绿色技术打造的“近零能耗”高楼

本文转自：科技日报

科创大厦：

绿色技术打造的“近零能耗”高楼

图为位于广州国际金融城东区的科创大厦（效果图）。 受访单位供图

◎本报记者 叶 青 通讯员 张 琦 黄广圣

云端建造工厂、全生命周期碳排放管控平台、智慧运维……在绿色技术助力下，位于广州国际金融城东区的科创大厦（金融城绿色建筑示范项目）成为国内首座高度超过150米的“近零能耗”建筑。建筑实现综合节能率61.00%、可再生能源利用率25.36%。目前该建筑已通过LEED金级预认证及绿建三星预评价，成为我国建筑领域落实碳达峰碳中和目标的示范案例。近日，该项目入选国家发展改革委公布的《绿色低碳先进技术示范项目清单（第一批）》。

一座超150米的“近零能耗”建筑，背后有着怎样的绿色技术呢？近日，记者对此进行了采访。

绿色设计理念

“项目全面贯彻‘低碳、绿色、人文’的发展理念，将绿色理念和节能举措贯穿建筑全生命周期。这是我们设计这座建筑的初衷。”中建四局EPC设计院党委书记、院长刘会玲介绍。

广州冬暖夏热，炎热潮湿，建筑如何与气候相适应呢？“传统的超高层办公楼通常采用全封闭式幕墙结构，几乎隔绝了与外界的自然通风。因此在过渡季节，即使外部气候条件适宜，也不得不依赖空调系统进行通风，造成能源浪费。”广东省装配式建筑与绿色建材专家委员会副主任、中建四局EPC设计院总工办公室主任任颜鑫说，“在设计中，我们根据广州的气候特点，采用冷巷、太阳能烟囱等被动式建筑设计，利用自然通风减少空调系统运行时间。”

设计团队首次在超高层建筑中引入太阳能烟囱和冷巷设计。冷巷是指建筑排列组合形成的比较窄的巷道，或者是在建筑的一侧留出的一条小廊道。风经过这里时风速会增大，风压会降低，与冷巷接通的各房间，较热的空气会被带出，较冷的空气会进入补充，从而达到通风效果。

“我们在裙楼设置了南北贯穿式冷巷，并采用1—7层通高的设计，顶部设置可开启天窗；同时，我们在塔楼北侧设置了太阳能烟囱，东南西三侧设置可调节启闭的地面通风器。这种设计可充分增加过渡季节办公区域的自然通风，有效带走室内的热空气和湿气，减少建筑能耗。”任颜鑫说，“我们希望通过前端设计一系列被动式和主动式的节能减排措施，实现绿色低碳目标。”

广州地区夏季时间长，科创大厦还采用了遮阳光伏一体化幕墙、建筑光伏发电系统等技术。

“项目创新应用了建筑光伏发电系统。这个光伏系统设置在塔楼屋顶、幕墙横向装饰翼以及裙楼屋顶上，外形与整体建筑外观效果相结合。它在起到遮阳装饰效果的同时，最大化开发可再生能源。”中建四局科创大厦项目设计管理部经理李航宇介绍。

科创大厦整个建筑的集成太阳能光伏板使用面积超过7800平方米，每年的发电量可达到65万度，一年的减碳量就可以达到350吨。按照光伏板25年的使用寿命来计算，预计在全生命周期可减碳8700吨。

“集成太阳能光伏板不仅有效阻挡了直射阳光，还能将太阳能转换为电能，为整个建筑提供动力。”李航宇说。

此外，大楼采用高效制冷机房、新风全热回收、高效输配系统和末端、高效智能照明等，最大程度降低能源消耗。目前，科创大厦塔楼高区大部分区域光照可达到每天8小时以上，配合照明日光感应控制，大大降低了照明能耗。

智能建造工艺

自动抓取钢筋、混凝土振捣、外墙模板开合……在中建四局科创大厦封顶前的施工现场，8款智能机器人配合默契，协同作业。更为有趣的是，一旁监工的“巡检员”也是机器人。

这充满科技感的一幕，正是得益于云端建造工厂。“云端建造工厂是我们自主研发的智能系统。这种智能化的施工方式不仅提高了建设速度，实现了核心筒的建造速度从传统的7天一层提高到4天一层，还减少了施工过程中的能耗和排放。”中建四局城市发展投资有限公司副总经理、项目经理张腾说。

云端建造工厂由支撑系统、智能装备系统、智能控制系统、模板挂架系统四大系统组成，融合建筑机器人、智能感知、云计算等技术。“云端建造工厂通过集成通风降温系统、机器人轨道系统，形成人机协同的类工厂化作业环境。这样既为工人创造了一个安全舒适的作业环境，又加快了项目整体建设速度。”张腾表示。

同时，云端建造工厂还布置了5G基站和分布式中继路由，组建起高精度、低时延、全覆盖通信网络，实现了云端建造工厂的实时感知和智能管控。

走进科创大厦项目指挥中心，只见双碳管控平台的大屏幕上，实时显示着木模板、钢材等建筑垃圾的回收情况。该平台可对建材生产阶段、建材运输阶段、施工阶段的碳排放，进行分时、分区、分类的同步实时预测及动态监测。

从2022年4月正式奠基开工至今，科创大厦项目累计碳排放量39172吨，累计减碳6550吨。

张腾说：“科创大厦的建设将数字智慧建造贯穿于设计、施工与运维全过程，实现了近零能耗的施工和运营。这些措施有助于提高能源使用效率，减少温室气体排放，为‘双碳’目标的实现作出了贡献。”