陽光能否照亮摩天大樓而非燈泡?

利用太陽光照亮辦公樓而不是電力可以節省能源。但這是否負擔得起呢?


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輻射計跟蹤太陽在曼哈頓天際線上的行進,並從屋頂向下方90米的樓層的指揮計算機發送訊號。百葉窗隨著電機的嗡嗡聲緩緩落下,切斷了太陽光對電腦螢幕的眩光。另一臺計算機觸發建築物另一側的遮陽簾升起,同時另一個系統關閉空調並調整內部燈光。

《紐約時報》公司在其 52 層總部使用世界上最古老的照明技術:太陽光,節省能源。落地窗讓陽光湧入辦公空間,感測器隨後會調暗內部燈光以節省能源。在這個過程中,與紐約市的其他建築物相比,據勞倫斯伯克利國家實驗室 (LBNL) 準備的一份新報告顯示,《泰晤士報》大廈的能源消耗減少了 24%。

讓太陽承擔照亮建築物的工作是顯而易見的。它既便宜又免費,而且就像一扇窗戶一樣簡單。或者,正如可持續能源合作伙伴的常務董事亞當·辛吉所說,“我們可以從廉價化石燃料和無處不在的空調出現之前的建築實踐中重新學習經驗”。目前,世界城市中用於照明、冷卻和通風的能源約佔人類二氧化碳排放量的 40%,二氧化碳是導致氣候變化的主要溫室氣體。

但事實證明,利用日光比建造落地窗要複雜得多。在像紐約這樣的城市中的現代建築,其窗戶需要特定的玻璃,以控制眩光,以及一些形式的遮陽,以阻擋至少一部分陽光,使員工能夠看到他們的電腦螢幕。一個節能系統需要可調光燈,這些燈必須價格合理、經久耐用且易於維護。而且,使用該建築物的人必須喜歡這個系統——或者至少覺得它易於控制。

為了更好地瞭解所有這些因素,《泰晤士報》在皇后區的大學點建造了一個 400 平方米的建築物全尺寸模型,以便在曼哈頓進行最終施工之前測試各種系統。即便如此,為《泰晤士報》的 20 層辦公空間配備採光裝置也構成了“美國最大的創新照明和遮陽技術直接採購”,根據LBNL 報告

紐約市擁有美國全部辦公空間的約 10%——超過 5010 萬平方米——並且可以透過更多地依賴陽光(以及更簡單的修復措施,例如關閉夜間不需要的燈)每年節省 7000 萬美元的電力成本,或約 340 吉瓦時的電力。這是根據綠色紐約倡導組織最近釋出的一份名為“讓陽光照進來”的報告得出的結論,該報告指出,紐約市建築物中使用的能源超過四分之一用於室內照明,即使在陽光明媚的中午也經常使用。

早在 1977 年,當 LBNL 的建築大師斯蒂芬·塞爾科維茨開始從事節能建築時,他的第一個專案就提倡更多地利用日光。然而,自那以來的 35 年裡,趨勢卻朝著相反的方向發展。“我是一個失敗者,因為我們現在應該已經解決了這個問題,”他說。“它不具有可擴充套件性”,這意味著在一個建築物中獲得的經驗沒有轉化為其他類似的建築物,甚至其他城市。

《泰晤士報》大廈也是一個例子。雖然該公司本身採用了先進的採光和節能系統,但它僅佔地 140,000 平方米建築物的一半多一點。剩餘的空間由共同所有者 Forest City Ratner 出租給租戶——並非所有租戶都選擇這種系統,這種系統每平方英尺(0.09 平方米)的辦公空間可能花費 2 美元到 10 美元。

當然,根據塞爾科維茨對《泰晤士報》大廈的分析,該成本每年每平方英尺可節省約 3 千瓦時的能源,或者每層樓每年節省約 13,000 美元。他指出,這“相當不錯”。但建築經理通常持懷疑態度。即使是《紐約時報》設施總監帕特里克·惠蘭也認為,新系統,尤其是地板下的空氣迴圈通風口,在公司於 2007 年搬入時將會是一場“噩夢”。(地板下的通風口透過減少空氣移動所需的泵以及依賴內部建築物空氣的自然升溫來實現迴圈,從而節省能源。冷空氣從地板上升起,變暖並上升到天花板。)

“基本上,一切都執行得非常好,”惠蘭說。地板下的通風口被證明比天花板上的傳統泵送通風口更容易接觸且更安靜,並且在五年內,只有 5% 的節能、可調光的熒光燈需要更換——這證明燈泡是耐用的。“說實話,我們很少收到投訴,”他補充道。

然而,由於新的建築物在北部和西部拔地而起,複雜的系統現在必須重新訓練以應對新窗戶產生的意外眩光。這需要對反射進行全面的研究,然後重新程式設計計算機控制系統。最後,儘管使用陽光看起來很容易,“你不能從床上掉下來就自己做到這一點,”塞爾科維茨說。

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