出品 | 網(wǎng)易新聞

　　作者 | 常松，清華大學(xué)材料學(xué)院博士

　　第二屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)前不久剛剛落下帷幕，這樣一項(xiàng)博覽會(huì)的規(guī)模也是驚人的——本屆進(jìn)博會(huì)參展企業(yè)平均展覽面積93平方米，簽約參展的世界500強(qiáng)和行業(yè)龍頭企業(yè)超過(guò)250家。

　　那么，一個(gè)怎么樣的場(chǎng)地才能將這么大規(guī)模的博覽會(huì)裝進(jìn)去呢？作為會(huì)場(chǎng)的國(guó)家會(huì)展中心（上海）吸引了來(lái)自各界的目光。今天，我們就來(lái)談?wù)勥@座國(guó)內(nèi)最大的會(huì)展綜合體的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)。

　　（高分二號(hào)衛(wèi)星拍攝的上海國(guó)家會(huì)展中心）

　　設(shè)計(jì)可容納40萬(wàn)人次，這是一個(gè)怎樣的龐然大物？

　　國(guó)家會(huì)展中心（上海）位于上海市虹橋商務(wù)區(qū)核心區(qū)，緊鄰虹橋交通樞紐，平面為四葉草形狀，由13個(gè)大展廳、3個(gè)小展廳組成，項(xiàng)目總用地面積85.6萬(wàn)平米，建筑總規(guī)模達(dá)147萬(wàn)平米，其中地上建筑面積127萬(wàn)平米，是當(dāng)今世界最大規(guī)模的單體會(huì)展建筑。

　　它位于虹橋機(jī)場(chǎng)的臨空區(qū)被，限高43米，如何將近150萬(wàn)平米的龐然大物合理地置入900米見方的地塊之中，成為了設(shè)計(jì)之初的難題之一。它既不能像很多會(huì)展中心那樣分散布局，又無(wú)法向高空發(fā)展，最終，采用了緊湊集約、立體高效設(shè)計(jì)的“四葉草”造型脫穎而出。

　　會(huì)展區(qū)域作為整個(gè)綜合項(xiàng)目的核心引力空間，占據(jù)四個(gè)“葉面”的大空間，室外廣場(chǎng)位于最核心的位置，起到人群匯聚融合的作用。由于功能的集中，建筑形體通過(guò)葉片的曲線變化，拓展出外圍的延展面，將不同功能區(qū)域出入口沿外圍均勻布置，有利于外部人群的分布式集散。

　　四葉草的每一片葉子都是一個(gè)組團(tuán)，包括2-4個(gè)展廳和辦公、酒店，在中央?yún)R聚出商業(yè)空間和廣場(chǎng)。

　　交通上，它還將十字形的雙層立體交通系統(tǒng)植入綜合體內(nèi)部，通過(guò)8米標(biāo)高的步行體系和16米標(biāo)高的貨運(yùn)車行體系的建立，實(shí)現(xiàn)多元功能空間高效的步行、車行聯(lián)系，并創(chuàng)新性地開拓了大型展廳雙面布展的高效模式。

　　集裝箱卡車可以直接開到二樓，進(jìn)行快速布展和撤展，這是以往任何展覽會(huì)場(chǎng)都沒有過(guò)的設(shè)計(jì)，它對(duì)承載力的要求非常高。為了達(dá)到強(qiáng)度，展廳二層大跨樓蓋采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，并采取預(yù)應(yīng)力筋分段優(yōu)化，解決了承載力的世界性難題。

　　聯(lián)系整個(gè)建筑空間的是240根柱列，這些柱列內(nèi)藏玄機(jī)，除了內(nèi)部對(duì)屋面結(jié)構(gòu)起到穩(wěn)固作用以外，同時(shí)將屋面雨水隱藏在柱中，直接匯入地下市政管網(wǎng)。

　　會(huì)展建筑體量大能耗高，如何節(jié)能是個(gè)大問(wèn)題

　　在各種建筑類型中，會(huì)展建筑由于其巨大的體量往往也是能耗較高的建筑，而它又與普通公共建筑有明顯差異，因此所適用的綠色建筑技術(shù)也是不同的。

　　與傳統(tǒng)的城市綜合體不同，會(huì)展綜合體是以“會(huì)展”為核心引力磁場(chǎng)的綜合功能建筑群體，其辦公、酒店、商業(yè)功能均與會(huì)展活動(dòng)息息相關(guān)。同時(shí)，不同于傳統(tǒng)的會(huì)展建筑，會(huì)展綜合體更注重多元功能空間的活力共振，各功能空間不是僅僅作為會(huì)展的配套空間，而是作為獨(dú)立的功能單元，通過(guò)有機(jī)整合，形成互為服務(wù)、互為補(bǔ)充的統(tǒng)一體。

　　（上海國(guó)家會(huì)展中心的功能布局）

　　1、能省就省的能源供應(yīng)

　　國(guó)家會(huì)展中心（上海）規(guī)劃建設(shè)了適當(dāng)規(guī)模的熱、電、冷、生活熱水四聯(lián)供的區(qū)域功能能源站，集中向展廳、酒店、商務(wù)中心、公共服務(wù)設(shè)施、辦公設(shè)施提供空調(diào)冷媒水、采暖熱水、生活熱水。這一舉措集中減低了能源消耗，也有利于內(nèi)燃機(jī)煙氣排放集中管控，減少污染程度。

　　針對(duì)國(guó)家會(huì)展中心（上海）擁有展覽、會(huì)議、商務(wù)、酒店、辦公業(yè)態(tài)，不同業(yè)態(tài)的用能需求不同，供冷系統(tǒng)采用天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)余熱制冷+水蓄冷+直燃型溴機(jī)制冷+調(diào)峰電制冷的符合能源模式，供熱系統(tǒng)則是天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)余熱制熱+調(diào)峰直燃型溴機(jī)制熱+生活熱水鍋爐的組合模式。

　?。照{(diào)負(fù)荷總匯）

　　天然氣發(fā)電的冷熱電“三聯(lián)供”系統(tǒng)，省卻了建筑內(nèi)設(shè)置鍋爐、冷卻塔，減低了潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)營(yíng)上也節(jié)省了人力成本，目前世界上只有少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家的場(chǎng)館采用這項(xiàng)技術(shù)，如德國(guó)慕尼黑國(guó)際會(huì)展中心、日本幕張國(guó)際會(huì)展中心等。

　　這種“三聯(lián)供”系統(tǒng)，并網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)生的余熱用來(lái)夏季供冷、冬季供暖、供生活熱水，實(shí)現(xiàn)了能源的梯度利用，能源利用效率達(dá)到了85%，并且使用水蓄冷系統(tǒng)的“移峰填谷”有效緩解了區(qū)域用電緊張。每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1.6萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放量4萬(wàn)噸。

　　2、智能的光伏發(fā)電系統(tǒng)

　　國(guó)家會(huì)展中心（上海）的太陽(yáng)能光伏發(fā)電一期工程利用屋頂面積3萬(wàn)余平米，建設(shè)約3MWp屋頂并網(wǎng)光伏電站。光伏組件將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換成直流電，通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，之后經(jīng)由升壓變壓器升壓并將電力輸送到電網(wǎng)，自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。未來(lái)光伏二期工程考慮采用光伏發(fā)電+儲(chǔ)能+充電的系統(tǒng)形式。

　　上海國(guó)家會(huì)展中心的光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電量主要用于建筑以及為新能源汽車充電，建筑負(fù)荷分為3種類型——展館、辦公以及商業(yè)。

　　（上海國(guó)家會(huì)展中心的光伏用電量預(yù)測(cè)）

　　整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)依靠大數(shù)據(jù)建立起用電量預(yù)測(cè)模型，對(duì)國(guó)家會(huì)展中心的短期用電量進(jìn)行預(yù)測(cè)。新能源汽車充電量由充電汽車數(shù)量決定，展會(huì)與無(wú)展會(huì)期間充電車的數(shù)量以及充電量信息可從停車場(chǎng)管理系統(tǒng)以及充電樁管理系統(tǒng)中獲取。此外，還通過(guò)建立預(yù)測(cè)太陽(yáng)輻射量和溫度以及光電轉(zhuǎn)換功率預(yù)測(cè)模型，得到光伏發(fā)電量的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，建立短期太陽(yáng)輻射量預(yù)測(cè)模型。

　　3、讓風(fēng)吹到人身邊

　　國(guó)家會(huì)展中心（上海）的空間之大是國(guó)內(nèi)罕見的，如何將空調(diào)的冷氣、熱氣送到人員活動(dòng)區(qū)域是一大挑戰(zhàn)。

　　設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)首先進(jìn)行了調(diào)研，結(jié)合會(huì)展建筑特點(diǎn)反復(fù)論證，3個(gè)CFD獨(dú)立團(tuán)隊(duì)采用不同軟件進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，在比較了上送風(fēng)和側(cè)送風(fēng)的國(guó)家規(guī)定、實(shí)際效果、人員體感等因素之后，空調(diào)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成全部上送風(fēng)、側(cè)下部回風(fēng)。

　　送風(fēng)口為自動(dòng)調(diào)節(jié)氣流流型風(fēng)口，空氣處理機(jī)組出風(fēng)口及回風(fēng)口均設(shè)有溫度傳感器，風(fēng)口控制器根據(jù)送風(fēng)溫度、送回風(fēng)溫差，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)口處的導(dǎo)流葉片，進(jìn)而調(diào)節(jié)氣流流型。

　?。ㄉ虾?guó)家會(huì)展中心的送風(fēng)溫度模擬）

　　送冷風(fēng)時(shí)，送風(fēng)溫度和回風(fēng)溫度（室內(nèi)溫度）為正偏離，導(dǎo)流葉片角度加大，氣流流型接近旋流風(fēng)口，以控制氣流射程、利用冷空氣自然下降特性送至人員活動(dòng)區(qū)。送熱風(fēng)時(shí)，送風(fēng)溫度和回風(fēng)溫度（室內(nèi)溫度）為負(fù)偏離，導(dǎo)流葉片角度減小，氣流流型接近噴口，加大氣流射程，以將熱風(fēng)送至人員活動(dòng)區(qū)。

　　4、純LED的照明系統(tǒng)

　　得益于上海世博會(huì)的LED照明經(jīng)驗(yàn)，國(guó)家會(huì)展中心（上海）共使用了12萬(wàn)套燈具，是當(dāng)年上海世博會(huì)世博中心政務(wù)廳（當(dāng)時(shí)世界首次實(shí)施超大空間LED室內(nèi)白光照明）的6倍，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)外LED照明的全覆蓋。

　?。?4米高的展廳）

　　國(guó)家會(huì)展中心（上海）也是世界第一個(gè)全部使用LED照明的大型會(huì)展建筑，特別是3個(gè)34米高的世界最高展廳，使用280瓦的LED燈具代替400瓦的金鹵燈，照度達(dá)到350-450流明，這是LED功能照明第一次突破這一高度的照度指標(biāo)，用電僅是金鹵燈的70%，這一過(guò)程必須解決高大展廳的照度、散熱、色溫、眩光等技術(shù)難題。

　　僅高大展廳這一項(xiàng)，經(jīng)過(guò)計(jì)算，每年節(jié)約用電646萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2580噸，減少二氧化碳排放6430噸，減少二氧化硫排放194噸。

　　5、不怕停電的安全電梯

　　同樣是上海世博會(huì)的嘗試結(jié)果，得益于上海世博會(huì)園區(qū)的“超級(jí)電容”車的示范，超級(jí)電容電梯走進(jìn)會(huì)展中心。

　　“停電不急?！钡某?jí)電容電梯是一種全新概念的“安全電梯”。正在運(yùn)行的電梯忽然急停，會(huì)給乘客帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，而安全電梯則通過(guò)超級(jí)電容“儲(chǔ)電”，在最惡劣情況下仍可保證運(yùn)行15米以上。

　　國(guó)展中心共有50臺(tái)超級(jí)電容電梯，其中有6臺(tái)在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了“停電不急?！钡陌踩δ?。

　　經(jīng)過(guò)權(quán)威部門檢測(cè)，超級(jí)電容節(jié)能電梯在模擬工況下綜合節(jié)電率為25%，最高可達(dá)33%以上。400多臺(tái)電梯通過(guò)采用超級(jí)電容和回饋系統(tǒng)結(jié)合的方式，年節(jié)電約300萬(wàn)度，相當(dāng)于上海3500多戶居民的年用電量。

　　6、會(huì)展垃圾回收與處理

　　項(xiàng)目首創(chuàng)了紅線范圍內(nèi)新建垃圾處理中心對(duì)會(huì)展固體廢棄物進(jìn)行回收和綜合處置。

　　會(huì)展垃圾其來(lái)源包括場(chǎng)館建設(shè)和會(huì)展搭建撤展產(chǎn)生的廢物（生產(chǎn)垃圾）以及展館觀眾產(chǎn)生的生活廢物。

　　經(jīng)過(guò)預(yù)測(cè)，國(guó)家會(huì)展中心（上海）的綜合垃圾產(chǎn)量平峰時(shí)每天36噸，高峰時(shí)達(dá)到69噸，極端高峰可以達(dá)到117噸，布展撤展日達(dá)到192噸。其垃圾處理系統(tǒng)可以通過(guò)分類收集進(jìn)行資源回收和綜合處理，達(dá)到垃圾分類100%，無(wú)害化處理100%，資源利用率60-70%。為此，國(guó)家會(huì)展中心（上海）專門設(shè)置了一座垃圾處理中心，用于回收和處置生產(chǎn)廢物。

　　樓內(nèi)的生活垃圾、廚余垃圾的收集方式則是采用密封管道集中投遞收集，由專門的保潔人員統(tǒng)一收集后，經(jīng)過(guò)樓層投入門、特定的餐飲樓層廚余垃圾收集管道實(shí)施垃圾投遞，再經(jīng)過(guò)各自獨(dú)立的垂直管道輸送系統(tǒng)進(jìn)度地下一層，將垃圾收集到暫存室的生活垃圾壓縮設(shè)備或者冷藏設(shè)備中，定時(shí)配合壓縮設(shè)備，使用垃圾車進(jìn)行清運(yùn)。這個(gè)管道完全與人流隔離，有效杜絕了氣味、視覺、蚊蠅等對(duì)于會(huì)展區(qū)的影響。

　　結(jié)語(yǔ)

　　國(guó)家會(huì)展中心（上海）作為國(guó)內(nèi)最大的會(huì)展綜合體，在設(shè)計(jì)、施工、管理上都堅(jiān)持全周期的綠色低碳理念，它不僅刷新了會(huì)展綜合體建設(shè)的規(guī)模紀(jì)錄，更是綠色建筑在會(huì)展綜合體上的一次創(chuàng)新應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

　　作為世界上認(rèn)知度最高的標(biāo)簽，中國(guó)制造（Made in China）正尋求戰(zhàn)略升級(jí)。「了不起的中國(guó)制造」專欄，力邀行業(yè)權(quán)威、資深玩家，呈現(xiàn)他們眼中的中國(guó)創(chuàng)新之路。

　　投稿請(qǐng)聯(lián)系newsresearch_ntes@163.com，稿件一經(jīng)刊用，將提供千字800元的稿酬。

　　編輯| 史文慧