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超高层建筑如何降能耗?

2022-08-11 10:36来源:中国能源报作者:张胜杰关键词:双碳碳排放可再生能源收藏点赞

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国家发改委近期在《“十四五”新型城镇化实施方案》中明确提出,要严格限制新建超高层建筑,不得新建500米以上的建筑,对新建250米以上的建筑,也要进行严格限制。

有专家表示,超高层建筑在集约利用土地资源、推动建筑工程技术进步、促进城市经济社会发展等方面发挥了积极作用,但能耗也相对较高。“双碳”目标下,超高层建筑该如何降低能耗?

易产生“高碳锁定”效应

超高建筑曾一度被视为评判城市经济发展的重要标志之一,曾在我国引起超高建筑建设热潮。“楼层过高会产生‘高碳锁定’效应,高楼需要更多高能耗的原材料进行建设,也需要大量的能耗保障运行。”中国社会科学院学部委员、北京工业大学生态文明研究院院长潘家华说。

潘家华举例称:“比如迪拜哈利法塔的游泳池在第76层,把水从地面提升至第76层要消耗很多能源,这个楼共有50多部电梯,也不是小规模能源供给能够保障的。”

中规院(北京)规划设计有限公司高级规划师李昊也认为,对于体量巨大的高层、超高层建筑来说,通风系统、垂直升降、给排水和强弱电系统等每天都需要消耗大量能源。有研究显示,一栋摩天大楼每平方米每年耗电量达139千瓦时,能耗远高于其他建筑。

增加可再生能源使用

业内专家表示,超高层可以因地制宜增加可再生能源的应用。

北京城奥置业有限公司副总经理秦卫中告诉记者:“对于超高层建筑来说,除了在屋顶设置光伏板系统以外,还可以在幕墙上集成太阳能板,为大楼提供绿电。”

秦卫中具体分析称,超高层建筑的特点决定了其建筑外墙是与太阳光接触面最大的外表面,如果能合理的利用幕墙构造,将光伏系统置于外墙上或将光伏板直接集成到玻璃幕墙上,可以有效降低墙体温度,从而降低建筑物室内空调的冷负荷。

中国地调局浅层地温能研究与推广中心主任李宁波建议:“还可以考虑在建筑旁边的绿地、停车场、裙楼等地方,开发中深层地热,建设地源热泵系统,为大楼提供热水和供暖服务。”

加强在线监测

对于高层建筑在运行过程中存在的能源浪费问题,中国建筑设计研究院工程院工程咨询研究中心主任何海亮认为:“通过能源管控平台及其在线监测系统,可以对各类能耗数据进行横向、纵向对比分析,从而给出更加符合实际的能耗需求运行方案,同时结合自动控制系统,实现降低运行能耗的目标。”

以北京中信大厦为例,记者在大厦智慧中心看到,通过能源管理系统,可以实时可对楼宇里的能源运行情况进行检测。中信和业投资有限公司首席机电总监聂美清介绍,全楼共有23个变配电室,全大厦有139部电梯、212台空调机组、近6000台风机及6万余个LED照明灯具。2021年,大厦通过了三星级绿色建筑运行标识认证,成为国内为数不多通过该认证的超高层建筑之一。

聂美清告诉记者,大厦的能源管理系统可以根据机电系统的特点,定制开发能耗评估体系,对能耗、运行策略、设备故障、环境舒适度、节能效果进行评估、诊断和验证。该项目能源管理主管李嘉琦告诉记者,仅针对空调、照明、电梯等重点用能部位的精准节能,2021年就间接降低碳排放近3200吨。

中国国际贸易中心也在积极探索节能环保、智慧化运维。如它在大楼里搭建了综合能耗管控平台,通过智能化的平台,可以实现自来水、电、蒸汽、热力、燃气、中水等多类型的能耗管理。

“现在,越来越多的高层建筑在大楼内安装了智慧能源管理系统,相当于给大楼配置了一个聪明的大脑来管理能源。”沈阳建筑大学建筑与规划学院副院长李辰琦教授说,它不仅可以实现建筑节能,还可以将设备故障第一时间反馈到控制中心,为建筑用能安全提供了有效保障。另外,系统还能够计算出建筑的碳排放数据,为碳交易提供参考。


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