珠江大厦

中国广州

先进的风力发电工程,用于产生自己的风力发电的超高层摩天大楼

珠江大厦是位于中国广州的一座71层高的摩天大楼,距离香港约75英里的港口城市。 该建筑设计节能为首要任务。 它包含一系列节能功能,包括双层外观,地板通风和辐射冷却。 塔楼还利用太阳能和风能来减少城市电网所需的能源消耗。

相片

  • 挑战

    塔楼最具创意的特点之一就是将风能发电整合到建筑本身的设计中。 该建筑物包含四个开口 - 两个机械地板上的两个 - 允许风穿过建筑物的核心。 四个开关内的涡轮转换风能,以帮助满足建筑物的电力需求。 珠江塔的设计师Skidmore,Owings&Merrill(SOM)致力于帮助我们优化设计效率,并最大限度地提高建筑物能够从内置风力发电机中获得的能源。

  • 我们的方法

    我们的风力工程团队拥有数十年的分析经验,可帮助高层建筑在多种风力条件下表现良好。这个项目是独一无二的,因为我们不仅要开发对风如何在塔上行事的丰富而详细的了解;我们还必须了解和完善建筑形式的空气动力学,以最大化建筑一体化风力发电机的能源生产能力。

    我们的投入有助于规划和安装涡轮机,并向SOM提供涡轮机选择的建议 - 考虑维护,噪声和振动问题。我们还使用风洞测试和计算流体力学(CFD)建模来了解风如何流经建筑物。在对这些流程进行了基础了解后,我们开始测试四个开口的各种尺寸和布置,以及塔架形状的改进,以确定哪些设计将最有效地增加通过涡轮机的风速。

    在传统的风力涡轮机设备中,涡轮机处于开放状态,风可以不受限制地绕转子移动。相比之下,珠江塔的涡轮机需要在较大结构的封闭空间内运行。为了在这种不寻常的环境下优化涡轮机的效率和发电能力,我们不得不进行测试和建模,以深入了解一些因素。一个因素是,除了风力直接施加在涡轮机上的压力之外,总体建筑形式还会产生其他压力:风在建筑物的迎风侧产生缓冲正压,并且产生负的高度湍流在背风或下风侧形成的尾声的压力。第二个因素是封闭的通道有可能使风流通过涡轮机;这使得有可能提高涡轮机的能源生产。第三,将在包含涡轮机的通道的边缘处产生边界层;我们需要了解这种现象会干扰涡轮机运行的风险。

    最终,获得了对建筑物所有各种风力影响的全面了解,其中包括四个开放渠道和涡轮机内部,我们能够与设计师合作,创建一个能够有效地作为风瓢的形式,将其翻倍风到达涡轮机时的速度。广州典型风速在计划涡轮机的高程约为9mph;我们的设计将风朝向开口方向,以空气以18英里每小时的速度被吸入涡轮。以这种速度,涡轮机的发电潜力比独立发电机的发电潜力大8倍。

  • 结果

    珠江大桥自2011年竣工以来一直成功运行。公认的是世界上最高效,最环保的高层建筑之一。 LEED白金是LEED认证的最高水平,是世界上首屈一指的高层建筑之一。 据估计,该建筑的可持续发展特征使其比其他类似结构的能源使用量减少约30%。

    该塔获得了北加州结构工程师协会的可持续发展优秀奖,并被2013年作为房地产协会的MIPIM亚洲认可为最佳创新型绿色建筑,并被评为高层建筑委员会入围者。 “城市人居”亚洲及澳大利亚最佳高层奖(2013年)。