保定“太陽能大廈”探秘：新型建築17項技術為節能
如今，國內首座太陽能光伏壹體化建築即將在保定亮相。
它利用太陽能發電；它利用經過處理的廢水作為熱源；它既可通過新技術節省電力，又能夠減少汙染物排放。
11月中旬，位於保定的電谷錦江國際酒店外部的太陽能電池板基本安裝完畢。這座被人們冠以“光電大廈”、“太陽能大廈”、“節能大廈”的建築，究竟蘊含著哪些鮮為人知的秘密？它的建成為人們帶來了什麽啟示？
11月12日，工人正在保定電谷錦江國際酒店工地安裝光伏發電玻璃幕墻。
大廈變成電站——每年發電171萬千瓦時
這是壹座神奇的建築。
“有光就能發電，這座大廈就是壹座小型電站。”11月14日，負責工程施工的工程師於波不無得意地說，電谷錦江國際酒店最吸引人的，就是鋪滿外墻的太陽能板，是它們，讓高耗能的大廈變成了輸出電力的電站。
今年33歲的於波，已多次參與國際工程，在太陽能應用領域具有豐富經驗。他說，目前國內太陽能光伏利用和建築壹體化尚處在起步階段，而利用太陽能發電的五酒店，這是第壹家。
這座建築的東、南、西立面，全部由黑色太陽能電池板組成的玻璃幕墻包圍，給人壹種厚重的感覺，幕墻上按照某種規律分布的裝飾性白色鋁合金邊框，顯得輕靈飛動。
而在人們註意不到的附屬建築屋頂，如大堂頂部的200平方米玻璃采光區，在大門上為賓客遮風擋雨的雨棚，到處都有輸出電力的太陽能板。
“能安的地方，我們全給它安上。”於波說，光是這座大廈的太陽能電池板，就投入了8000萬元的巨資。這些建築部位所裝用的太陽能板，每壹部分的功能均不相同。
東南兩個立面，是與大廈壹體設計的太陽能玻璃幕墻；而西立面，是壹組單獨設計的太陽能裝置，它的意義在於向人們展示如何在已建成的建築上安裝太陽能板；而在采光屋頂、雨棚設置的太陽能板，則是向人們展示太陽能裝置運用的靈活性。
據了解，所有的太陽能電池組件，都有先進的數據采集系統，可以記錄並顯示太陽能發電系統即時發電量、總發電量及太陽能輻照度，風速等天氣參數，並將系統運行數據在互聯網上發布，有關人員可以在全球隨時提取光伏發電系統的運行數據，為客戶確定何種安裝方式提供科學依據。
“我們玻璃幕墻的安裝也是有講究的。”在施工現場，來自保定天威英利集團的施工人員介紹，因為太陽能發電系統的太陽能電池組件的電池片的溫度高於25攝氏度時，電池組件的功率下降，因此技術人員特別在幕墻底部和頂部設置了大量的百葉窗，通過空氣的對流為幕墻降溫，這就是“呼吸式太陽能玻璃幕墻”。
這座大廈完工後，太陽能電池板安裝並網容量300千瓦，不僅能夠滿足大樓的公***照明，而且能夠並網發電。
但這還僅僅是這座大廈本身的發電能力。
於波介紹，電谷錦江國際酒店只是規劃中的壹期工程，包括會所及周邊小區開發等建設項目在內的二、三期工程將隨後展開。二期太陽能玻璃幕墻安裝面積9118平方米，安裝容量500千瓦；三期安裝面積13520平方米，安裝容量700千瓦。
整個工程完工後，將建成1.5兆瓦的光伏並網發電系統，年發電量為171萬千瓦時，可替代684噸標準煤，可減少CO2排放量496噸，二氧化硫排放量14噸，NOX排放量7噸，煙塵排放量12噸。
廢水變成熱源———每年節電188萬千瓦時
走在施工現場，負責著整個大廈的通訊、空調、給排水和消防等工程的工程師管利忽然停住腳步，踩了踩腳下的地面：“這下面可還有文章呢。”她笑著說。這位幹練的工程師介紹，整個大廈的供熱和制冷全部依靠汙水處理廠排放出的中水，現在她的腳下，就是存放這些中水的消防池。
這座大廈西邊不遠處，就是保定市魯崗汙水處理廠，這裏處理過的廢水，首先通過壹個直徑800毫米的水管，註入大廈內壹個容積為1000立方米的消防水池。
通過壓縮機，在夏天將中水溫度從25攝氏度提高到30攝氏度以提取水中的冷量，在冬季將中水溫度從16攝氏度降低到10攝氏度以提取水中的熱量，這樣從水中“榨出”大量的冷源和熱源供給大廈的制冷和取暖，處理後的中水再通過壹個600毫米的管道排出，這樣通過不間斷循環，為五酒店提供巨大的制冷和供熱支持。“整個地下管道工程，有2800多米長。”管利說，目前完工的已經超過1000米。
管利介紹，采用水源熱泵首先不會燃燒礦物能源，沒有有害物質排放，較之外源類的制冷和采暖省略了制冷機房和冷凍水泵間，節省了商業用地費。
當室內機選用壁掛式或立櫃式時，房間內可以不吊頂裝修，節省了裝修費用。由於新技術的使用，系統綜合能效比高，單相電源空調機組功率因數大於0.96，變壓器容量可下降20%，節省了電力增容費用。
特別值得關註的是，由於采用水源換熱，換熱效率高，冷凝溫度大大下降，壓縮機能效比比風冷式高出70%-95%，比壹般空調設備節能40%-60%。
當多臺機組組成壹個空調系統時，由於空調機組可單獨開停，實現了用多少冷量看多少主機，系統能量調節比冷水機組更接近於無級調速。且冷卻水為常溫水，水輸送過程中不會產生冷量衰減，能量轉換只有壹次，因此壹個夏季空調系統運行費比傳統中央空調節省20%，比風冷、VRV中央空調節省30%，比溴化鋰中央空調節省40%，如果采用變頻式空調機組和水路變頻調節，系統節能將更加可觀。
資料顯示，由於采用水源熱泵的空調系統中各機組相互獨立，單臺機故障不會影響其他區域的機組運行，整個系統發生故障的可能性接近於零，系統安全性高。而且機組本身壓縮機具有高低壓力保護，高低電壓保護，過電流過熱保護，壓縮機長期在冷水情況下工作，運行條件良好，工作負荷低。
以電谷錦江國際酒店為例，按照夏季通常供冷3個月，供暖4個月，每月30天，每天空調使用10小時計算，冬季水源熱泵與蒸汽采暖系統運行費分別為135.3萬元和276.4萬元；夏季水源熱泵與水冷螺桿機組制冷運行費分別為86.2萬元和97.8萬元，具有非常明顯的費用優勢。
此外，大廈的供水管路***有4條，分別是冷水、熱水、熱回水、中水，其中增加的中水管路負責為潔具的沖洗供水，另外大廈的消防用水、整個廣場的園林綠化澆灌用水也全部采用中水提供，完全避免了在沖洗、消防和園林用水方面對自來水和地下水的使用和開采。
使用大量中水也為大廈帶來巨大的經濟效益，據介紹，目前保定市中水的價格遠遠低於自來水費或地下水開采費用，成為整個大廈另壹個由節能產生的效益增長點。
汙水源熱泵中央空調及熱水系統應用於酒店項目，每年可利用中水737萬m 3，系統運行費比水冷螺桿加蒸汽系統節省188.5萬元，每年可節電188萬千瓦時，節約標準煤752噸，並減少了二氧化碳排放量546噸，SO2排放量16.54噸，NOX排放量7.52噸，煙塵排放量12.78噸。
新型建築集群———17項技術探求節能之路
電谷錦江國際酒店正在加緊建設的同時，11月5日，又壹座利用太陽能發電、廢水供熱的建築會展中心——— 電谷商務會議中心已經正式開工建設。
這座商務會議中心建築面積2.4萬平方米，大型地下停車場2.5萬平方米，項目總投資2.55億元。在商務會議中心四層建有保定市城市規劃展覽館面積2000平方米。展覽保定市城市規劃、城市發展圖片、大型沙盤等。
而這只是“電谷廣場”建設規劃的壹部分。
電谷廣場占地14.4公頃，總建築面積11.18公頃。在“電谷廣場”的規劃中，包括電谷錦江國際酒店、商務會議中心、會所、服務式公寓、住宅及壹座大型地下停車場。而這些建築，將全部采用節能減排新技術。
在大廈招標會上，英利集團提出的建設方案就已經引起了壹片驚嘆之聲。
這座大廈原來是保定市高新區壹個“半拉子”工程。在幾年時間內，建設單位幾經變化，卻始終沒有完成原定計劃。
在英利決定參與大廈投標之初，壹個問題就始終縈繞在他們心頭：要建設怎樣壹座建築，才能夠符合環保要求？
從事光伏產業近10年的英利集團，自然而然地將目光鎖定在了“太陽能 ”上。
“節能減排，是這個時代的重大主題之壹。”英利集團董事長苗連生說，他們的方案壹經推出，就受到保定市委、市政府的支持，保定市政府甚至專門向英利集團出具了壹份《函》，保證在電谷廣場的建設上給予大力支持。
在苗連生看來，節能減排已經成為未來建築的趨勢。為此，英利集團對涉及未來建築的眾多技術問題進行了研究——— 由於電池片的間距過大導致焊帶變形，影響美觀的技術難關；隱框式專用的太陽能全玻組件的開發；隱框及明框太陽能光電玻璃的安裝與布線的技術難關；標準組件在屋頂及弧形屋頂的技術方案；光伏發電系統數據采集及通訊接口、顯示設備的研究；數據上網的安全性、準確性、防幹擾能力、防入侵性能研究；太陽能光電系統運行風險與控制並網系統的兼容性研究、並網接口的預留及電量上網的計量系統探索……
在英利集團提供的資料上，相關新技術、新規範竟然有17項之多。
“這是壹個循環經濟的系統。”苗連生說，我國光電壹體化建築在正常發展和生態驅動發展兩種發展模式下發展，到2010年左右，其顯著的經濟和社會效益將會逐漸顯現出來，屆時太陽能利用量占社會總能耗的比例將不斷提高，二氧化碳及氮氫化合物的排放將大幅減少。