云端建造工廠、全生命周期碳排放管控平臺、智慧運維……在綠色技術助力下，位于廣州國際金融城東區的科創大廈（小班教學金融城綠色建筑示范項目）成為國內首座高度超過150米的“近零能耗”建筑。建筑實現綜合節能率61.00%、可再生能源利用率25.36%。目前該建筑已通過LEED金級預認證及綠建三星預評價，成為我國建筑領域落實碳達峰碳中和目標的示范案例。近日，該項目入選國家發展改革委公布的《綠色低碳先進技術示范項目清單（第一批）》。
一座超150米的“近零能耗”建筑，背后有著怎樣的綠色技術呢？近日，記者對此進行了采訪。
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筑全生命周期。這是我們設計這座建筑的瑜伽教室初衷。”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，建筑如何與氣候相適應呢？“傳統的超高層辦公樓通常采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，造成能源浪費共享空間。”廣東省裝配式建筑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說，“在設計中，我們根據廣州的氣候特點，采用冷巷、太陽能煙囪等被動式建筑設計，利用自然通風減少空調系統運行時間。”
設計團隊首次在超高層建筑中引入太陽能煙囪和冷巷設計。冷巷是指建筑排列組合形成的比較窄的巷道，或者是在建筑的一側留出的一條小廊道。風經過這里時風速會增大，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，并采用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，減少建筑能耗。”任顏鑫說，“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，科創大廈還采用了遮陽光伏一體化幕墻、建筑光伏發電系統等技術。
“項目創新應用了建筑光伏發電系統。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，外形與整體建筑外觀效果相結合。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。
科創大廈整個建筑的集成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，預計在全生命周期可減碳8700噸。
“集成太陽能光伏板不僅有效阻擋了直射陽光，還能將太陽能轉換交流為電能，為整個建筑提供動力。”李航宇說。
此外，大樓采用高效制冷機房、新風全熱回收、高效輸配系統和末端、高效智能照明等，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。
智能建造工藝
自動抓取鋼筋、混凝土振搗、外墻模板開合……在中建四局科創大廈封頂前的施工現場，8款智能機器人配合默契，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，正是得益于云端建造工廠。“云端建造工廠是我們自主研發的智能系統。這種智能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、項目經理張騰說。
云端建造工廠由支撐系統、智能裝備系統、智能控制系統、模板掛架系統四大系統組成，融合建筑機器人、智能感知、云計算等技術。“云個人空間端建造工廠通過集成通風降溫系統、機器人軌道系統，形成人機協同的類工廠講座化作業環境。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，云端建造工廠還布置了5G基站和分布式中繼路由，組建起高精度、低時延、全覆蓋通信網絡，實現了云端建造工廠的實時感知和智能管控。
走進科創大廈項目指揮中心，只見雙碳管控平臺的大屏幕上，實時顯示著木模板、鋼材等建筑垃圾的回收情況。該平臺可對建材生產階段、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。
張騰說：“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。這些措施有助于提高能源使用效率，減少溫室氣體排放，為‘雙碳’目標的實現作出了貢獻。”
