對建筑節(jié)能的理解和認(rèn)識

樓層功能71層高級設(shè)備會所70層設(shè)備/避難53F9層辦公樓層功能71層高級設(shè)備會所70層設(shè)備/避難53F9層辦公3區(qū)54層辦公3區(qū)/避雄49?52層風(fēng)力發(fā)電/設(shè)備層27-48層辦公2區(qū)38層辦公2區(qū)/避燧23~26層斌力發(fā)電/設(shè)備層9~22層辦公1區(qū)22層辦公1區(qū)/避難8層設(shè)備7房避難2~6層餐廳1層及夾層大堂，銀行B1夾層貴賓入口B1層設(shè)備用房/卸貨平臺B5-B2層機(jī)械停車圖1珠江城項(xiàng)目效果圖及工程概況一一淺析珠江城大廈建筑節(jié)能重點(diǎn)技術(shù)應(yīng)用摘要：本文結(jié)合地區(qū)氣候特點(diǎn)及建筑的體形、結(jié)構(gòu)及功能，闡述珠江城大廈采用的節(jié)能技術(shù)。通過對其中核心技術(shù)的重點(diǎn)分析，表明建筑節(jié)能技術(shù)帶來的長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益以及對緩解能源壓力的貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：珠江城大廈建筑節(jié)能技術(shù)風(fēng)力發(fā)電建筑一體化光伏發(fā)電建筑一體化、九?、■前言：隨著經(jīng)濟(jì)與社會的高速發(fā)展，越來越多的土地被納入到規(guī)劃用地中。青草叢生的綠地變成了瀝青道路，成片的樹木變成了石屎森林。而且人們生活與生產(chǎn)中能源消耗也每日劇增。在自然環(huán)境與能源日益損耗的情況下，人們把目光投向了節(jié)能低碳的綠色建筑。而本文分析的現(xiàn)代節(jié)能建筑則是被國外媒體喻為"世界最節(jié)能環(huán)保的摩天大廈"的珠江城大廈項(xiàng)目。項(xiàng)目概況：珠江城大廈位于中國現(xiàn)代CBD--珠江新城，建筑面積達(dá)216557平方米，塔樓高309米，71層（面積為171379平方米）；裙樓高27米，3層；地下5層（面積為45178平方米）。塔樓以超甲級寫字樓為主，配套有高級商務(wù)會所、高級中西餐飲、銀行、等設(shè)施；裙樓設(shè)有500人大型會議中心、中小會議室等會議設(shè)施，可容納800人同時進(jìn)行會議。項(xiàng)目節(jié)能技術(shù)應(yīng)用：（1）風(fēng)力發(fā)電建筑一體化大廈中分別于24~25層、50~5l層，每層分別有2個風(fēng)洞，每個風(fēng)洞中安裝1個風(fēng)力發(fā)電機(jī)，大樓總共在4個風(fēng)洞中安裝了4個發(fā)電機(jī)。利用風(fēng)能產(chǎn)生電能。（2）光伏發(fā)電建筑一體化一一大廈的太陽能發(fā)電主要是由全樓2004平方米的光伏板收集太陽光能。光伏板的設(shè)置位置在大樓兩側(cè)東西面（31F—71F），以及樓頂會所上方的248平方米。（3）智能型內(nèi)呼吸式雙層玻璃幕墻一一外呼吸：熱空氣從雙層外墻下端進(jìn)入，上端排除。內(nèi)呼吸：將雙層外墻外區(qū)的熱空氣抽入冷梁（天花頂）冷卻后，經(jīng)天花板抽入內(nèi)區(qū)排除外界。（4）輻射制冷帶置換通風(fēng)一一該項(xiàng)技術(shù)采用的是水冷，而不是一般的風(fēng)冷技術(shù)，因此減少了風(fēng)冷而帶來的噪音以及出風(fēng)口直吹人體而帶來的不適感覺。溫度和濕度分開控制。（5）高效辦公設(shè)?一一除了大樓提供的一些節(jié)能技術(shù)及智能化光電管理以外，物管部

門也應(yīng)該在租戶裝修期間建議租戶使用節(jié)能設(shè)備。大樓為中國的三大電訊公司設(shè)立了專門的光纖機(jī)房，租戶可以任意選擇其中任一電訊供應(yīng)商。大樓給租戶提供了最為多樣化及方便的基礎(chǔ)配置。（6）低流水與無流水裝置一一衛(wèi)生間采用真空負(fù)壓沖洗及紅外感應(yīng)控制等節(jié)水控制裝置。（7）高效照明一一辦公區(qū)域內(nèi)的照明將按照每平方11盞天花燈設(shè)置，達(dá)到桌面250-300克絲的照明要求。公共區(qū)域的照明節(jié)能在90年代建筑要求的節(jié)能基礎(chǔ)上再節(jié)能20-30%。（8）電動遮陽百葉——此技術(shù)安置在雙層幕墻玻璃中間，設(shè)有2-3個小型氣象站，主要用于檢測和調(diào)控遮陽百葉的擺動幅度，以最大效能的收集外界自然光源，在一定程度上節(jié)省室內(nèi)燈光照明的使用量，并通過智能照明系統(tǒng)根據(jù)百葉的擺動角度和集光度，調(diào)節(jié)室內(nèi)亮度。此百葉能以中央控制，也能給予客戶做手動，及遙控控制。（9）高效加熱/制冷機(jī)房一一該技術(shù)主要是將室內(nèi)排出的熱空氣回收，并通過冷凝水使其溫度下降。（10）照度及紅外感應(yīng)控制一一大空間辦公室窗邊照明、個人辦公室照明及衛(wèi)生間照明均采用照度及紅外感應(yīng)控制。（11）冷卻盤管冷凝水回收一一大樓天花板安裝風(fēng)盤，吸取室內(nèi)的熱空氣，再經(jīng)過水冷（冷凝水）的形式令熱空氣降溫，形成適宜的冷空氣。經(jīng)由在天花板上不斷的循環(huán)運(yùn)作，人工形成猶如洞穴的自然環(huán)境，即不用吹風(fēng)，建筑節(jié)能重點(diǎn)技術(shù)分析：（1）風(fēng)力發(fā)電建筑一體化：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)置：廣州位于低緯度地區(qū)，地表接受太陽輻射量較多，同時受季風(fēng)的影響，夏季海洋暖氣流形成高溫、高濕且多雨的氣候；冬季北方大陸冷風(fēng)形成低溫、干燥且少雨的氣候。由于受季風(fēng)影響和華南冷高壓控制，年內(nèi)冬季（1月）多偏北風(fēng)和東北風(fēng);春季（4月）風(fēng)向較零亂，以東南風(fēng)偏多；夏季（7月）受副熱帶高壓和南海低壓的影響，以偏南風(fēng)為主；秋季（10月）由夏季風(fēng)轉(zhuǎn)為冬季風(fēng)，以偏北風(fēng)為主。也能在進(jìn)入室內(nèi)后形成一定的低溫狀態(tài)。52層21理詼設(shè)備層焰層24層心22層％小留辦公訴在平均風(fēng)速方面，冬、春季節(jié)風(fēng)速較大，夏季風(fēng)速較小，但夏季間常有熱帶氣旋侵襲，風(fēng)速據(jù)層愧!辦公2區(qū)26律些陞殳備層（a）50?51層風(fēng)洞設(shè)備層風(fēng)渦輪發(fā)電機(jī)安裝位置圖2風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)安裝位置（b）24?25層風(fēng)洞設(shè)備層風(fēng)渦輪發(fā)電機(jī)安裝位置

可急劇增大，形成風(fēng)力8級以上的大風(fēng)。由此可見，廣州全年風(fēng)向以偏南風(fēng)、東南風(fēng)、偏北風(fēng)和東北風(fēng)為主，風(fēng)力資源比較豐富。珠江城項(xiàng)目位于廣州市珠江新城中軸線商業(yè)中心區(qū)，地上71層，建筑高度309m，根據(jù)廣州的氣候特點(diǎn)，珠江城項(xiàng)目建筑朝向南偏東13°，目的是充分利用廣州地區(qū)的風(fēng)力資源。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在建筑上的應(yīng)用例子很少，尤其應(yīng)用于超高層建筑上以及風(fēng)力發(fā)電與建筑一體化的案例幾乎沒有。作為廣州的地標(biāo)性建筑，既要體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的理念，又要體現(xiàn)天人合一的建筑理念，因此，如何將風(fēng)力發(fā)電機(jī)與建筑有機(jī)的結(jié)合在一起，是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)也能在進(jìn)入室內(nèi)后形成一定的低溫狀態(tài)。52層21理詼設(shè)備層焰層24層心22層％小留辦公訴在平均風(fēng)速方面，冬、春季節(jié)風(fēng)速較大，夏季風(fēng)速較小，但夏季間常有熱帶氣旋侵襲，風(fēng)速據(jù)層愧!辦公2區(qū)26律些陞殳備層圖2風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)安裝位置風(fēng)力發(fā)電機(jī)的選擇：目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)按結(jié)構(gòu)形式主要分為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩大類。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：①風(fēng)輪架避高，直徑大，占用面積大。②風(fēng)能利用率高，發(fā)電量高。③噪聲大。④起動風(fēng)速低，可自起動。而垂直輔風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：①可以接受來自任何方向的風(fēng)，因而當(dāng)風(fēng)向改變時，無需對風(fēng)。由于不需要調(diào)向裝置，使其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡化。②振功小，噪聲低。③風(fēng)輪直徑小，占用面積小。④齒輪箱和發(fā)電機(jī)可以安裝在地面或樓板上，檢修維護(hù)方便。通過對2類風(fēng)力發(fā)電機(jī)的宴地考察和深入對比分析，考慮到全年間風(fēng)洞內(nèi)風(fēng)向的不確定性(春夏季東南偏南，秋冬季東北偏北)，得出的結(jié)論是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)比水平發(fā)電機(jī)更適合安裝于本建筑風(fēng)洞內(nèi)。因此珠江城項(xiàng)目最終采用的是4臺芬蘭Wind-side公司生產(chǎn)的WS-10型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。項(xiàng)目效益投資分析：表1年安電揪八勺頃-111116年收蒞回報(bào)/元39.22萬電力公司瘦5元八W?b補(bǔ)擺以力發(fā)電機(jī)成禾，元.16nn萬回收年限竺］/年27(2)光伏建筑一體化：廣州地區(qū)氣候概況:廣州市位于東經(jīng)112°57〃?114°03〃，北緯22°35〃?23°35〃，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。由于處于低緯度地區(qū)，地表接受太陽輻射量較多，年平均太陽輻射值為4367.2?4597.3MJ/m2，分布是南高北低。年內(nèi)太陽輻射以2月份最低，7月份最高。年平均日照時數(shù)為1820?1960h，年日照百分率為41%?44%，南多北少。季節(jié)上以夏季最多，秋季次之，冬季再次，春季最少。

遮R1板fl?西"而遮陽根光伏狙件圖1停姓咒伏組件安裝方位口照分析圖日照分析:太陽高度角是決定地球表面獲得太陽熱能數(shù)量的最重要的因素。太陽高度角大（90°為最大），太陽輻射經(jīng)過的大氣路程短，單位面積獲得的太陽輻射多，等量太陽輻射的面積大。根據(jù)廣州經(jīng)緯度，可通過計(jì)算得出廣州地區(qū)春分、秋分當(dāng)日正午的太陽高度角約為66.9°，冬至當(dāng)日正午的太陽高度角約為43.5°。珠江城項(xiàng)目朝向?yàn)槟掀珫|13°，各處光伏組件安裝方位日照分析如圖5所示。屋頂北向區(qū)域內(nèi)的兩排光伏組件全年只有6月份的中午時段能接受到太陽光的直接照射;屋頂南向區(qū)域內(nèi)的四排光伏組件在全年的日照都比較好。東、西立面下方電池板由于收到上方電池板的遮擋，東立面光伏組件由11:30開始就無法收到太陽光照射，而西立面光伏組件則由遮R1板fl?西"而遮陽根光伏狙件圖1停姓咒伏組件安裝方位口照分析圖光伏組件的安裝位置:根據(jù)珠江城項(xiàng)目體形與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如圖1項(xiàng)目效果圖所示，原設(shè)計(jì)方案是將光伏組件設(shè)于屋頂、東西立面遮陽板及南立面風(fēng)洞層內(nèi)彎凹位處。后經(jīng)多方專家論證，南立面風(fēng)洞層內(nèi)彎凹位處的光伏組件不但對整體建筑玻璃幕墻的顏色效果影響較大，不協(xié)調(diào)，而且由于該處彎度較大，彎度對光伏組件的發(fā)電效率及壽命均受較大影響。鑒于目前光伏組件的彎度處理技術(shù)尚未成熟，因此，最終取消了該處的光伏組件，只保留屋頂及東西立面遮陽板處的光伏組件。光伏組件的選擇：由于本建筑東西立面的固定遮陽板處裝設(shè)的光伏組件顏色對大樓沒影響，因而選用了光電轉(zhuǎn)換效率高的單晶硅電池組件，并起著隔熱作用。本建筑屋頂為玻璃屋頂，整體幕墻顏色為淺藍(lán)色，由于單晶硅顏色多數(shù)偏深藍(lán)色或黑藍(lán)色，而多晶硅的顏色偏淺藍(lán)色，因此，建筑屋頂最高處裝設(shè)與建筑顏色相協(xié)調(diào)的多晶硅電池組件如圖6所示。多晶硅電池組件與玻璃集成一體，外層采用鋼化雙夾膠中空玻璃，既能起著隔熱作用，又能起著節(jié)省建筑材料作用，可謂一舉兩得。圖3光伏組件安裝在東酉立面遮陽板上項(xiàng)目效益投資分析：表2年發(fā)電量約15.2萬度電#注年收益回報(bào)約6&4萬元電力公■司按4一5元/kW，h補(bǔ)償節(jié)省屋頂玻璃屋項(xiàng)玻瑙宿i積360nr.玻璃造約ISO萬元暮墻材料成本價約按5000元/m-i十算?。軪q—以一光伏蛆件面積］66J光伏光伏投資成本約I329萬元系統(tǒng)投,約按8000元廠計(jì)算回收年限約17回收年限約17年建筑節(jié)能的提出到現(xiàn)在已接近半個世紀(jì)，但縱觀建筑界新建的采用節(jié)能技術(shù)的建筑為數(shù)不多，而以“零能耗”為設(shè)計(jì)目標(biāo)的建筑項(xiàng)目更是“前無古人”。集多項(xiàng)節(jié)能技術(shù)為一身的珠江城項(xiàng)目在業(yè)內(nèi)起著建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的典范作用。珠江城項(xiàng)目的節(jié)能投入約2億元，預(yù)計(jì)在8年能收回。而節(jié)能設(shè)備的回收年限都在十幾年以上，這說明建筑節(jié)能所帶來的經(jīng)濟(jì)效益的前景是相當(dāng)可觀的。相信經(jīng)濟(jì)效益起得作用會帶動國內(nèi)外越來越多新建筑向節(jié)能建筑抬頭，而節(jié)能技術(shù)的廣泛應(yīng)用會促進(jìn)節(jié)能技術(shù)發(fā)展，得到的結(jié)果就是降低節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用成本。而這也會形成良性循環(huán)，我們可以預(yù)見在未來的建筑上不需投入高成本的節(jié)能應(yīng)用成本就能達(dá)到高效的經(jīng)濟(jì)效益。屆時希望建筑節(jié)能能夠吸引地產(chǎn)開發(fā)商的注意，新建建筑中開發(fā)商項(xiàng)目占據(jù)著很大的份額。建筑節(jié)能及術(shù)的應(yīng)用如果能夠在眾多的商品樓中廣泛開展，到時建筑節(jié)能的影響就不只是局限于部分建筑的使用者，而是滲透到我們每個人的日常生活中。就如河北省晉州河濱花園東苑小區(qū)中采用的地源熱泵系統(tǒng)，采用熱泵系統(tǒng)后小區(qū)單位采暖面積費(fèi)用為8.89元/皿，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于石家莊的采暖消費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(18.4元/皿)。在我看來建筑節(jié)能技術(shù)的意義并不單單在于經(jīng)濟(jì)效益，我們應(yīng)該更多地看到建筑節(jié)能在生態(tài)環(huán)境做出的貢獻(xiàn)。目前，我國建筑能耗所占全國總能耗的比例約為30%,加上建造本身的能耗,建筑能耗幾乎要占到總能耗的一半。住建部統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示,我國每年城鄉(xiāng)建設(shè)新建房屋建筑面積近20億平方米，其中80%以上為高能耗建筑；既有建筑已超過400億平方米,95%以上是高能耗建筑。據(jù)美國麥肯錫估計(jì)，未來20年，中國將新建5萬座超高層建筑。按照住建部的規(guī)劃,到2010年,