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低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式，是人類社會繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進(jìn)步。低碳經(jīng)濟(jì)實(shí)質(zhì)是能源高效利用、清潔能源開發(fā)、追求綠色GDP的問題，核心是能源技術(shù)和減排技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度創(chuàng)新以及人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變［1］。在“低碳經(jīng)濟(jì)”提出背景下，“碳足跡”、“低碳經(jīng)濟(jì)”、“低碳技術(shù)”、“低碳發(fā)展”、“低碳生活方式”、“低碳社會”、“低碳城市”、“低碳世界”等一系列新概念、新政策應(yīng)運(yùn)而生。高層建筑作為城市中耗能最高的建筑個體，在“低碳”及“節(jié)能”的設(shè)計(jì)手法上具有廣闊的發(fā)展空間［1］。

1廣州珠江大廈概述

現(xiàn)代高層建筑常常被視為一個城市財富和地位的象征，雖然各國之間最高大廈的競爭一直沒有停止過，但現(xiàn)在又加進(jìn)了新的內(nèi)容———挑戰(zhàn)最節(jié)能大廈。珠江大廈作為全球首個零能耗的超高層，盡管2010年才是它完整現(xiàn)身廣州的時間，但其可持續(xù)發(fā)展的獨(dú)特的設(shè)計(jì)思想已經(jīng)引起了全世界非常多人的關(guān)注。71層的珠江大廈代表了未來超高層企業(yè)總部建設(shè)的趨勢，這是一座標(biāo)志性的高效建筑物，設(shè)計(jì)過程與環(huán)境實(shí)現(xiàn)了高度的和諧，產(chǎn)生的能源與其能耗基本持平。與SOM其他那些深刻影響當(dāng)代的建筑成就相比，這座大廈更具令人感動之處(圖1)．這是因?yàn)樵诓蝗缛艘獾闹袊康禺a(chǎn)中，我們面對的現(xiàn)狀是:建造和使用建筑所消耗的能源占社會總能耗的46%．對于中國這個能耗大、資源相對缺乏的國家而言，節(jié)能及可持續(xù)發(fā)展的思想顯得尤為迫切與重要。實(shí)現(xiàn)完全零耗能的珠江大廈并不是建筑師或地產(chǎn)商嘩眾取寵的項(xiàng)目，而是真正成為了中國節(jié)能戰(zhàn)略的一個重要環(huán)節(jié)，更多人將欣賞到它在降低建筑能耗、發(fā)展綠色建筑方面的里程碑意義。本文將針對珠江大廈的節(jié)能設(shè)計(jì)理念進(jìn)行解析，希望為今后更多的綠色界節(jié)能高層建筑提供參考。

2造型藝術(shù)與節(jié)能創(chuàng)作的有效結(jié)合

從建筑形式直至選址，這座309米高塔樓設(shè)計(jì)的各個方面都對風(fēng)能和太陽能進(jìn)行了充分利用。大廈的獨(dú)特的曲線型外觀是在考慮了廣州本地的天氣和復(fù)雜且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)能系統(tǒng)的基礎(chǔ)上形成的。大廈的朝向與形態(tài)完全契合廣州本地四季的主要風(fēng)向，當(dāng)建筑物與風(fēng)向形成最佳角度時，不僅能確保風(fēng)力渦輪系統(tǒng)獲得最多的風(fēng)能，也能減輕風(fēng)力對建筑結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響(見圖2)．

通過兩層高的天橋相連接，且其下部可通車，緩解了高層四周的交通壓力。裙房有三層并在底層架空形成開放式，不僅對底層人形成開闊的視野，也有利于通風(fēng)。裙房的屋面與天橋的屋面均做了屋頂綠化(圖4)，保護(hù)了屋頂維護(hù)結(jié)構(gòu)，也有利于保溫隔熱，進(jìn)一步減少屋頂?shù)哪茉吹膿p耗。

3能源利用分析

根據(jù)凈消耗能源為零的模型，珠江大廈的設(shè)計(jì)大大地減少了建筑對城市基礎(chǔ)設(shè)施的依賴。大廈的設(shè)計(jì)將最大程度地利用周圍的能源，大廈的整體形式是基于海綿理論，即吸收和利用周圍的能源，而不是使其流失。大廈將利用太陽的輻射和風(fēng)能，減少對人工能源的依賴。實(shí)際上，這也是風(fēng)力渦輪機(jī)第一次真正被安裝到建筑體上。珠江大廈盡可能使用自然光照、減少空調(diào)區(qū)域的陽光吸收、回收雨水以及利用太陽能提供熱水等措施都降低了能耗。堆疊的通風(fēng)口、反射性板材降溫、沉箱熱槽等設(shè)備用來降低建筑的溫度。電流則由立面上的太陽能收集器來產(chǎn)生(見圖5)．

3．1珠江大廈中太陽能的利用

利用太陽能是這棟大廈降低能耗的一個重要方面，它也是大眾非常熟悉的一種獲取能量的途徑，都市生活里到處可見。而珠江大廈的建筑表面是一種更為優(yōu)化的設(shè)計(jì)，大部分的雙幕墻中設(shè)置了內(nèi)部遮光裝置接收光電池的能源，即收集太陽輻射再轉(zhuǎn)化為能量。同時，這樣的表面覆蓋也實(shí)現(xiàn)了最大限度利用自然光，在室內(nèi)采光方面有著非常顯著的節(jié)能作用。在大廈內(nèi)部形態(tài)多樣的節(jié)能設(shè)計(jì)中，還不得不說優(yōu)于空氣冷卻效果的水冷卻系統(tǒng)，冷水管被設(shè)置在天花板的部位，這對降低層高、增加使用面積也產(chǎn)生直接影響。

3．2珠江大廈中風(fēng)能的利用

珠江大廈中最吸引眼球的節(jié)能技術(shù)則是首次被實(shí)際使用的風(fēng)力渦輪機(jī)(WindTubines)系統(tǒng)。人們都很清楚，在超高層建筑規(guī)劃中，設(shè)計(jì)師必須非常小心地應(yīng)對風(fēng)力對于建筑物的影響。珠江大廈的建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)以風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)正是極為安全地利用了風(fēng)力，掌控到如何捕捉風(fēng)、并為大廈提供高效能源。這種節(jié)能創(chuàng)新設(shè)計(jì)是在建筑體上設(shè)置多個風(fēng)力渦輪機(jī)開口，這種的獨(dú)特建筑造型可將風(fēng)引至設(shè)備層的一對開口處，確保風(fēng)將從開口進(jìn)入大廈的管道系統(tǒng)、被提速近三倍，然后被轉(zhuǎn)換為能量，分別用于辦公大樓內(nèi)部的熱能、通風(fēng)、除濕和溫度調(diào)節(jié)等方面的能量需求。另外，那些流通過后的空氣還有任務(wù)，它們將負(fù)責(zé)加熱沿途經(jīng)過的上層地面，當(dāng)然，路線是被精心設(shè)計(jì)過的。這些建筑體上的開口使風(fēng)穿越大廈而過，避免了直接對外墻施壓，減輕了結(jié)構(gòu)負(fù)載。這種設(shè)計(jì)緩解了迎風(fēng)面承受的壓力，并減小了建筑物背面破壞性的負(fù)壓。這對開口還減少了風(fēng)力對建筑表面的壓力，建筑相對面上可能造成破壞的壓力也因此而減輕，建筑會更加穩(wěn)固更加舒適。

3．3珠江大廈中的其他技術(shù)

珠江大廈的每一個設(shè)計(jì)特點(diǎn)都是創(chuàng)新想法的體現(xiàn)。其建筑室內(nèi)由流經(jīng)天花板內(nèi)金屬板的冷凍水進(jìn)行冷卻，代替流經(jīng)管道的空氣冷卻。由于水比空氣制冷更有效率，采用這種方式將極大降低能源消耗，并允許層高從常規(guī)的4．2m降低到3．9m，在同樣高度限制的條件下這樣就增加了150000平方英尺的面積。通過這樣的方式極大節(jié)約了設(shè)備的數(shù)量和尺寸。此外，雨水將被收集起來，用于大廈的取暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)，而大廈結(jié)構(gòu)則通過豎管通風(fēng)、輻射樓板降溫和沉井熱換的方式散熱(見圖6)．

4可持續(xù)理念的體現(xiàn)

當(dāng)前節(jié)能、對環(huán)境友好的可持續(xù)設(shè)計(jì)已然成為建筑設(shè)計(jì)的潮流。在目前所有設(shè)計(jì)的建筑中，SOM將推廣可持續(xù)性建筑視為己任，把各種節(jié)能環(huán)保技術(shù)融入設(shè)計(jì)。“社會責(zé)任是建筑設(shè)計(jì)師的第一要義”。建筑師SilasChiow強(qiáng)調(diào)，作為專業(yè)人士，SOM的建筑師不應(yīng)僅僅停留于建筑設(shè)計(jì)以滿足功能化需求的層面，更重要的是懷揣社會責(zé)任感，關(guān)注當(dāng)?shù)亍⑺趪踔琳麄€地球的生態(tài)環(huán)境，并憑借自己的專業(yè)知識和理念回饋社會。目前中國正面臨城市化高速發(fā)展，每年有20億m2新建筑建成，建筑過程和使用消耗的能源正與日俱增。可持續(xù)發(fā)展不應(yīng)該僅作為一種口號，而更應(yīng)該是一種實(shí)際行動。在珠江大廈中所包含的可持續(xù)理念。不僅僅考慮建筑本身是否環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展，還關(guān)注諸如材料的生產(chǎn)運(yùn)輸給社會和環(huán)境帶來的能耗。比如珠江大廈要考慮選擇一種建材，南京和廣州都有生產(chǎn)廠商。在同等質(zhì)量，同樣能滿足需求的前提下，SOM會采用來自廣州的產(chǎn)品。因?yàn)楸仨氝€把建筑材料在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的資源消耗考慮在內(nèi)。珠江大廈的節(jié)能設(shè)計(jì)成為改善建筑周邊的環(huán)境、提升建筑本身的價值典范，推動建筑的可持續(xù)發(fā)展。面對各界對于在珠江大廈中所使用的可持續(xù)建筑成本的關(guān)注，在SilasChiow看來，任何新技術(shù)、新產(chǎn)品在推廣之初鑒于前期研發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模的原因，價格都會比較高，但可持續(xù)技術(shù)是今后建筑的發(fā)展方向。隨著建筑可持續(xù)技術(shù)、設(shè)備產(chǎn)品的推廣、普及，尤其在中國政府的推動下，可持續(xù)技術(shù)將日趨平民化。正如在珠江大廈中首次使用的風(fēng)力渦輪機(jī)(WindTubines)系統(tǒng)及其它高技一樣，雖然現(xiàn)階段看其成本相當(dāng)?shù)陌嘿F，但是由于這些技術(shù)與設(shè)計(jì)的可持續(xù)性會使建筑在未來的建筑領(lǐng)域占有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，那就是節(jié)約能源，其零能耗的設(shè)計(jì)與實(shí)施將成為為當(dāng)今及未來高層建筑中的典范［2，4］。

5結(jié)語

中國是世界上最大的建筑市場之一，也是世界上碳排放量最多的國家之一。中國社會科學(xué)院2009年6月在北京的《城市藍(lán)皮書》指出:中國城市發(fā)展報告(NO．2)》指出，在全球氣候變化的大背景下，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)正在成為各級部門決策者的共識。節(jié)能減排，促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，既是救治全球氣候變暖的關(guān)鍵性方案，也是踐行科學(xué)發(fā)展觀的重要手段。由此可以推斷建筑節(jié)能應(yīng)該是未來高層建筑發(fā)展的主要方向，珠江大廈的設(shè)計(jì)為我們提供了一個優(yōu)秀的示范，值得大家學(xué)習(xí)和借鑒，另包括建筑風(fēng)能、太陽能在內(nèi)的眾多可持續(xù)建筑技術(shù)和設(shè)備不斷引入，低碳建筑的建造具有漫長的發(fā)展道路，建筑師以低碳、節(jié)能為核心設(shè)計(jì)觀才能夠設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的高層建筑作品，推動中國的建筑走向可持續(xù)發(fā)展之路。