綠色技術打造的“近零能耗”高樓

雲端建造工廠、全生命週期碳排放管控平臺、智慧運維……在綠色技術助力下，位於廣州國際金融城東區的科創大廈（金融城綠色建築示範項目）成為國內首座高度超過150米的“近零能耗”建築。建築實現綜合節能率61.00%、可再生能源利用率25.36%。目前該建築已通過LEED金級預認證及綠建三星預評價，成為我國建築領域落實碳達峰碳中和目標的示範案例。近日，該項目入選國家發展改革委公佈的《綠色低碳先進技術示範項目清單（第一批）》。

一座超150米的“近零能耗”建築，背後有著怎樣的綠色技術呢？近日，記者對此進行了採訪。

綠色設計理念

“項目全面貫徹‘低碳、綠色、人文’的發展理念，將綠色理念和節能舉措貫穿建築全生命週期。這是我們設計這座建築的初衷。”中建四局EPC設計院黨委書記、院長劉會玲介紹。

廣州冬暖夏熱，炎熱潮濕，建築如何與氣候相適應呢？“傳統的超高層辦公樓通常採用全封閉式幕墻結構，幾乎隔絕了與外界的自然通風。因此在過渡季節，即使外部氣候條件適宜，也不得不依賴空調系統進行通風，造成能源浪費。”廣東省裝配式建築與綠色建材專家委員會副主任、中建四局EPC設計院總工辦公室主任任顏鑫説，“在設計中，我們根據廣州的氣候特點，採用冷巷、太陽能煙囪等被動式建築設計，利用自然通風減少空調系統運作時間。”

設計團隊首次在超高層建築中引入太陽能煙囪和冷巷設計。冷巷是指建築排列組合形成的比較窄的巷道，或者是在建築的一側留出的一條小廊道。風經過這裡時風速會增大，風壓會降低，與冷巷接通的各房間，較熱的空氣會被帶出，較冷的空氣會進入補充，從而達到通風效果。

“我們在裙樓設置了南北貫穿式冷巷，並採用1—7層通高的設計，頂部設置可開啟天窗；同時，我們在塔樓北側設置了太陽能煙囪，東南西三側設置可調節啟閉的地面通風器。這種設計可充分增加過渡季節辦公區域的自然通風，有效帶走室內的熱空氣和濕氣，減少建築能耗。”任顏鑫説，“我們希望通過前端設計一系列被動式和主動式的節能減排措施，實現綠色低碳目標。”

廣州地區夏季時間長，科創大廈還採用了遮陽光伏一體化幕墻、建築光伏發電系統等技術。

“項目創新應用了建築光伏發電系統。這個光伏系統設置在塔樓屋頂、幕墻橫向裝飾翼以及裙樓屋頂上，外形與整體建築外觀效果相結合。它在起到遮陽裝飾效果的同時，最大化開發可再生能源。”中建四局科創大廈項目設計管理部經理李航宇介紹。

科創大廈整個建築的整合太陽能光伏板使用面積超過7800平方米，每年的發電量可達到65萬度，一年的減碳量就可以達到350噸。按照光伏板25年的使用壽命來計算，預計在全生命週期可減碳8700噸。

“整合太陽能光伏板不僅有效阻擋了直射陽光，還能將太陽能轉換為電能，為整個建築提供動力。”李航宇説。

此外，大樓採用高效製冷機房、新風全熱回收、高效輸配系統和末端、高效智慧照明等，最大程度降低能源消耗。目前，科創大廈塔樓高區大部分區域光照可達到每天8小時以上，配合照明日光感應控制，大大降低了照明能耗。

智慧建造工藝

自動抓取鋼筋、混凝土振搗、外墻模板開闔……在中建四局科創大廈封頂前的施工現場，8款智慧機器人配合默契，協同作業。更為有趣的是，一旁監工的“巡檢員”也是機器人。

這充滿科技感的一幕，正是得益於雲端建造工廠。“雲端建造工廠是我們自主研發的智慧系統。這種智慧化的施工方式不僅提高了建設速度，實現了核心筒的建造速度從傳統的7天一層提高到4天一層，還減少了施工過程中的能耗和排放。”中建四局城市發展投資有限公司副總經理、項目經理張騰説。

雲端建造工廠由支撐系統、智慧裝備系統、智慧控制系統、模板挂架系統四大系統組成，融合建築機器人、智慧感知、雲計算等技術。“雲端建造工廠通過整合通風降溫系統、機器人軌道系統，形成人機協同的類工廠化作業環境。這樣既為工人創造了一個安全舒適的作業環境，又加快了項目整體建設速度。”張騰表示。

同時，雲端建造工廠還佈置了5G基站和分佈式中繼路由，組建起高精度、低時延、全覆蓋通信網路，實現了雲端建造工廠的實時感知和智慧管控。

走進科創大廈項目指揮中心，只見雙碳管控平臺的大螢幕上，實時顯示著木模板、鋼材等建築垃圾的回收情況。該平臺可對建材生産階段、建材運輸階段、施工階段的碳排放，進行分時、分區、分類的同步實時預測及動態監測。

從2022年4月正式奠基開工至今，科創大廈項目累計碳排放量39172噸，累計減碳6550噸。

張騰説：“科創大廈的建設將數字智慧建造貫穿于設計、施工與運維全過程，實現了近零能耗的施工和運營。這些措施有助於提高能源使用效率，減少溫室氣體排放，為‘雙碳’目標的實現作出了貢獻。”