空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)化設(shè)置,便于滿足不同用戶使用要求,利于節(jié)能降耗。空調(diào)系統(tǒng)模塊化設(shè)置,多樣化組合,提高靈活性。
(4)能源分區(qū)計量
按不同樓層、不同室內(nèi)區(qū)域、不同用戶設(shè)置能源計量裝置,分析用能情況及時采取節(jié)能措施,同時利于管理和收費。
(5)高效能源輸配:250米以上的超高層建筑直接使用高壓輸送電能
因受低壓供電半徑的限制,變壓器設(shè)置在高層區(qū)位將成為必然的選擇。作為應(yīng)急電源的自備發(fā)電機組的輸出電壓也將提升至高壓,和超高層建筑內(nèi)的高壓輸送網(wǎng)聯(lián)網(wǎng),當市電因故消失時,通過高壓電纜、變壓器再輸送應(yīng)急電源至重要負荷。高壓應(yīng)急發(fā)電機的應(yīng)用將會對原有的配電型式帶來一場變革,采用計算機控制的能源管理系統(tǒng)得到真正的應(yīng)用。
(6)同層排水、中水利用;
在同層排水方面:降板排水、墻式后出水、不降板排水;
在中水利用方面:水質(zhì)型缺水的地區(qū)應(yīng)當綜合考慮中水綜合利用、對于資源性缺水的城市應(yīng)設(shè)建筑中水,同時也要考慮運行效果和經(jīng)濟效益。選用合理的中水水源,確定正確的水處理工藝流程,并做好水量平衡是中水利用的關(guān)鍵。
(7)樓宇智能化系統(tǒng)全面發(fā)展,智能窗簾和燈光控制獲得節(jié)能舒適的效果
在超高層建筑的能耗里面,燈光的能耗和空調(diào)的能耗占的60-70%,在能源使用高峰的時候,恰好是自然光最充足的時候。根據(jù)超高層建筑所處的地理經(jīng)度和緯度,模擬大樓的運行關(guān)系。根據(jù)自動讀取數(shù)據(jù)的控制系統(tǒng),在不同的季節(jié)不同的時間段,進行窗簾智能化的調(diào)節(jié)。同時通過智能化的窗簾和燈光的聯(lián)動,在最高峰時能源可以節(jié)省50%,實現(xiàn)全自動化的辦公動態(tài)環(huán)境控制。
2、發(fā)展趨勢
(1)自然能源:過渡季節(jié)室外新風(fēng)自然冷卻,自然通風(fēng);
春秋季利用建筑形體和外窗自然通風(fēng),中庭可開啟外窗利用熱壓作用換氣;春秋季及冬季對需要供冷的區(qū)域利用空調(diào)通風(fēng)設(shè)備實施新風(fēng)自然供冷。
(2)空氣質(zhì)量嚴格管控
開發(fā)民用高效低阻空氣過濾器,應(yīng)對日益嚴重的城市霧霾、PM2.5等空氣質(zhì)量問題。應(yīng)用空調(diào)過濾、納米催化等高科技技術(shù)處理各種室內(nèi)污染物,嚴格管控室內(nèi)空氣品質(zhì)。
(3)智能化能源管理;
在建筑物的生命周期中,近四分之三的能耗需求將在投產(chǎn)運營階段;根據(jù)負荷變化,使用變頻技術(shù);根據(jù)人員活動情況,使用智能控制技術(shù)等;利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對建筑設(shè)備用能情況進修全面的監(jiān)測、計量和計費。在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上根據(jù)各種負荷、空氣品質(zhì)、人員活動等變化,運用最優(yōu)化策略,對各種用能系統(tǒng)進行控制和管理。
(4)可持續(xù)發(fā)展能源
可持續(xù)發(fā)展能源深刻影響著超高層建筑的發(fā)展方向。低位能源是指大氣、水和土壤的熱能及位能(也就是勢能),地球重力和電磁場的能量等。用低位能源代替部分高位能源(煤、石油、電能等),實現(xiàn)節(jié)能減排。
三、防災(zāi)技術(shù)
1、區(qū)域整體防災(zāi)
超高層建筑通常位于在城市中心,整個區(qū)域的建筑密度比較大,間距有限,數(shù)量密集。采用城市區(qū)域的防火隔離帶、防災(zāi)避難場所以及特殊危險場所的防災(zāi)緩沖綠地等規(guī)劃和措施,可以解決超高層建筑群所面臨的潛在的災(zāi)害風(fēng)險。
2、建筑單體防災(zāi)
在消防技術(shù)方面:超高層建筑面臨人員密度很高、疏散距離較長、建筑物內(nèi)設(shè)備和系統(tǒng)眾多、煙囪效應(yīng)影響等特點。人員疏散和煙霧模擬等參數(shù)化模擬技術(shù)和性能化設(shè)計理念推廣應(yīng)用,自救、撲救技術(shù)設(shè)備。每隔10-15層設(shè)一個避難層,疏散樓梯直接進入避難層,提供休息或等待救援的安全區(qū)域。有些學(xué)者提出了電梯疏散的理念,疏散電梯包括兩種模式:一種是有組織疏散電梯,在指定區(qū)域如避難層或空中大堂,由消防人員或樓宇安保人員進行控制,組織大量人員進行有組織疏散。還有一種是自助式疏散電梯,超高層建筑配備自助救生電梯,由疏散人員自主操控,順暢地從較高樓層疏散到低處。
在抗震防災(zāi)方面:消能減震技術(shù)不斷應(yīng)用,彈塑性時程分析,防連續(xù)倒塌、性能化設(shè)計、抗爆、抗風(fēng)設(shè)計曰益重視,數(shù)值風(fēng)洞模擬等技術(shù)方法大量運用。
3、防恐怖襲擊
超高層建筑的防恐設(shè)計主要涉及具有較大政治經(jīng)濟和社會影響力的重要超高層建筑,選用合理的結(jié)構(gòu)體系和材料至關(guān)重要。建筑外圍護結(jié)構(gòu)越強,則建筑物抗外力的特性就越好,外圍護密柱的結(jié)構(gòu)類型,對抗外力是最有效的。混凝土結(jié)構(gòu)具備防火和抗外力優(yōu)勢,混凝土屬于不燃材料,在火災(zāi)中能很好地保持其完整性。輕質(zhì)混凝土的防火性能較好,還可以減輕大樓的自身重量。
四、電梯技術(shù)
目前由于受制于電梯鋼索的重量與強度,電梯運行最大高度不超過600米,超過這個高度的建筑需要多重轉(zhuǎn)換的電梯系統(tǒng)。為順應(yīng)大量人員集散需要,電梯由最初的單轎箱逐步發(fā)展為雙轎箱電梯、雙子電梯。電梯組織方式也從直達電梯到穿梭電梯+層間電梯的交通模式,極大的提高了超高層豎向交通運載能力。同時,通過目的層選控等智能化系統(tǒng)減少候梯時間,電梯調(diào)度系統(tǒng)的升級及優(yōu)化,無需進入電梯操控、在電梯廳操控板輸入目的層,提高電梯的使用效率間。
為了進一步提升垂直運輸?shù)娜萘亢托剩碌拇怪边\輸理念持續(xù)涌現(xiàn)。有些學(xué)者提出“空中客車”的理念,利用相鄰電梯梯井,多個懸臂轎廂并聯(lián)靈活上下,適合大量人流集散輸運。還有學(xué)者提出模擬“地鐵列車”引入超高層建筑的理念,將垂直井道和水平“站臺”相結(jié)合,“站臺”的設(shè)置在特定樓層如底層大堂和空中大堂等人流密集換乘的樓層,“列車”從水平“站臺”出發(fā)過渡進入到兩站臺之間的垂直井道內(nèi),上升至目標樓層,再過渡恢復(fù)到水平“站臺”。通過車廂懸掛技術(shù),保證乘客在水平“站臺”和垂直井道等各種情況下均保持站立狀態(tài)。
五、幕墻表皮技術(shù)
1、發(fā)展現(xiàn)狀
(1)BIM技術(shù)應(yīng)用在超級復(fù)雜曲面的表皮設(shè)計;
在建筑方案設(shè)計階段:在建筑形體表皮空間找形、參數(shù)驅(qū)動表皮模型分析、rhino-grasshopper參數(shù)化設(shè)計對幕墻單元體劃分、板塊形狀實現(xiàn)實時尺寸驅(qū)動優(yōu)選表皮方案。建筑施工圖設(shè)計階段:幕墻單元板塊裝配模擬、表皮整體仿真。
(2)綠色技術(shù)應(yīng)用在節(jié)能幕墻:雙層呼吸幕墻、通鳳幕墻;
主動式雙層呼吸幕墻(上海地區(qū))由外層幕墻、內(nèi)層玻璃窗、遮陽系統(tǒng)和通風(fēng)裝置組成,外層幕墻為單元式幕墻,內(nèi)層幕墻為上懸窗結(jié)構(gòu),便于雙層幕墻內(nèi)部構(gòu)件的維護與清洗。采用主動雙層呼吸幕墻及合理布置中央空調(diào)的進風(fēng)口位置,將會大大提高幕墻的性能及室內(nèi)環(huán)境的舒適度。
通風(fēng)幕墻運用通風(fēng)型材在幕墻上面的集成設(shè)計,實現(xiàn)不設(shè)開啟窗的情況下實現(xiàn)24小時通風(fēng)功能。對超高層幕墻安全、節(jié)能起到積極作用。又由于通風(fēng)型材與幕墻型材何為一體,不影響室內(nèi)視覺美觀。
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