本项目所采用的高效、节能环保措施可分为两大类,一是风力发电、太阳能发电的可再生能源利用,二是冷幅射空调、双层幕墙等高效节能措施。以上两类技术措施的综合运用,珠江城营造了一个人与自然和谐统一的环境,展示了一个舒适、健康、环保、节能的办公新形象,创造一个与环境相协调、能自身持续发展、具有高效率高性能的未来智能化建筑典范。
风能发电是珠江大厦可通过其形体展现节能环保内涵的首要亮点。通过对广州风力条件以及日照方向的深入分析,珠江大厦建筑平面确定为南偏东13度,充分利用了占广州盛行的东南风。大楼中部和上部的设备层设置了与高性能风涡轮发动机,开创了世界上在超高层建筑运用风力发电的先河。
太阳能发电的运用,使珠江大厦成为超高层建筑合理利用太阳能的典范。本项目设计将玻璃幕墙与太阳能光电板有机结合,在获得光照辐射能的立面上应用光电技术,通过合理布置幕墙玻璃外表面光电板的位置,实现产电与美观的平衡。
采用了先进节能的空调方式——辐射制冷带置换通风系统。该系统充分利用水体良好的热交换特性,采用水而非空气做为冷媒,通过水的循环带走天花中聚集的热量,降低天花温度,并通过天花持续向下辐射冷量达到降低室温的目的。室外新风则直接透过架空地板和缓吹入室内,实现了送风过程无污染无噪音,大大提高舒适度。
本项目将外维护结构的概念延伸为可呼吸的皮肤。双层玻璃加内置可自动调节百叶构成的双层内呼吸式幕墙,可通过控制空气流动带走幕墙通道内富余热量,降低对室内的热辐射强度,增加大楼内特别是靠窗部分的热舒适感,解决了普通玻璃幕墙高舒适度和低能耗无法兼顾的矛盾,实现了大楼中热性能与节能的最佳结合。
在照明控制方面,项目采用高透光度玻璃,并在底层外伸大堂设计自然采光口,将自然光引至建筑内空间,为这个关键的过渡区域创造一个非常明亮的开阔空间;同时在大楼内部采用可随外界光线强弱变化自动调整办公楼灯光照度的日光感应控制照明系统,最大限度利用了自然光,节约办公照明能耗。
1、建筑概况:
珠江城占地面积10636平方米。本项目由裙楼和塔楼两部分组成,塔楼高309米,71层;裙楼高27米,3层;地下室5层。总建筑面积达21万平方米其中地下室4万多平方米,地上约17万平方米。
2、结构体系:
(1)、基础部分:核心筒采用3.5米厚钢筋混凝土筏板基础,其余部分采用1.2米或2米底板加独立柱、墙墩的做法,板底埋深大致在-30米至-28米之间,抗浮区域均采用抗浮锚杆。
(2)、塔楼的上部结构采用钢结构+钢筋混凝土的复合结构体系,中心为大型钢筋混凝土核心筒,四角巨型组合钢柱与其它型钢柱、型钢梁(外伸桁架、带状桁架)组成钢结构,楼面为压型钢板浇筑钢筋混凝土组合楼板。裙楼为钢弯矩框架体系。
3、功能设置:
塔楼以超甲级写字楼为主,配套有高级商务会所、高级中西 餐饮、银行、等设施;裙楼设有500人大型会议中心、中小会议室等会议设施,可容纳800人同时进行会议。
4、本项目建成后全部用于经营且只租不售,由国际品牌物管公司管理。
建筑特点:
· 国际设计比赛获奖作品
· 产生的能源多于消耗的能源
· 运用高科技手段建造的大型镍能建筑的典范
· 在建筑的2个机械层,外立面引导风进入2个开口
· 利用穿过的风产生的能源供大楼使用
· 大厦南侧房间享受充分的日光
· 双层玻璃降低太阳直射
· 大厦污水循环系统可回收雨水
· 利用太阳能络大厦提供热水
· 排烟道,发光板层冷却系统
零能耗策略:
减少 :建筑整体向东;高性能建筑围构;带有自动天窗功能的日光及建筑控制系统;南向楼层配备低辐射镀膜玻璃、双层幕墙回收和吸收:楼层废气回收到腔体墙中;被动除湿;冷却的厚混凝土层;拱顶天花板以增强日光;地热供热水槽产生能量 :上述策略可减少65%能源使用;零能耗用的目标;—风能;—光伏一体化;—微型风力涡轮机恩那根梁守恒原理—太阳花:通过使建筑整体面向东方,大厦可以充分利用午间阳光;充分减小下午照射在大厦南面的阳光的热合作用。
能量守恒原理—空气:大厦内部空气的循环;下层楼层通过放射冷却达到通风效果;空气自身的流动使得排风扇不再被需要;通过下层楼层的通风使得空气可直接进入,而不用经过混合;废气可以穿过双层墙体;废气通过墙体上升到生成额外热能的机械层;这些能量被用来预冷要进入大厦楼层的空气、由此产生的冷凝水用于补充大厦的水供给。
风能策略:流线形的建筑外立面使得风以最大速度进入位于两个机械层的风力涡轮机中;这些风能可直接利用或储存在电池中;分散在两个机械层中的风力涡轮机可以降低噪音和震动并且便于维护;流线形的外形弯曲了风的压力,这加强了建筑的强度。
能量守恒原理:高性能外立面;角度设计充分利用自然光;内嵌的光电板收集太阳能;低辐射镀膜玻璃和一体化遮光物;双层墙体结构使其绝缘;大厦里用地下室的燃料电池从天然气发电;电化转化使得气体转化成电能的利用率提高50%;在电话过程中形成的高温废气在冷却和空气流动过程中产生更多能源。
2008年,Roger Frechette在上海举办了一场小型学术讲座,“可持续发展技术在建筑及城市设计中的应用”。身为全球领先建筑设计公司SOM芝加哥分部的设计总监, Roger Frechette为之兴奋的对象是珠江大厦,一座309米高、拥有71个楼层的超高层大厦。
尽管2010年才是它完整现身广州的时间,但这座正在建造中的大厦已经引起了非常多的关注。它是全球首座零耗能大厦,与SOM其他那些深刻影响当代的建筑成就相比,这座大厦更具令人感动之处。要知道,在不如人意的中国房地产中,我们面对的现状是:建造和使用建筑所消耗的能源占社会总能耗的46%。实现完全零耗能的珠江大厦不是建筑师或地产商哗众取宠的项目,它真正成为了中国节能战略的一个重要环节,更多人将欣赏到它在降低建筑能耗、发展绿色建筑方面的里程碑意义。
那些绿色技术并非如它们听起来那么神秘。每一个创新想法的设计最终是为了满足使用者的需求,确保呆在办公大厦的人们获取最佳的舒适度以及室内空气质量。
利用太阳能是这栋大厦降低能耗的一个重要方面,它也是大众非常熟悉的一种获取能量的途径,都市生活里到处可见将太阳辐射转化为能量的路灯或是热水器等,珠江大厦的建筑表面是一种更为优化的设计,大部分的双幕墙中设置了内部遮光装置接收光电池的能源,即收集太阳辐射再转化为能量。同时,这样的表面覆盖也实现了最大限度利用自然光,在室内采光方面有着非常显著的节能作用。在大厦内部形态多样的节能设计中,还不得不说优于空气冷却效果的水冷却系统,冷水管被设置在天花板的部位,这对降低层高、增加使用面积也产生直接影响。
最吸引眼球的节能技术则是首次被实际使用的风力涡轮机(Wind Tubines)系统。
人们都很清楚,在超高层建筑规划中,设计师必须非常小心地应对风力对于建筑物的影响。珠江大厦的建筑结构中设以风力涡轮机系统正是极为安全地利用了风力,掌控到如何捕捉风、并为大厦提供高效能源。这种节能创新设计是在建筑体上设置多个风力涡轮机开口,确保风将从开口进入大厦的管道系统、被提速近三倍,然后被转换为能量,分别用于办公大楼内部的热能、通风、除湿和温度调节等方面的能量需求。另外,那些流通过后的空气还有任务,它们将负责加热沿途经过的上层地面,当然,路线是被精心设计过的。
在设计所有严谨且复杂的风能系统之前,还得考虑到广州本地的天气情况。而大厦独特的曲线型外观就是在此基础上形成的:大厦的朝向与形态完全契合本地四季的主要风向,当建筑物与风向形成最佳角度时,不仅能确保风力涡轮系统获得最多的风能,也能减轻风力对建筑结构的负面影响。同时,整个系统允许空气自然上升进入换气区,减少了流通空气所需要的风机数量,最终大量节约了能源。
这座零耗能大厦设计出来以后,获得过美国《商业周刊》所颁发的“中国十大建筑”等奖项,而所有奖项对于设计总监Roger而言,却并非他所最关切之物。Roger认为最重要的是,它的诞生是为了解决人们所关注的全球污染、气候变暖及能源危机等问题,可持续发展技术在这座大厦上实现了一个美好愿景:通过对太阳能以及风能的最大利用、做到能源自给自足,从而避免了以往高层建筑对传统能源供应的依赖。
据英国媒体报道,位于中国广州的号称“全球最节能建筑”的摩天大楼“珠江大厦”(Pearl River Tower)被认为是对抗环境污染的一盏“明灯”。这座大厦可利用风能、太阳能发电,正在引领绿色建设技术的新潮流。
珠江大厦正从中国南方城市广州拔地而起,建成后高71层。据设计者称,它将是世界上最节能的摩天大楼。在诸多设计用来发电或节能的特点中,最吸引人眼球的是珠江大厦的外形。它采用曲线外形设计,面向盛行风的方向。设计者还令大厦的外形可以增加风速,迫使其穿过风力涡轮机所在大楼的位置,打造超高品质、超低能耗、绿色环保的建筑。
如今,在很多建筑中,风力涡轮机都被看作是对空间的一种浪费,给城市带来很大噪音。有报道称,日本一家公司安装了一台风力涡轮机,但这台风力涡轮机不仅不能发电,并且,运行还要用电,可谓得不偿失,该公司这样做只是为了给自己脸上“贴金”。然而,负责设计珠江大厦的美国SOM建筑设计事务所坚持认为,他们对风力涡轮机的实验表明,这栋建筑可以产生在经济上可行的风力。
垂直轴涡轮机将安装在用以紧急避险的设备楼层,因此,不会占有任何有用的办公空间。SOM建筑设计事务所宣称,他们充分考虑到节能和发电技术同空间运用的结合,令其可以实现史无前例的收获,所以,这栋大楼可以在能耗上做到“自给自足”。
当然,他们绝不是唯一追求综合设计原则的建筑设计师。有观察人士认为,大量建筑物可以承受附属性质的环保性能,但并不慎重考虑以更为适当的办法实现这个目标。以珠江大厦的制冷系统为例,在大部分时间里,空调制冷都由通风管道负责,而通风管道本身既消耗能量,又浪费楼层和屋顶之间的空间。而且,在这里是通过冷水系统实现制冷的。
水经由混凝土梁流入通风管,冷气从屋顶的冷水散热器进入采集装置。这种方法的确不节省能量。SOM建筑设计事务所称,珠江大厦节约了大量空间,所以,使得投资者能以极小的代价获得多余5层办公空间的使用。实际上,他们预测,对珠江大楼的多余投资将在5年内给投资者带来回报。
除此之外,珠江大楼还有其他一些环保性能。例如,每一层都有一堵厚厚的双层玻璃墙,将热气输送至上方的设备楼层,被用于除去湿气。大厦立面还广泛采用太阳能电池发电技术,它们的设计朝太阳的方向弯曲,尽管太阳能电池板的当前成本对全部使用产生能量的玻璃建设这座大楼的外层产生了不利影响。
大楼内大量采用自动化控制系统,保证能量不会有一丝一毫的浪费。SOM建筑设计事务所称,他们本可以让大楼产生更多能量,可由于广州市没有任何设施可以将自己发的电输送到电网,他们即使做了恐怕也是无用功。对于很多人来说,他们可能都听到过类似说法。
我们无法证实这种说法是否属实,但珠江大厦无疑是一个令人激动的项目。SOM建筑设计事务所东亚区负责人艾米·恩格莱哈特(Ame Englehart)说:“这栋建筑的设计十分大胆。开发商非常自信,准备尽可能将这一设计推向新的高峰。” SOM建筑设计事务所坚称,这一设计是按广州实地情况量身打造,在别的地方无法复制。
在中国的建筑热潮中,广州珠江大厦被认为是对抗环境污染的一盏“绿色明灯”。该大厦客利用风能、太阳能自己发电,甚至可以把多余的电卖给电网,但有声音认为,该大厦并非真正环保,只是在建设过程中已经转移了很多污染。
尽管正值全球经济危机时刻,但在中国各地到处都可以看到工程师们的忙碌身影,高楼大厦以每天四幢的速度在增加——所有大楼几乎都装有空调、取暖、照明及电梯设备,这些都将消耗大量的燃煤电力。
中国正处于人类历史上最大的建设热潮之中。去年建成的世界十幢最高的建筑中,有六幢落户中国,其中包括492米高的上海环球金融中心。还有更高的建筑正在规划中——如高632米的上海中心, 以及高600米的天津高银金融117大厦。但在这些高楼大厦之间,有一幢建筑有望为我们展现低碳的未来。目前正在广东省会广州建造的珠江大厦,号称有史以来最节能的超级摩天大楼。该大厦配有风力涡轮机、太阳能电池板、遮阳装置、智能照明系统、水冷式天花板以及最先进的隔热隔声装置,高达310米的珠江大厦其设计目标是减少一半相同规模的大厦能耗,为地球上的所有高楼大厦设定一个新的自给自足的全球基准。工程师们表示,如果当地电力公司放松其对电力生产的垄断的话,珠江大厦甚至可以向外界提供剩余电力。该大厦定于2010年10月竣工。从外表结构看上去,它与广州许多其他直插云霄的、由钢筋混凝土构成的庞然大物并没有什么不同。
在这个中国最富裕的省份,城市的风景线正在飞速地提升,极目远望,一片建筑幕墙的颜色。到明年亚运会开始的时候,广州将拥有一幢高432米的电视——这个高度还不包括塔上150米高的天线,以及高391米的中信广场。这两个建筑都将比纽约任何一幢建筑都要高大。
虽然迪拜及中东地区的其他城市正在建造几幢更高大炫目的摩天大厦,但中国计划及在建的超级大厦其规模之恢宏是世界上任何地方都无法比拟的。据某管理咨询公司估计,到2025年,中国将新落成50000座摩天大楼。麦肯锡公司估计,中国所有建筑物(包括小规模建筑)占能源消耗的比重将由今天的17%上升至25%。更为节能的建筑可以大大减少这种能源需求,虽然很少能像这71层高的珠江大厦那么节能;它结合了许多世界领先的节能技术,其程度及规模前所未有。珠江大厦最引人注目的特点将是置在建筑结构腹部的四个风力涡轮机。大厦的外形结构可以确保空气以最高速度从风力涡轮机开口进入大厦的管道系统,以便风力涡轮机可以产生每年一百万千瓦小时的电力。该建筑东西幕墙内设的遮光装置不仅可以冷却幕墙,还将通过太阳能光伏电池产生电力。节能效应的最大贡献将来自辐射采暖天花板技术,它采用冷水管保持内部空间凉爽。大厦内外墙之间的空气温差也能节省能源。大厦并不采用风机来循环利用内部空气,而是通过空气自然对流,将新鲜空气流通到每个楼层。
美国建筑设计公司——美国SOM建筑设计事务所负责设计了珠江大厦。据他们估计,该建筑的节能设备使建造费用增加了1300万美元(合800万英镑)。但是,这笔费用可以在五年内赚回来:通过电费开支的减少,维护成本的降低,以及由于无需空调系统管道而腾出的空间所带来的额外租金。SOM建筑设计事务所的首席工程师罗杰?弗雷谢特估计,珠江大厦与同规模的标准建筑相比,将会减少能耗58%。根据“零排放摩天大楼”的最初设计,珠江大厦甚至可以在夜间将微型涡轮机产生的剩余电力出售给电网系统。但是,这一提议遭到了当地电力公司的反对,他们对开放电力供应竞争持谨慎态度,因此这项提议被取消了。这个局面可能会有所改变。面对着不断恶化的环境、不确定的世界能源供应以及要求出台应对气候变化措施的压力,中国政府正试图转向可持续性程度更高的发展模式。中国正在尝试一些生态城市项目,并且制定新的绿色建筑法规。广州正朝着这一趋势发展。作为世界的工厂,该城市以潮湿、严重污染以及无规划的扩张而著称。但它正试图通过建造高楼大厦以及为服务业改善基础设施来改变这一形象。广州城市规划与研究中心副主任陈青(音译)说:“我们正在努力促使我们的城市更加节能。在过去,我们扩张得太快了。这是一个错误,现在我们正在努力纠正这一错误。”但是,考虑到珠江大厦的建造将耗费2.65万吨钢材以及4万多立方米混凝土,而且其主要承租商将是一家烟草公司,不是每个人都相信摩天大楼是实现城市环保目标的最佳途径。华南理工大学环境与能源实验室的孟庆林教授表示,城市规划设计者们正追逐着全球风尚,但对于低排放建筑物是否真的实至名归却并非真正关心。他说:“有一种误解,认为建筑物可以为自己产生足够的风能和太阳能。我们需要更深入地了解一下,在开发及实施这些节能技术时究竟会造成多少污染,耗费多少资源。”“他们称之为清洁能源,但往往只是将环保负担转移到了其他地方,转移到了开采硅原料的地方,转移到了生产涡轮机或者太阳能电池板的工厂去了。”