑的節(jié)能，有時可能只是稍微調(diào)動一下就能達到好的效果，有時卻需要大規(guī)模投入改造，需要因地制宜確定節(jié)能設計方案，正是節(jié)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(xiàn)，是因為業(yè)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(jié)能設計效果突出，甚至經(jīng)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(jié)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(jié)能工程中心，進行節(jié)能設計的各種技術研究。未來節(jié)能設計要從建筑跨到規(guī)劃里，規(guī)劃設計比建筑設計本身更能達到節(jié)能的效果。符合地域特色和氣候特點的生態(tài)環(huán)境規(guī)劃較為關鍵。廣州是一個“青山半入城，六脈皆通海”的空間格局，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(qū)是有一個溫度差的，這個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的走廊，通風能對整個城市環(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)境的改善對建筑本身節(jié)能也是有效的。黃惠菁表示，未來節(jié)能設計終極目標是近零碳建筑。

基于AI和大數(shù)據(jù)技術建設能耗平臺，實現(xiàn)社會能源整合。未來，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)能技術的普及更為大眾化，可以惠及到更多的低造價建筑中。