Энергоэффективный небоскреб: Башня Жемчужной реки

Нет, это далеко не выдающийся небоскреб в плане высоты. А говорим мы о нем потому, что он по проекту пытается войти в ряд НУЛЕВОК. Исходная цель команды разработчиков состояла в том, чтобы создать здание с избыточной выработкой энергии, которое будет САМО СЕБЯ ОБЕСПЕЧИВАТЬ ЭНЕРГИЕЙ и даже продавать это избыточное питание локальной электрической сети.

Воплощение в жизнь подобных эко-проектов в Китае началось довольно давно. Пока, правда, большого распространения такие «нулевки» не получили, но, тем не менее, прецедент создан и дело за малым – за внедрением энергосберегающих технологий в широкую практику. Сегодня мы поговорим о проекте Башни «Жемчужная река», полностью соответствующему всем новым тенденциям в эко-строительстве. Впрочем, это не совсем проект, а уже реальный объект, который строится в городе Гуанчжоу на юге Китая.

В Китае немало мегаполисов, что вполне естественно при громадной численности населения. Прекрасный Гуанчжоу по праву можно назвать одним из самых динамично развивающихся городов Китая. Гуанчжоу разрастается буквально на глазах, превращаясь в некое подобие индустриального рая. Однако вместе с появлением новых кварталов и промышленных предприятий все острее встает вопрос об экологической безопасности. Огромный пульсирующий мегаполис потребляет колоссально много энергии. В процесс выработки энергии, необходимой для нужд города, в атмосферу выбрасываются сотни тонн загрязняющих веществ и диоксида углерода. А как мы уже знаем, именно СО2 является основным виновником глобального потепления и природных катаклизмов, происходящих в мире.

Итак, Башня, имеющая поистине живописное название «Жемчужная река», построена в районе Тяньхе города Гуанчжоу. Изначально разработчики планировали Жемчужную Реку как энергоположительное здание, т.е. не только вырабатывающее энергию для собственных нужд, но и отдающее ее другим объектам. Однако позже от этой идеи отказались. Действительно, заставить огромный дом потенцировать энергию, достаточную для самообслуживания довольно трудно, а уж превратить небоскреб в электростанцию-донора и вовсе немыслимо.

Первый камень Башни был заложен 8 сентября 2006 года, а к концу 2010 года небоскреб планируют пустить в эксплуатацию. Уже сейчас мы можем видеть на фотографиях, присланных со стройплощадки, что процесс строительства в полном разгаре. Высота здания достигла важной отметки – уровня первых ветряных турбин, которые будут расположены в гигантских, буквально пронизывающих дом, каналах. Всего планируется два ряда турбин: первый, примерно на 20-21 уровне, а второй – на 40-41. Таким образом, технические этажи, обдуваемые всеми ветрами, делят Башню на три практически равных части. О предназначении турбин мы подробно расскажем ниже, но вдумчивый читатель, конечно, догадался, что ветряки послужат отличным преобразователем энергии ветра в электричество.

Внешний облик Башни «Жемчужная река» напоминает гигантскую голубую волну, которая восстает из каменных джунглей. Такой замысловатый дизайн придумал известный американский архитектор Gordon Gill, который ранее работал в не менее известном архитектурном бюро SOM (Skidmore, Owings and Merrill), а теперь является партнером в собственной компании Adrian Smith + Gordon Gill Architecture. В разработке участвовали также архитектор Адриан Смит и инженер Роджер Фречетт.

Сегодня за данный проект по-прежнему ответственность несет архитектурное инженерное бюро SOM. Чикагские архитекторы уже не раз прославили свою контору, например, тем, что построили знаменитую «Башню свободы» в Нью-Йорке. Также Skidmore спроектировало небоскреб Бурж Дубай, именно он в скором времени станет высочайшим зданием мира. Так что, надеемся, и этот проект послужит достойным продолжением «зала славы» SOM.

Заказчиком строительства Pear River Tower выступило крупнейшее в Китае предприятие по производству табачной продукции — China National Tobacco Corporation. В Башне расположится штаб-квартира корпорации. Интересно было бы знать, чем продиктовано такое неожиданное стремление к экологическому строительству: банальной жаждой славы, чрезмерной бережливостью или действительной заботой о природе? Пожалуй, истинный ответ на этот вопрос останется, скорее всего, тайной. Можно предполагать, что CNTN двигали все-таки меркантильные интересы. Так, в своем заказе на разработку проекта главным условием было собрать все самые известные и новые технологии в сфере «зеленого строительства» и органично воплотить их в одном здании, коим и стала Жемчужная Река.

Башня «Жемчужная река» является вполне самодостаточным сооружением, не нуждающимся в богатых украшениях. Внушительные размеры небоскреба и его невиданные обтекаемые формы — лучший декор, гораздо более яркий, чем помпезные шпили или магическая многоцветная иллюминация.

Высота здания согласно проекту планируется немалая – 310 метров. Всего в доме предусмотрен 71 этаж — 69 офисных и 2 технических. Именно на технических уровнях устроят гигантские ветряные турбины, которые установят вертикально в специальных каналах. Такое расположение ветряков более эффективно. Разработчики подсчитали, что автономные ветряные мельницы давали бы в 15 раз меньше энергии, чем те, которые планируется интегрировать в здание. В общем-то, это и понятно. На высоте в сотню метров дуют сильнейшие ветры. К тому же скорость ветра в 2.5 раза усилится за счет конструктивных особенностей здания. Фасад небоскреба в форме гигантской вертикальной волны плавно закругляется перед каждым каналом с ветряками. В образовавшуюся гигантскую щель потоки воздуха направятся с большей силой, способствуя наращиванию вращения огромных лопастей турбин и потенцируя генерацию мегаватт энергии. Еще одно положительное свойство отверстий в небоскребе – уменьшение ветровой нагрузки на здание, которую неизбежно испытывают все небоскребы. Расположение сооружения тоже выбрано неслучайно, фасад дома ориентирован навстречу ветрам, дующим с юга Китая.

Согласно ведущему архитектору проекта Гордону Джиллу (Gordon Gill), это не просто здание, а «высокоэффективный инструмент, сформированный солнцем и ветром».

Солнце и ветер пустыни обычно формируют дюны. Плавные формы «Жемчужной реки» их как раз и напоминают. Причём, здесь эти волны — не просто оригинальный дизайн, но ещё и конструктивная необходимость.

Вместе с архитектором Адрианом Смитом (Adrian Smith) и инженером Роджером Фречеттом (Roger Frechette) Джилл придумал яркое сооружение, в котором авторы применили практически все уловки, обычно используемые в «зелёных» домах.

К примеру, тут будет выполнено специальное двойное остекление южного фасада (с вентиляцией между стёкол), способствующее снижению нагрева здания.

Здесь также будут устроены автоматические жалюзи, поворачивающиеся на нужный угол по мере путешествия Солнца по небу, а также – открывающиеся в пасмурную погоду для увеличения естественного освещения офисов. Всё это снизит затраты на кондиционирование.

Разумеется, нашлось тут место и для рядов солнечных батарей, поставляющих электричество в аккумуляторы здания. А кроме фотоэлектрических панелей здесь смонтированы и солнечные тепловые коллекторы, нагревающие воду для обитателей небоскрёба.

Также американцы запланировали для «Жемчужной реки» систему сбора дождевой воды, а ещё — систему очистки и рециркуляции воды технической (используемой, к примеру, для слива в унитазах), что должно сократить до минимума потребность здания во внешнем источнике влаги.

Но главное, что, к слову, и определило необычный облик сооружения — это ветровые турбины, установленные внутри здания на двух технических этажах, продуваемых насквозь.

Вот зачем архитекторы нарисовали такие обтекаемые формы.

Плавные закругления стен направляют воздух в эти узкие каналы, где даже небольшие перепады давления между двумя основными фасадами конвертируются в довольно быстрый поток, вращающий электрические «мельницы».

Но эта выработка энергии должна быть существенной ещё и потому, что главный фасад башни ориентирован в сторону преобладающего в этом городе ветра.

В Жемчужной Реке предусмотрена и масса других инноваций, существенно экономящих средства на обслуживание здания и способствующих рациональной планировке помещений. Например, в полы встроена система, по которой циркулирует охлажденная жидкость. Таким образом, осуществляется кондиционирование. Инженерам удалось избежать объемных сетей принудительного воздушного охлаждения. Высвободившиеся площади использовали для устройства 5 дополнительных этажей, причем безо всяких дополнительных расходов и увеличения первоначальной высоты здания.

В Гуанчжоу большую часть года тепло и влажно, поэтому разработчики уделили большое внимание не только системе охлаждения, но и осушения воздуха. Она организована также в скрытых вентиляционных шахтах, где установлены пассивные осушители воздуха, позволяющие убрать излишнюю влагу без привлечения энергетических ресурсов. Сухой горячий воздух будет поступать из каналов, организованных между двойным остеклением южного фасада. Подобная вентиляция стекол к тому же снизит общий нагрев здания и, как следствие, затраты на его кондиционирование.

Солнечную энергию планируется использовать в полной мере, нисколько не меньше, чем ветряную. Для этого фасад здания обрамят фотоэлектрические панели. Излишки энергии будут запасаться в аккумуляторных батареях. Специальные панели, не только предусматривают улавливание солнечной энергии, но еще и уменьшают нагрев здания. Покрытие стекол в окнах Жемчужной Реки также не обычное, а антибликовое, способствующее отражению прямых солнечных лучей. Подобные стекла, во-первых, помогут избежать излишнего перегрева офисных помещений, а во-вторых, повысят комфорт пребывания в здании, создавая мягкое освещение в комнатах. Дополнительно все окна оборудуют «умными» автоматическими жалюзи. Они будут самостоятельно открываться и закрываться в зависимости от положения Солнца на небе.

Экономия воды, впрочем, как и теплоснабжение здания, в Башне задумано по последнему слово экологической моды. Например, в дом внедрят тепловые коллекторы, в которых вода будет нагреваться за счет солнечной энергии. Эту горячую воду пустят на обогрев и хозяйственные нужды. Откуда же возьмется сама вода? С неба. На крыше установят сборники дождевой влаги, которые будут направлять ее на дальнейшую очистку и переработку. Для еще пущей экономии воды в Perl River Tower организуют безводные писсуары. В итоге поступление воды извне понадобится в гораздо меньших объемах, чем это обычно требуется для подобных сооружений.

В системе охлаждения здания, которое будет работать в весьма жарком, влажном и солнечном климате, авторы задумали применить ещё целый ряд новинок, способных сократить расход энергии на поддержание микроклимата.

Это и пассивные осушители вентиляционного воздуха (каналы вентиляции проходят в полах здания), и система охлаждения воздуха в офисах с высоким КПД. В отличие от распространённых систем централизованного кондиционирования, она основана на циркуляции хладагента по многочисленным разветвлённым каналам, также пронизывающим полы на всех этажах.

Строительство Pearl River Tower закончено к 2009 году. Её авторы считают, что данный проект – прекрасная возможность собрать вместе практически все известные на данный момент «зелёные» технологии для небоскрёбов. Тем более, что таков и был заказ устроителя конкурса – компании CNTC.

71-этажное здание Башни Жемчужной Реки было завершено в марте 2011. Но высокие мечты SOM остались недосягаемыми. Башня Жемчужной реки все еще расходует энергию, но почти на 60% меньше, чем традиционное здание подобного размера.