超高層機(jī)電技術(shù)在深圳平安金融中心的運(yùn)用
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方耿華
(深圳平安金融中心建設(shè)發(fā)展有限公司，廣東省深圳市 518048)
摘 要：超高層建筑除了有高度高的共性之外，結(jié)構(gòu)形式、機(jī)電節(jié)能新技術(shù)引入也是其共同建筑特征．深圳平安金融中心作為目前深圳的第一高樓及未來(lái)的新地標(biāo)建筑，在節(jié)能、智能化技術(shù)引入方面先進(jìn)性自然有很多可圈可點(diǎn)之處，現(xiàn)根據(jù)超高層機(jī)電技術(shù)亮點(diǎn)結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)談?wù)剻C(jī)電技術(shù)在深圳平安金融中心項(xiàng)目的運(yùn)用，并結(jié)合相應(yīng)的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞：超高層建筑；節(jié)能技術(shù)；投資回收；再生能源：智能視頻停車(chē)，；機(jī)電系統(tǒng)；平安金融中心；智能派梯系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：TU976 doi: 10. 3969／j.issn. 1003 - 8493. 2016. 04. 010
0 引言
作為城市的地標(biāo)名片，超高層建筑對(duì)于高度只能用“沒(méi)有最高，只有更高”來(lái)形容，如當(dāng)下在建有影響力的上海中心大廈(632 m)、廣州周大福中心（東塔530 m），天津117大廈(597 m)等摩天大樓，都是具備有代表性的城市建筑。通過(guò)技術(shù)觀摩、工作互訪交流，筆者了解到這些建筑在其建筑構(gòu)形和裝修檔次上固然存在差別，但對(duì)于超高層建筑復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)
的新技術(shù)引入設(shè)計(jì)確有相通之處，在招商引租、城市宣傳方面，大樓機(jī)電系統(tǒng)的“節(jié)能、智能化、人性化”技術(shù)亮點(diǎn)也是其重要的宣傳賣(mài)點(diǎn)，下面通過(guò)即將落成的深圳平安金融中心項(xiàng)目，在超高層建筑機(jī)電技術(shù)亮點(diǎn)的運(yùn)用方面作拋磚引玉的闡述。
深圳平安金融中心為位于深圳市福田區(qū)CBD區(qū)新建的超甲級(jí)寫(xiě)字樓，也是中國(guó)平安保險(xiǎn)（集團(tuán)）股份有限公司總部辦公大樓，為深圳市在建第一高樓，城市新地標(biāo)，主塔樓為600 m（暫定），建筑樓層為118層，商業(yè)裙樓為11層，地下為5層，總建筑面積約為45.6萬(wàn)m2，集辦公、商業(yè)、娛樂(lè)、餐飲為一體，已獲LEED金獎(jiǎng)。該綜合體采用“巨型柱、斜撐
一核心筒一帶伸臂桁架”抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，雙層低Low-e玻璃幕墻、120部電梯組成垂直交通運(yùn)輸干線的全節(jié)能化建筑，在整體機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面引進(jìn)現(xiàn)有新型機(jī)電技術(shù)，倡導(dǎo)運(yùn)用“投入節(jié)能技術(shù)，引領(lǐng)長(zhǎng)效投資回報(bào)，關(guān)注人文設(shè)計(jì)、樹(shù)立機(jī)電智能標(biāo)桿”的設(shè)計(jì)管理理念。
1 主動(dòng)式節(jié)能技術(shù)，倡導(dǎo)長(zhǎng)效投資回報(bào)率
超高層建筑的節(jié)能問(wèn)題是一個(gè)涉及諸多方面的綜合性課題，建筑整體布局、單體建筑設(shè)計(jì)以及具體的構(gòu)造方案、玻璃幕墻選用等均是節(jié)能設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。深圳平安金融中心項(xiàng)目在節(jié)能技術(shù)方面分別采用“被動(dòng)式”節(jié)能方法和“主動(dòng)式”節(jié)能技術(shù)方法。 “被動(dòng)式”節(jié)能主要以非機(jī)械電氣設(shè)備干預(yù)手段降低建筑能耗，指在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中通過(guò)對(duì)建筑朝向、合理布置、遮陽(yáng)的設(shè)置、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱技術(shù)、有利于自然通風(fēng)的建筑開(kāi)口設(shè)計(jì)等方面實(shí)現(xiàn)節(jié)能，本文不展開(kāi)。 “主動(dòng)式”節(jié)能技術(shù)指主要通過(guò)機(jī)電設(shè)備干預(yù)手段為建筑提供采暖空調(diào)通風(fēng)等舒適環(huán)境控制的建筑設(shè)備工程技術(shù)，著重以優(yōu)化的設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)、高效的設(shè)備選用實(shí)現(xiàn)節(jié)能。平安金融中心的水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)都充分引入了主動(dòng)節(jié)能技術(shù)，雖然前期增加成本投入但從長(zhǎng)遠(yuǎn)投資估算，具備比較可觀的回報(bào)率。
1.1 水系統(tǒng)的回收節(jié)能
a．雨水回收灌溉，平安金融中心在裙樓七層設(shè)置“雨水棄流收集”回收處理機(jī)房，加裝相應(yīng)水泵、電磁閥循環(huán)設(shè)備運(yùn)用“棄流”原理將處理后收集的雨水用于大廈室外和裙房屋面綠化樹(shù)木的灌溉以及地庫(kù)地面沖洗清潔之用。
b． 中水回收沖廁，本項(xiàng)目的中水水源采用位于6層冷卻塔排水的廢水回收，通過(guò)地下中水水池收集，水泵變頻供水及設(shè)備層轉(zhuǎn)輸箱加壓供水方式，用于塔樓64層以下的衛(wèi)生間沖廁用水之用。
c． 冷凝水回收補(bǔ)水，通過(guò)設(shè)備排水立管將塔樓及裙樓AHU空調(diào)機(jī)柜的冷凝水排水進(jìn)行統(tǒng)一匯集，并對(duì)負(fù)三層的消防水池進(jìn)行補(bǔ)水之用，節(jié)省及減少了消防水池平時(shí)日常自來(lái)水補(bǔ)水用量。
1.2 電力能源系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)運(yùn)用
智能照明系統(tǒng)即大樓的公共走道、通道、大堂及車(chē)庫(kù)照明根據(jù)場(chǎng)景采用分回路照明智能控制。根據(jù)調(diào)查分析，商業(yè)寫(xiě)字樓或酒店在照明能耗方面達(dá)20%~28%。除了必要的辦公照明需求外，對(duì)于位于大樓的公共區(qū)域?qū)?shí)施智能照明系統(tǒng)控制方式，平安金融中心在地下-2～- 5F停車(chē)場(chǎng)、- 1F商業(yè)公共區(qū)域、塔樓裙樓的公共通道、辦公大堂、電梯廳、核心筒公共走道、中庭走廊等區(qū)域采用分回路開(kāi)關(guān)控制，并依據(jù)白天模式、上班模式、下班模式、晚上模式調(diào)整回路開(kāi)啟數(shù)量及控制照明的照度，實(shí)現(xiàn)區(qū)域控制、定時(shí)控制、室內(nèi)檢測(cè)控制三種控制方式的運(yùn)用。另外對(duì)于電梯廳、公共走道晚上照明、節(jié)假日采用紅外移動(dòng)探測(cè)器自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈亮、人走燈滅的節(jié)能效果。
1.3空調(diào)制冷能源系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)
a．空調(diào)冷源采用并聯(lián)式冰蓄冷系統(tǒng)，可以通過(guò)制冷機(jī)組或蓄冰系統(tǒng)設(shè)備或兩者同時(shí)為建筑物供冷，用以確定在某一時(shí)段，多少負(fù)荷是由基載制冷機(jī)組供給、多少負(fù)荷是由蓄冰設(shè)備供給的運(yùn)行方法，也即依據(jù)冷源系統(tǒng)的運(yùn)行策略，可充分發(fā)揮冰蓄冷系統(tǒng)移峰填谷和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用的特點(diǎn)，錯(cuò)峰用電，日負(fù)荷采用融冰釋冷優(yōu)先供冷，基載制冷補(bǔ)充和夜間冰槽蓄冷的形式，以節(jié)省能耗和費(fèi)用。
b．VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，即塔樓辦公層及交易層每層設(shè)兩臺(tái)變風(fēng)量空氣處理機(jī)組集中送風(fēng)的全空氣空調(diào)系統(tǒng)，末端采用單風(fēng)道的VAV - BOX,由全熱回收新風(fēng)處理機(jī)回收排風(fēng)熱、降溫除濕過(guò)濾后的新風(fēng)送入各層空氣處理機(jī)組或直接由室外引入新風(fēng)，按一定比例與回風(fēng)在空氣處理機(jī)組混合段內(nèi)充分混合后，經(jīng)過(guò)濾、冷卻送入辦公區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)，該空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)直接數(shù)字控制器( DDC)、溫度傳感器、CO2傳感器、閥門(mén)執(zhí)行器等按設(shè)定值通過(guò)風(fēng)平衡、水平衡的科學(xué)調(diào)節(jié)，控制送排風(fēng)閥門(mén)的開(kāi)閉度、冷凍水閥門(mén)的開(kāi)閉度來(lái)確保送風(fēng)區(qū)域溫濕度滿足人員需求，使辦公區(qū)域每個(gè)角落的人員感覺(jué)到舒適，不出現(xiàn)過(guò)冷過(guò)熱的現(xiàn)象，以控制水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)備開(kāi)啟運(yùn)行的數(shù)量，從而達(dá)到節(jié)省能耗的目的，系統(tǒng)控制圖如圖1所示。
1.4電梯運(yùn)行系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)
電梯再生能源技術(shù)的應(yīng)用，平安金融中心使用的四個(gè)品牌的電梯如OTIS、日立、迅達(dá)、KONE都有各自的再生能源電梯技術(shù)，但大同小異。主要利用電梯在“輕載上行或重載下行”時(shí)由“勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能”的原理，裝設(shè)能源再生驅(qū)動(dòng)器裝置產(chǎn)生再生能源，并進(jìn)行回收使用，并節(jié)省電梯的運(yùn)行能耗，電梯再生能源示意圖如圖2所示。
此外，垂直電梯設(shè)定長(zhǎng)時(shí)間無(wú)呼叫自動(dòng)關(guān)閉電梯通風(fēng)及照明功能，以及滿載直駛控制功能。自動(dòng)扶梯利用光電感應(yīng)器檢測(cè)無(wú)人／有人乘坐時(shí)，自動(dòng)減速或停止／加速運(yùn)行。
2智能化技術(shù)引領(lǐng)人性化管理理念
在一座大樓中，能讓我們最先直觀感受及直接接觸到的人性化設(shè)計(jì)理念是泊車(chē)找車(chē)和乘坐電梯的便利性，這兩點(diǎn)也直接影響辦事效率，不會(huì)因?yàn)椴窜?chē)、候電梯太久而耽誤時(shí)間；深圳平安金融中心的機(jī)電系統(tǒng)在前期規(guī)劃及后期設(shè)計(jì)中經(jīng)幾輪深化、調(diào)研、討論后，充分引入了智能化技術(shù)引領(lǐng)人性化管理理念，并運(yùn)用這一理念加以改進(jìn)實(shí)施設(shè)計(jì)與施工。
2.1 智能目的派梯系統(tǒng)及人群感應(yīng)配梯系統(tǒng)
當(dāng)乘客通過(guò)按鈕指令或刷卡呼叫電梯后，智能派梯系統(tǒng)通過(guò)指示立即告知所需乘坐的電梯，并將去相同或相近樓層的乘客分配至同一電梯，讓乘客在電梯前等候的時(shí)間更短，并更直接地前往目的地，減少停站的層數(shù)及運(yùn)行時(shí)間。同時(shí)通過(guò)在樓層設(shè)置人群感應(yīng)系統(tǒng)，智能派梯系統(tǒng)將根據(jù)交通流量的類型及密度智能評(píng)估、智能配送電梯運(yùn)行臺(tái)數(shù)及控制開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)間，并采用“上行／下落繁忙運(yùn)送模式”智能控制指令檢測(cè)電梯的運(yùn)行臺(tái)數(shù)配送及停層控制派送電梯。如平安金融中心大樓有乘客需去53~80層，那么他會(huì)通過(guò)派梯系統(tǒng)得知需乘穿梭電梯S1至空中大堂51F進(jìn)行換乘，如其需去85層，那么可以通過(guò)派梯系統(tǒng)得知需乘坐穿梭梯S2至83F、84F空中大堂進(jìn)行換乘，這樣電梯更能發(fā)揮其運(yùn)載能力，也能更人性化指導(dǎo)乘客到達(dá)所需目的樓層，節(jié)省�？空緦蛹肮�(jié)約能耗。智能目的派梯系統(tǒng)圖如圖3所示。
該系統(tǒng)的實(shí)施就是停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)在通過(guò)閘機(jī)讀卡或車(chē)牌圖像偵測(cè)對(duì)比自動(dòng)識(shí)別引入車(chē)位引導(dǎo)系統(tǒng)和反向?qū)ぼ?chē)，工作原理是中央控制系統(tǒng)結(jié)合信息采集器，通過(guò)設(shè)置在車(chē)位的探測(cè)器進(jìn)行采集，經(jīng)信息系統(tǒng)發(fā)布（綠燈表示空位、紅燈表示已停車(chē)）引導(dǎo)指示進(jìn)入車(chē)庫(kù)車(chē)輛�？坎窜�(chē)的過(guò)程，系統(tǒng)圖如圖4所示。
而反向?qū)ぼ?chē)是停車(chē)卡、手機(jī)APP、通過(guò)刷設(shè)置在電梯口或車(chē)庫(kù)出入口查詢電腦或掃描預(yù)制的二維碼，根據(jù)系統(tǒng)安裝的定位器，指示路線找到�？康能�(chē)輛。對(duì)于一個(gè)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，說(shuō)起來(lái)很簡(jiǎn)單，但通過(guò)智能化控制達(dá)到人性管理，提高工作效率，其實(shí)是不簡(jiǎn)單的，在一個(gè)龐大的停車(chē)層中訪客在陌生環(huán)境中去找車(chē)位停一輛車(chē)或?qū)ふ乙惠v車(chē)時(shí)，將是一件很耗時(shí)間的事情，運(yùn)用車(chē)位引導(dǎo)和反向?qū)ぼ?chē)系統(tǒng)，可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。
除以上闡述的部分機(jī)電技術(shù)外，深圳平安金融中心還在低區(qū)51~52F、高區(qū)83~84F設(shè)置穿梭電梯，并采用了“可調(diào)式電梯雙轎廂控制技術(shù)” （如圖5所示）．由于考慮到標(biāo)準(zhǔn)層與非標(biāo)準(zhǔn)層層高的不同，以及�？康拇筇没虿糠值叵碌膶痈卟煌每烧{(diào)式電梯雙轎廂感應(yīng)探測(cè)自動(dòng)調(diào)節(jié)平層技術(shù)進(jìn)行平層�？�，最大垂直調(diào)節(jié)高度可達(dá)2m。據(jù)該技術(shù)電梯供應(yīng)商
OTSI介紹，這么大跨度的調(diào)節(jié)目前在全球超高層項(xiàng)目中尚屬首個(gè)采用。
另外在安全預(yù)警方面，平安金融中心項(xiàng)目在部分重要區(qū)域設(shè)計(jì)了早期空氣采樣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)塔樓管井、配電箱設(shè)計(jì)剩余電流動(dòng)作“火災(zāi)和感應(yīng)光纖報(bào)警”系統(tǒng)，對(duì)BMS機(jī)房、消防控制中心、電信機(jī)房等重要機(jī)房設(shè)置了機(jī)房漏水感應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)等，確保機(jī)房的干燥及意外發(fā)生浸水事件的及時(shí)處理控制�；诔杀究紤]這些系統(tǒng)在一般的建筑是較少設(shè)置的，而由
于超高層存在豎向高度建筑的難度，基于新的機(jī)電設(shè)計(jì)理念，增加成本投入換取安全系數(shù)提高和人性化的提升，這或許也恰恰是目前大多數(shù)超高層機(jī)電技術(shù)亮點(diǎn)的所在。
3新技術(shù)新工藝的機(jī)電技術(shù)展望
3.1 輻射冷卻吊頂技術(shù)
輻射冷卻吊頂技術(shù)采用內(nèi)夾冷卻水管的“三明治”天花板的節(jié)能空調(diào)末端裝置，是一種天花與空調(diào)送風(fēng)兩用的新型材料技術(shù)，技術(shù)特點(diǎn)是“冷卻吊頂”材料與獨(dú)立新風(fēng)相結(jié)合，通過(guò)冷卻水輻射的作用與室內(nèi)空氣換熱實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷，具有能減少風(fēng)管安裝的工序，節(jié)省建筑凈空，安靜舒適、無(wú)冷吹風(fēng)感的優(yōu)點(diǎn)。
3.2三聯(lián)供泵組系統(tǒng)技術(shù)
三聯(lián)供泵組系統(tǒng)技術(shù)是一種集制冷、供暖、供熱水為一體的三聯(lián)供機(jī)組，將熱泵空調(diào)技術(shù)、熱泵技術(shù)和換熱系統(tǒng)的技術(shù)集成，上海中心大廈目前已采用該技術(shù)，使用效果在運(yùn)營(yíng)后有待評(píng)價(jià)。
4結(jié)語(yǔ)
科技的日新月異，任何機(jī)電新技術(shù)新工藝的采用都會(huì)是一個(gè)設(shè)計(jì)亮點(diǎn)，但這并不千遍一律，盡管機(jī)電技術(shù)在不斷創(chuàng)新的過(guò)程中，有更節(jié)能、更智能化的技術(shù)出現(xiàn)，但最終是否能引入所建建筑物設(shè)計(jì)使用，需結(jié)合不同的建筑構(gòu)型進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)行技術(shù)、成本評(píng)估、回報(bào)周期等的估算，選取最合適的性價(jià)比高的技術(shù)，才是最佳的設(shè)計(jì)方式及投資之道。
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