阳光能否照亮摩天大楼而非灯泡?

利用太阳光照亮办公楼而不是电力可以节省能源。但这是否负担得起呢?


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辐射计跟踪太阳在曼哈顿天际线上的行进,并从屋顶向下方90米的楼层的指挥计算机发送信号。百叶窗随着电机的嗡嗡声缓缓落下,切断了太阳光对电脑屏幕的眩光。另一台计算机触发建筑物另一侧的遮阳帘升起,同时另一个系统关闭空调并调整内部灯光。

《纽约时报》公司在其 52 层总部使用世界上最古老的照明技术:太阳光,节省能源。落地窗让阳光涌入办公空间,传感器随后会调暗内部灯光以节省能源。在这个过程中,与纽约市的其他建筑物相比,据劳伦斯伯克利国家实验室 (LBNL) 准备的一份新报告显示,《泰晤士报》大厦的能源消耗减少了 24%。

让太阳承担照亮建筑物的工作是显而易见的。它既便宜又免费,而且就像一扇窗户一样简单。或者,正如可持续能源合作伙伴的常务董事亚当·辛吉所说,“我们可以从廉价化石燃料和无处不在的空调出现之前的建筑实践中重新学习经验”。目前,世界城市中用于照明、冷却和通风的能源约占人类二氧化碳排放量的 40%,二氧化碳是导致气候变化的主要温室气体。

但事实证明,利用日光比建造落地窗要复杂得多。在像纽约这样的城市中的现代建筑,其窗户需要特定的玻璃,以控制眩光,以及一些形式的遮阳,以阻挡至少一部分阳光,使员工能够看到他们的电脑屏幕。一个节能系统需要可调光灯,这些灯必须价格合理、经久耐用且易于维护。而且,使用该建筑物的人必须喜欢这个系统——或者至少觉得它易于控制。

为了更好地了解所有这些因素,《泰晤士报》在皇后区的大学点建造了一个 400 平方米的建筑物全尺寸模型,以便在曼哈顿进行最终施工之前测试各种系统。即便如此,为《泰晤士报》的 20 层办公空间配备采光设备也构成了“美国最大的创新照明和遮阳技术直接采购”,根据LBNL 报告

纽约市拥有美国全部办公空间的约 10%——超过 5010 万平方米——并且可以通过更多地依赖阳光(以及更简单的修复措施,例如关闭夜间不需要的灯)每年节省 7000 万美元的电力成本,或约 340 吉瓦时的电力。这是根据绿色纽约倡导组织最近发布的一份名为“让阳光照进来”的报告得出的结论,该报告指出,纽约市建筑物中使用的能源超过四分之一用于室内照明,即使在阳光明媚的中午也经常使用。

早在 1977 年,当 LBNL 的建筑大师斯蒂芬·塞尔科维茨开始从事节能建筑时,他的第一个项目就提倡更多地利用日光。然而,自那以来的 35 年里,趋势却朝着相反的方向发展。“我是一个失败者,因为我们现在应该已经解决了这个问题,”他说。“它不具有可扩展性”,这意味着在一个建筑物中获得的经验没有转化为其他类似的建筑物,甚至其他城市。

《泰晤士报》大厦也是一个例子。虽然该公司本身采用了先进的采光和节能系统,但它仅占地 140,000 平方米建筑物的一半多一点。剩余的空间由共同所有者 Forest City Ratner 出租给租户——并非所有租户都选择这种系统,这种系统每平方英尺(0.09 平方米)的办公空间可能花费 2 美元到 10 美元。

当然,根据塞尔科维茨对《泰晤士报》大厦的分析,该成本每年每平方英尺可节省约 3 千瓦时的能源,或者每层楼每年节省约 13,000 美元。他指出,这“相当不错”。但建筑经理通常持怀疑态度。即使是《纽约时报》设施总监帕特里克·惠兰也认为,新系统,尤其是地板下的空气循环通风口,在公司于 2007 年搬入时将会是一场“噩梦”。(地板下的通风口通过减少空气移动所需的泵以及依赖内部建筑物空气的自然升温来实现循环,从而节省能源。冷空气从地板上升起,变暖并上升到天花板。)

“基本上,一切都运行得非常好,”惠兰说。地板下的通风口被证明比天花板上的传统泵送通风口更容易接触且更安静,并且在五年内,只有 5% 的节能、可调光的荧光灯需要更换——这证明灯泡是耐用的。“说实话,我们很少收到投诉,”他补充道。

然而,由于新的建筑物在北部和西部拔地而起,复杂的系统现在必须重新训练以应对新窗户产生的意外眩光。这需要对反射进行全面的研究,然后重新编程计算机控制系统。最后,尽管使用阳光看起来很容易,“你不能从床上掉下来就自己做到这一点,”塞尔科维茨说。

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