環能科技：建筑科技創新 賦能綠色中國建設

文/本刊記者 鄭茂典

環能科技承擔了水立方項目的“水立方半導體照明規模化系統集成技術研究”工作

上世紀，全球工業化和城鎮化迅速發展的同時，也引發了能源消耗巨大、環境污染和氣候變暖等全球性問題，世界各國政府、機構、建筑學者相繼提出了“綠色建筑”“近零能耗建筑”“低碳建筑”等諸多建筑理念。

我國的建筑行業，一頭連著經濟社會發展，一頭連著千家萬戶，是關系國計民生的重要行業，也蘊藏著減排降碳的巨大空間和綠色潛能。為應對全球氣候變暖，2020年我國正式提出“3060”雙碳目標。建筑行業作為支柱性產業無疑在減排降碳中肩負重任，如何從“高能耗、高排放”的傳統模式轉向節能、低碳的綠色發展模式，是擺在建筑行業面前的一道時代命題。

從“水立方”藍色光影裝點著夢幻夜空，到“冰絲帶”優聲傳導的魅力環境，一處處因創新科技所展現出來的獨特場景，為構建綠色低碳建筑發展提供了有力支撐。企業是建筑業綠色低碳發展科技創新的主體。建科環能科技有限公司（以下簡稱“環能科技”）始終堅持以探索建筑未來發展方向為己任，逐步向行業引領、國內領先、國際知名的科技型企業邁進。

環能科技先后承擔科技部支撐計劃、國家科技支撐計劃、國家重點研發計劃項目138項；承擔住建部科技計劃項目共69項；作為主編單位，完成國家各級標準規范的起草共305項。

本刊記者了解到，環能科技是中國建筑科學研究院有限公司下屬的科技型企業，由建筑環境與能源研究院、空氣調節研究所、建筑物理研究所等機構于2020年8月整合而來。環能科技，始終發揮自身優勢在數字服務、科研平臺、設計規劃等多維度不斷創新。一頭是科研，另一頭是成果轉化，在高質量發展為導向的綠色低碳戰略轉型過程中，環能科技融合跨行業的科技成果，全力實現建筑業綠色低碳發展目標。

“建筑行業發展影響到百姓生活的方方面面，建筑業的轉型升級必然要轉向綠色低碳，不僅關系現在，也關乎未來，對實現碳達峰、碳中和有顯著的作用和影響。”建科環能科技有限公司董事長、中國建筑科學研究院建筑環境與能源研究院院長徐偉表示。

冰絲帶，擴聲技術

視 欣賞建筑璀璨

北京中軸線北端，矗立著一座占地8萬平方米的水晶宮殿——國家游泳館。白天，這座酷似水分子的建筑在陽光下，宛如一位妙齡少女，嫻靜溫婉、柔情似水；夜幕降臨，它在燈光的裝扮下，頃刻間變得晶瑩剔透，宛如童話故事中的水晶宮殿。2008年，“水立方”作為夏季奧運會比賽場館之一，為世界矚目，而其獨特的建筑風格及其炫酷的氛圍燈光，更是成為焦點。中國建筑科學研究院建筑物理研究所（環能科技整合前身）負責科技部863科研課題，承擔該項目的“水立方半導體照明規模化系統集成技術研究”工作。

建筑物LED景觀照明工程，是國家游泳中心建筑設計的有機組成部分，不僅對“水立方”整體建筑效果至關重要，而且對奧運會賽事營造奧林匹克公園中心區完美的夜景環境至關重要。在中國建筑科學研究院建筑物理研究所的研究下，最終確定圍護結構采用新型的ETFE透光材料。通過優化ETFE氣枕光熱性能設計，平衡了室內采光與隔熱矛盾，保證了室內良好的光熱環境；結合圍護結構特點，首次創新采用了空腔內透光的照明方式和大規模LED夜景照明智能控制技術，達到節能、環保的目的。

最終，“水立方”成為2008年奧運場館景觀照明中惟一全部采用LED的場館，在兩萬多平方米的外立面安裝了11萬多只LED燈具。使用LED燈后，對比傳統照明采光方式，每年可減少汞排放量113.322克，每年減少二氧化碳排放量969.179噸，全年減少電能消耗745701.88千瓦時，全年節省電費84.95萬元，節能率達到73.34%。一系列技術突破以及成功的工程實際應用，使該工程不僅是國內的亮點和示范工程,也成為國際上典型工程。時至今日，十五年前建成的“水立方”依舊是一座世界級的低碳建筑，而整合后的環能科技則在LED夜景照明的成果轉換中不斷前行。

聽 聆聽建筑聲音

國家速滑館是2022年北京冬季奧林匹克運動會的主場館，其約1.2萬平方米的冰面創下了世界之最，不過由于冰面屬于聲音強反射面，加之封閉的超大空間環境，館內回音很大，無法達到擴聲的基本要求。中國建筑科學研究院建筑環境與能源研究院（環能科技整合前身）承擔了“國家速滑館建筑聲學設計”的相關工作。

在遵循電建聲學理論擴聲區精確覆蓋和各覆蓋區盡量不相互干擾的基本原則下，設計團隊通過創新設計，形成了針對場館的解決方案。為克服水平指向性不足問題，團隊在設計方案中，對更難把控的冰面擴聲區域，通過全頻音箱設計技術，使擴聲區域從垂直到水平指向性都得到嚴格把控，擴聲時溢出指定區域的聲音成分也最大可能地降低。但擴聲區域相互干擾是不可能完全避免，如果想做到讓各擴聲區域不互相干擾，需要讓擴聲區域分割數量減少。國家速滑館擴聲一共劃分為8大區域，其主要使用8串面陣列音箱擴聲覆蓋。

在擴聲設計過程中，通過采用集中吊掛與分散延時補聲相結合的方式，充分利用電聲手段克服建聲不足，實現了高清晰度的擴聲效果。達到語言擴聲清晰度平均值超過0.6，而奧運會的標準是0.5，該創新技術的應用遠超國際水平，是中國智慧在擴聲領域的優秀表現。

西藏浪卡子縣采暖工程是亞洲規模最大的太陽能供熱采暖項目

觸 感受建筑溫度

西藏浪卡子縣太陽能集中供暖工程，是在高原高海拔地區利用清潔能源供暖的利民舉措，對于“雪域凈土”的生態環境保護具有重大意義。作為全球大型太陽能集中供熱的標桿項目，浪卡子項目在聯合國大會、世界太陽能大會以及國際能源署Task55專家會議等多個重要場合，成為全球專家關注的焦點。

浪卡子項目位于海拔4500米以上的西藏自治區山南市，冬季最低氣溫在零下20度左右，于2018年建成并當年投入使用。浪卡子縣大型太陽能集中供熱項目，建設前期邀請了國內外太陽能研究和應用領域的權威專家組成專家團隊，環能科技整合前身的中國建筑環境與能源研究院作為專家組之一，采用“十三五”重點研發計劃項目研發的大型太陽能供熱集成設計方法、大型蓄熱水池建造技術等，僅依靠太陽能滿足城區8.9萬平方米建筑供暖需求，促進了西藏地區供暖方式變革。

我國太陽能總輻射資源豐富，總體呈“高原大于平原、西部干燥區大于東部濕潤區”的分布特點。其中，青藏高原最為豐富，年總輻射量超過每平方米1800 kWh，部分地區甚至超過2000 kWh每平方米。西藏太陽能資源最豐富的月份是11月、12月和1月，而這段時間正是西藏氣溫最低的時段，極端低溫達到零下40度到零下50度左右。作為全世界太陽輻射最強的地區之一，西藏地區極為適合發展太陽能供熱供暖技術。

該項目系統白天利用大平板集熱器組成的集熱場高效吸收太陽能，并將熱量儲存在蓄熱水池中，根據建筑不同的用熱需求進行用熱的合理調配。浪卡子項目建成時是當時世界海拔最高的太陽能區域供熱供暖工程，是中國太陽能區域供熱供暖工程從0到1的突破，它實現了整個采暖季100%太陽能供熱，是世界上第一個太陽能實際運行保證率達到100%的大型太陽能集中供熱項目。

在建筑行業增長趨緩的背景下，人們對居住空間體驗感的重視，應當視為行業重要的升級方向，能否營造綠色、舒適、健康的居住環境，已經成為新一代消費者的首要追求和關鍵考量。“視”“聽”“觸”，是建筑行業從傳統轉向綠色、低碳為人們提升生活幸福感所帶來的真實感受，這背后是以環能科技為代表的企業守正創新，發揮技術與資源優勢，帶領社會生活闊步向前。