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探秘金风科技智慧能源大厦的“绿色基因”
2017-08-14
来源: 金风科技

在北京亦庄经济技术开发区金风科技二期园区东北角,一座以“绿色、节能、环保、舒适、高效”为代名词,力图打造绿色用能、节能示范工程的智慧能源大厦,拔地而起。

作为以风机研发、实验、检测的主要场所,智慧能源大厦在各项绿色指标上,力争打造标杆,引领绿色园区潮流。

在建筑施工阶段,智慧能源大厦就已获得“北京市建筑(结构)长城杯银质奖工程”荣誉称号、“2015年北京市绿色安全工地”荣誉称号,并于2016年5月通过北京市第二批“北京市绿色安全样板工地”第一阶段评审。这些荣誉,是智慧能源大厦文明绿色和节能减排成果“集大成者”的有力佐证。未来,这栋有温度、会呼吸的大楼,让金风人在接近自然的空间更惬意地工作和生活。

本期,笔者就带你走进智慧能源大厦,探秘这栋大楼背后的“绿色基因”。

储量丰富、应用多元的太阳能利用

在智慧能源大厦的不同区域,笔者看到了不同形式的光伏组件,将一缕缕阳光转化成电能供大楼使用。在装点大厦的同时,“润物细无声”地解决用电问题,不占用更多资源,充分利用建筑空间。

当笔者来到智慧能源大厦屋顶,一排排不透光的多晶硅光伏板映入眼帘,这些装机容量约140kW的光伏板,所产生的绿色电力,在满足电量自发自用的同时,也将并入智能微网。

智慧能源大厦顶部的多晶硅光伏板

当走到智慧能源大厦D区实验室天窗时,一组10%透光的中空钢化夹胶光伏玻璃组件映入笔者眼帘。这些装机量为17.01kW薄膜光伏组件,所发电量可满足大楼整体用电需求,实现大楼绿色能源供给,同时减少二氧化碳及粉尘等排放,经济和环境效益显著。

和天窗融为一体的薄膜光伏组件

而和天窗融为一体的创意设计,让薄膜光伏组件在提供电力的同时,满足了大厦遮阳、透光、隔热等多项要求,可谓“一举多得”。

借鉴海绵城市理念 实现雨水搜集利用

梁实秋曾说过,北京是“无风三尺土,有雨一街泥”,而在郁达夫、老舍这些文豪的著作里,对北京的雨多半也是如下描述:不下雨则已,一下就是倾盆倒海而来,势不可挡……”

“雨势急、雨量大”,俨然已成为北京雨季的代名词。有鉴于此,雨季来临之际,能否做好防内涝工作,将时空分布不均的雨水积攒下来,实现水资源的循环利用,就成为在设计之初需重点考虑的问题。

参考政府提出的“海绵城市”理念,智慧能源大厦也采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种措施,在搜集雨水的同时,实现循环利用。

在智慧能源大厦的一侧,笔者看到了按照海绵城市理念进行设计的下凹绿地式和下沉广场式雨水收集回用系统。借助植物本身的蓄水功能以及地势落差,收集回用系统可减缓雨水下沉速度,使雨水能充分渗透,减少外溢。在防止内涝的同时,兼顾园区绿化浇灌和中水回用功能。

智慧能源大厦采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种措施,在搜集雨水的同时,实现循环利用。

笔者进一步了解到,收集后的雨水,经过初期径流, 再进行混凝、沉淀、除油和过滤等工艺处理,最终实现回用。以北京地区年均降雨量596mm为基准来计算,智慧能源大厦平均每年可节约水量约1200m³,节约水费约1万元,可谓经济效益显著。

变“废”为“宝” 实现污水循环利用

智慧能源大厦日常运转,总会产生一定生活污水,这些污水究竟去哪儿了?

在智慧能源大厦的一侧,陈列着正在建设中的生活污水处理设施。笔者了解到,智慧能源大厦产生的生活污水,将在这些设施里,通过纳阳E-MBR、MAOP、LPRO三级处理,有效去除微污染物、细菌、病毒、盐分和残留的有机物等,将生活污水处理到满足饮用水标准(GB5749-2006)或中水。

根据每天产生的污水量,设计师为智慧能源大厦量身配制一套日处理能力200吨的纳阳污水处理系统,可产生140吨的直饮水或中水。产生的少量污泥,也将用于花圃和景观植物肥料。未来,在水处理系统一侧,将设置水质展示室和茶室及咖啡厅,让更多参观者亲自感受高品质中水的魅力。

冷热电三联供:削峰填谷、一专多能

据基建办工程师介绍,智慧能源大厦的空调系统在设计之初,便充分考虑各区域冷、热需求差异,分区进行系统设计,确保绿色能源应用及系统节能效果最佳,地源热泵系统、冷热电三联供系统、水冷冷水机组、高温冷水机组、VRV空调系统等多项供能系统,协同运作,互通有无。

“削峰填谷、一专多能”是冷热电三联供系统的重要特征。简单来说,就是以天然气为主要燃料带动燃气轮机、微燃机或内燃机发电机等燃气发电设备运行,产生的电力供应大厦的电力需求,系统发电后排出的余热通过余热回收利用设备向用户供热、供冷。

智慧能源大厦采用一台C600微燃机组和一台RGQ036溴化锂机组提供备用电源和备用冷热源,微燃机为主设备,该设备发电剩余的余热烟气,进入溴化锂空调供热、供冷。

冷热电三联供系统全年可为大厦提供约25万kWh的电量,约占大厦总用电量的16.4%。并供冷量15万kWh,热量40万kWh,分别占大厦冷、热负荷的12.4%和70.7%。

在这一背景下,大厦能源综合利用率已超过75%,环境效益显著。同时,该系统对燃气和电力也可起到双重削峰填谷作用,增强大厦能源供应的安全性。

一机多用、清洁环保的地源热泵系统

除此之外,智慧能源大厦还采用地源热泵系统为大厦实现冷热源供给,实现了“一机多用、清洁环保”。

地源热泵系统利用地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力,冬季将热量从地下土壤转移到建筑物内,夏季再将建筑内产生的热量释放给土壤,从而满足大厦全年的供冷及供热需求。

地源热泵系统COP高,节能性好;与土壤层进行能量交换,对环境无污染;并且地埋管寿命可达50年以上,保证了系统的使用寿命。

与常规冷水机组和燃气锅炉系统相比,地源热泵系统能源消耗可减少约62.3%的标煤。

湿温精确控制 高效舒适

笔者获悉,在温度和湿度调节方面,一种新型的空调模式——温湿度独立控制系统在智慧能源大厦里初露头角。该系统目前主要覆盖大厦A区,采用两个相互独立的系统,分别对室内的温度和湿度进行调控,实现空调能源系统的节能运行。

智慧能源大厦可实现室内温度和湿度的独立控制

系统冷源采用高温冷水机组,将冷机能效比从5提高到8.5以上,进而大大提升机组效率,而干温风机盘管及系统管路无湿表面,也不会有霉菌滋生的现象。在室内温度、湿度方面实现独立调节,精确控制室内参数,提高舒适性。

与常规空调系统相比,该系统用电能耗可减少18.3%,经济环境效益十分显著。

智能照明:我挥一挥手,你便亮了

在整栋智慧能源大厦,通过由集中管理器、各类调光模块、照度动态检测器及动静探测器等元件构成的智能照明系统,实现了智能照明,通过采用不同的控制策略,可对各区域分别实施不同的具体控制。这种“集中控制,自主调节”的方式,一方面减少人为浪费,降低运行费用。

自然光与人工光源有机结合,实现高效节能的同时又可提高舒适度。

笔者了解到,大厦照明系统可通过室内日光照度传感器自动检测室内照度,调光功能起动并根据需要打开适量的光源,最大限度地利用自然采光。并且采用软启动的方式,控制电网冲击电压和浪涌电压,将灯具寿命延长2~4倍。

这种有针对性的制订不同的智能照明控制方案,既满足使用功能和舒适度要求,又实现节能环保。与常规照明系统相比,可节能能耗约15.9%。

智能无负压供水:节地节能、维护简便

笔者得悉,智慧能源大厦在供水方面,采用智能箱式无负压供水设备采用真空抑制技术,使供水设备与自来水管网直接串接,不产生负压,不用建水池。

该设备技术可充分利用市政管网原有压力,降低水泵扬程,大大减小电机功率。目前大厦的供水系统系统水箱只有传统变频水箱的1/4,占地面积小,容易安置。

在智慧能源大厦的地下二层生活水泵房内,笔者看到了整栋大厦的供水设备。设备采用智能箱式无负压变频机组,中区、高区各设一套机组。相对于传统水设备,该系统节电率可超过30%。

直饮水系统:七级处理、洁净营养

小编了解到,智慧能源大厦员工饮用水和食堂用水均采用直饮水系统供水。直饮水系统以符合饮用水源采用过滤、吸附、膜处理、灭菌等全卫生级深度处理手段,去除有毒有害和对健康不利的不良物质、保留天然微量矿物离子成分,通过卫生级循环管网连续灭菌而输送到各使用点,通过持续监测和控制管理,供人们直接饮用安全、卫生、健康的优质水。

这样,一方面可实现循环灭菌,降低微生物污染可能性。而且,终端饮水设备无二次污染,卫生安全管理控制到饮水入口。与传统处理方法不同的是,抑菌手段可不加或少加臭氧和氯,减少消毒副产物。最终经过七级消菌、杀毒、过滤和有机矿物质补偿,系统可确保饮用水的质量、品质和口感。

三重治理室内空气 提升空气品质

为保证室内空气质量,智慧能源大厦的空气净化系统在原有新风系统的基础上,提高过滤级别,保障输入室内新风的洁净度,同时,在室内分散设置空气净化器,并通过对室内空气质量的监测与反馈,自动控制空气进化器的运行。

空气净化系统在净化空气的同时,又可降低能耗。可谓“一举两得”。

智慧能源大厦量身打造PM2.5过滤和二氧化碳传感器联动新风系统,具备空气过滤和风量自动调节功能。新风机组配置初、中、高效三级过滤网,末端配置弱静电除尘技术,并辅以空气净化器进行极端天气空气品质调节。

这样就可做到同时处理室外与室内空气污染物,实现系统检测与室内污染物水平联动,更有效控制室内空气品质。小编还注意到,净化器采用直排式离子片,超低风阻压损,也可大大降低系统供耗能。

经过园区实践证明,该系统PM2.5过滤效率大于80%,在重度雾霾天室内空气质量达标,PM2.5小于75。

集成化的智能管理平台

笔者了解到,智慧能源大厦将楼控系统、智能照明系统、门禁管理系统等多项电子系统集成化进行集成,进行统一管理,提高管理人员的工作效率。

在智慧能源大厦监控室,笔者看到了定制监视操作界面。操作界面结合大厦自身特点,对大厦进行了功能全面展示,如建筑外观、面积、节能技术介绍、以及项目实况(室内外参数、设备状态总览、能耗)总览和节能效果。

系统监测页面

系统管理人员可根据实际需求布置测点,保障监测数据的有效性和可靠性,同时做到定期检测与校核,避免界面数据、状态与现场不一致。

在集成状态下,管理人员可根据监测数据反馈,实时控制设备运行,并优化控制策略,提高执行的可行性,实现多级灵活控制,保障节能效果。

这样,管理人员可充分利用现有运行数据,综合分析系统运行与能耗情况,多维比较建筑能耗,评价建筑节能水平,并且分析各设备运行效率,对低效运行的设备及时修正。

在智慧能源大厦的入口,镌刻着金风科技“创领未来能源”的梦想。未来金风科技将致力打造可负担、可靠、可持续的未来新能源体系。

结语

据测算,作为多项绿色环保技术的“集大成者”,智慧能源大厦能源资源消耗可达到LEED认证绿色建筑水平。智慧能源大厦投入运行后,可再生能源利用率可达到11.0%,每年可减少每年可减少CO2排放量约105.5吨,减少粉尘排放量约71.7吨。节省约32.7%的建筑用能,节省约39.4%的建筑用水,降低约8.2%的建筑营运费用。

未来,这栋有温度、会呼吸的大楼,将让更多金风人在接近自然的空间更惬意地工作与生活。