1、吳真真土木17-2巴林世貿中心巴林世貿中心風能與建筑一體化設計風能與建筑一體化設計01巴林世貿中心簡介巴林世貿中心怎么“抓住”風的02巴林世貿中心減低碳排放量的措施03其他轉換能源的建筑04結語05CONTENTS目目錄錄巴林世貿中心簡介巴林世貿中心簡介在波斯灣南部，卡塔爾和沙特阿拉伯之間的海域上，有一片陽光明媚且常年多風的群島，名叫巴林王國群島。這里是世界石油能源的核心之地，但此地引發全球關注的原因，卻不是燃燒消耗型的石油資源，而是一座史無前例的風力節能型摩天大樓巴林世貿中心。耗資3500萬巴林第納爾的巴林世貿中心正是全球第一座利用風能作為電力來源的摩天大樓。大廈于2008年4月完工，如今雄

2、踞巴林王國麥納麥市中心的中央商務區，由兩座傳統阿拉伯式“風塔”高樓組合而成，上尖下寬，如一對比翼的海帆，掣風展開，強健有力，傲岸于蔚藍色的阿拉伯灣。巴林世貿中心率先邁出了腳步，開始節能建筑的開發，這是人類建筑史上的一個重要里程碑，是地球可再生能源的一次成功的重大嘗試。建筑師設計理念建筑師設計理念對于Shaun Killa來說，巴林世貿中心是他實現夢想的第一步，也是最具發展意義的關鍵一步。現年44歲的奇拉在中東地區以設計摩天大樓聞名，作為全球第五大工程顧問公司阿特金斯（Atkins）的首席建筑設計師，他的夢想就是讓節能建筑成為世界主流。如今巴林世貿中心圓滿落成，投入使用，他信心倍增，他說：“將節

3、能環保技術融入現代建筑是最能激發我設計熱情的事業。我不是要把巴林世貿中心做成一個特例，而是要讓它成為一個概念的示范。”榮獲獎項榮獲獎項:1.2006阿聯酋綠葉獎頒發的大型規劃中技術使用最佳獎;2.阿拉伯建筑世界頒發的可持續設計獎。為什么要采用新能源為什么要采用新能源能源短缺和環境污染是人類長期面臨的兩大難題，開發以可再生能源為主的新能源、發展低碳經濟是解決這兩大難題的重要途徑，也是發展新興產業的突破口。 顧名思義，“能源”就是能量的源泉，粗略地說也可以是“動力”的源泉。 “新能源”是指太陽輻射能、風能、生物質能、水能、地熱能、海洋能等可再生能源，也包括核能、氫能、海冰（天然氣水合物）等人類新近

4、開發的能源。一般的煤炭、石油、天然氣等被認為是傳統的能源。 廣義而言，太陽能、風能、生物質能、水力能、海洋能是由太陽、地球、月亮等天體的運動所產生的，是可不斷再生的，因此被稱為可再生能源（Renewable Energy）。電能、氫能等是用煤炭、石油、天然氣等一次能源轉化而來的，常被稱為二次能源。風力發電的優勢風力發電的優勢 一般情況下，風力達到3級就具備利用價值了，當風速大于每秒4米即可用于發電。據測算，一臺55千瓦的風力發電機組，當風速每秒為9.5米時，機組的輸出功率為55千瓦；當風速每秒8米時，功率為38千瓦；風速每秒為6米時，功率降至16千瓦；而風速為每秒5米時，則只有9.5千瓦，降幅

5、相當明顯。風愈大，經濟效益愈大。這就是為什么大型的風力發電廠不是建在天風行走的空曠高原，就是建在渺無人煙的遠塞風谷的原因。巴林世貿中心安裝風力發電機時遇到的問題巴林世貿中心安裝風力發電機時遇到的問題首先是雙塔之間的風力發電機葉輪設計遭遇挑戰。一般風力發電廠的葉輪都是安置在直桿上，便于葉輪持續保持迎風狀態，旋轉面也可隨風向的偏轉進行適時轉向。而奇拉的設計采用橫梁托載方式，將旋轉葉輪固定在水平位置上，固定之后便不能再動，旋轉面自然也就休想隨風調節方向。不能隨風調節，也就意味著不能保證足夠時長的正面迎風狀態，相應的電能產量也會降低。巴林世貿中心安裝風力發電機時遇到的問題巴林世貿中心安裝風力發電機時遇

6、到的問題其次是奇拉在設計中將三個風力葉輪從50層樓的高空依次擺放，三個風力葉輪的位置處于不同的水平面上。這種設計保證了世貿中心的建筑整體感，避免雙塔之間過于空洞，失卻美感，但三個風力葉輪卻因此要分別面對不同高度氣流的風力。要知道，風速隨海拔高度逐漸增強，位置越高的葉輪旋轉理論上的運轉速度越快。這對于建造廠商來說是無法接受的，因為三個風力葉輪必須保持同一標準的旋轉速度，否則高層旋轉速度越快的葉輪耗損速度也越快。巴林世貿中心怎么巴林世貿中心怎么“抓住抓住”風的風的首先是引入坡面流線型的三角大樓設計，這樣可以利用氣流原理，將更多高處的氣流引導向低處，同時降低高位風力機的御風強度，且將更多的風力傳輸給

7、低位的風力機使用。經過精確的計算和氣流模擬，這套設計最終可以確保三座風力機保持大體相同的運轉速度，制造的電能也保持在同一標準內。其次，在這個基礎上，奇拉還要尋找解決風向問題的方案。因為風力決定發電量，風力機若無法保持足夠時長的正面風力，便無法保證足夠的發電量供大廈使用。在動力學工程師的幫助下，奇拉精確地模擬了氣流在雙塔之間的流程，驚喜地發現氣流通過擠壓之后，流向風力機的時候，風速竟然可以提高20%。更令人驚訝的是奇拉的坡面流線型樓體設計帶來的捕風效果，即便是遇到45度斜角度吹來的風，氣流一旦與樓體相撞，路線也會變成S型，灌入雙塔之間，對風力機形成正面的氣流沖擊，讓葉輪保持旋轉速度。發電風車的工

8、作原理發電風車的工作原理這三臺發電風車滿負荷時的轉子速度為每分鐘38轉，通過安置在引擎艙的一系列變速箱，讓發電機可以每分鐘1500轉的轉速運行發電。在風力強勁，或需要轉入停頓狀態時，翼片的頂端便會向外推出，增加轉子的總力矩，從而達到減速的目的。這三座風機能承受的最大風速是80米/秒，且可經受住4級颶風(風速每秒69米以上)。風帆一樣的樓體形成兩座樓之前的海風對流，從而加快了風速。據了解，這三臺發電風車每年約能提供1200兆瓦時(120萬度)的電力，大約相當于300個家庭的用電量，可支持大樓所需用電的11%-15%。巴林世貿中心降低碳排放量的措施巴林世貿中心降低碳排放量的措施在室外環境和空調房間

9、之間設置了緩沖空間，例如在大廳的上方和南側設置了停車甲板，以此來降低空氣濕度并減少空氣對流傳熱；玻璃幕墻外設置了尺寸比例恰當的遮掩設施；采用雙重排水系統，將污水和廢水分開排放，并將安裝中利用系統巴林世貿中心降低碳排放量的措施巴林世貿中心降低碳排放量的措施在沒有遮陽設施的外表皮上則使用了低遮陽系數的高性能太陽能玻璃，以此將太陽能熱量的獲得降至最低；氣密性高，可開啟的窗戶有利于冬季保溫；節水廁所巴林世貿中心降低碳排放量的措施巴林世貿中心降低碳排放量的措施不透明的建筑構件采用性能較好的熱絕緣材料；建筑內部采用較厚的穿孔混凝土樓板，穿孔內鋪設冷水降溫系統，劈開空調用電高峰期；采用節能、高效、高效率的熒

10、光燈具，并實行分區控制；巴林世貿中心降低碳排放量的措施巴林世貿中心降低碳排放量的措施入口處設置水池，對進入建筑內部空間的空氣進行降溫；大面積的景觀綠化降低場地的日光反射，產生氧氣，并為停車場提供遮陽；太陽能路燈。其他轉化能源的建筑其他轉化能源的建筑-雅加達大廈雅加達大廈美國建筑事務所SOM公司公布了其將在印尼首都雅加達建造的摩天大樓方案。此次設計的摩天大樓高達500多米，并且能夠通過位于頂端的開口進行風能發電。這個將近530米高的摩天大樓是為印尼國家石油設計的能源塔，建成后將是當下印尼最高建筑Wisma46的兩倍高，同時能源塔的另一大特色就是可以通過氣流的變化進行風能發電。能源塔外層漆上了釉面

11、，并且在逐漸上升的同時進行了錐形設計，最上方的開口處即是一個供風源進入的漏斗形設計。彎曲的外表面設計是對太陽光線的一種模仿，在獲取自然光線的同時不用重復考慮太陽能熱量吸收的問題。天使一號廣場天使一號廣場了解，這座大樓的能源來自于低碳的熱電聯產系統，由本地“高品農場”生產的油菜籽作為生物燃料，為熱電聯合發電站供能，剩余的莊稼外殼會回收成為農場動物們的“盤中餐”。多余的能量則會供應給電網，或是應用在其它的NOMA開發項目(由高品集團發起的英國最大的地區改造項目)中。剩余廢棄的能量則會輸送給一臺吸收式制冷機，用來給建筑物制冷。水晶大樓水晶大樓水晶大樓是一座“全電式”的智能建筑，采用了以太陽能和地源熱

12、泵提供能源的創新技術，大樓內無需燃燒任何礦物燃料，產生的電能也可存儲在電池中。此外，水晶大樓還融合了可將雨水轉化為飲用水的雨水收集系統、黑水(廁所污水)處理系統、太陽能加熱和新型樓宇管理系統，使得大樓可自動控制并管理能源。這里也設有電動汽車充電站，且是倫敦電動汽車充電網絡項目“Source London”的一部分。美國銀行大廈美國銀行大廈這棟大樓最受矚目的應是環保技術的應用實現。據了解，它可以極大限度地重復使用廢水和雨水，每年可節省百萬加侖的純水消耗。大樓的晶面幕墻還可高效利用太陽能，且可捕捉到光照角度的改變，高性能的全玻璃外墻同時保證了日光利用的最大化。值得一提的是，這座大廈還有一座4.6兆

13、瓦的天然氣發電廠，配合儲冰系統，高峰時期可為大廈減少30%的用電需求。此外，它還配有通頂的玻幕墻、高級地下空氣循環系統等環保裝置，可謂是美國目前最環保的建筑了!上海中心大廈上海中心大廈上海中心大廈以632米的高度也將成為世界第二高樓。除了它“高大英俊”的外表，最受矚目的還有它自身應用的多項可持續發展技術，技術領域涉及了照明、采暖、制冷、發電以及可再生能源領域。據預測，這些節能技術每年將為大廈減少碳排放2.5萬噸。大樓外部的造型呈旋轉式，不對稱的外部對立面可降低大廈24%的風荷載(空氣流動對工程結構所產生的壓力)。呈漏斗狀的螺旋頂端還可將雨水收集，導入水箱，供大樓使用。萬科中心萬科中心據了解，這套系統可根據太陽的高度以及室內的照度自動調節這些會“呼吸”的穿孔透光板，從而達到理想的遮陽效果。在中國來講，也是首次將這種新型外遮陽系統應用于大型辦公樓宇。建筑內部采用了全面的雨水回收系統，可以將屋面和露天雨水收集處理后蓄積在水景池內進而回用于草地綠化。此外，該項目還將所產生的污水全部回收，通過