中国的第一高塔，我们的“小蛮腰”-广州电视塔绿色修建新技能

广州市地处亚热带季风海洋性天气区，属于夏热冬暖地域南区，夏日和日照时间长，并且多台风、暴雨，降雨量大。修建夏日空调时间较长，格外是大型大众修建，修建能耗庞大，推行绿色修建理念有助于节省能源、制造精良的室内情况，指导精确的绿色节能意识。

广州塔作为具有旅行旅行和文化休闲功效的大型都会底子办法，是广州市的地标修建，设置装备摆设历程中积极贯彻落实修建范畴可连续进展理念，在绿色修建、节能环保等方面举行了一系列的创新和实验，其工程履历值得同类修建鉴戒参考。

1、工程表面

广州塔位于广州市珠江景观轴与都会新中轴线交汇处，与举行第16届亚运会开解散式的海心沙岛隔江相望，被评为广州“羊城新八景”之一，工程在2005年11月动工设置装备摆设，2010年10月建成并投入业务利用。

广州塔高600m，此中主塔体高450m，天线桅杆高150m，是具备广播电视技能用房、旅行旅行、休闲娱乐、展览及贸易等多功能综合性修建。广州塔聚集了今世先辈工程设计和施工技能，在已投入利用的国内旅行旅行塔中，为中国第一高塔。

本工程地点地为亚热带天气区，最冷月均匀温度13.3℃，最热日均匀温度为28.4℃，夏日室外透风温度31℃，最冷月均匀相对湿度70%，最热月均匀相对湿度83%，夏日主导风向为东熏风。2、绿色修建的理念2.1设计特点广州塔的组成，是由上小下是由上小下大的两个椭圆，圆心相错，逆时针扭转135度，天然形成塔身中部“纤纤细腰”的形体。

因为扭转，造成塔身形状曲率的改变，形成了形体各别的壮丽成效。塔体顶部更开放的布局孕育发生了透亮的成效可供了望，有利于旅行，修建腰部较为麋集的区段则可提供相对私密的体验，也使塔体布局的受力更为公道。

广州塔天线桅杆为钢布局，塔体布局以钢骨混凝土焦点筒作为轴心，外筒钢布局体系由24根钢立柱、46道钢圆环和斜撑交织组成，形成镂空、开放的奇特布局情势，有用淘汰了塔身的修建体量和塔体布局蒙受的风荷载，修建造型充实表现布局美，无多余装饰，充实表现了修建与布局设计完善联合的设计头脑，其布局体系对资源斲丧和情况影响小，重要布局质料大量为可重复使用的高强度钢材和可有用节省质料的高强度混凝土，表现了绿色环保的理念，如图1所示。

图1广州塔布局体系表示图

2.2绿色修建设计的根本情形

广州塔在设计、施工、运营中始终对峙可连续进展原则，看重修建节能，采纳新技能、新设置装备摆设、新质料，器重情况爱护，实现节地、节能、节水、节材的绿色修建理念，到达二星级绿色修建的要求。为节省地皮资源，广州塔充实器重地下空间的开辟和使用，通过设置采光井、采光顶和下沉天井设计，营造了精良的天然透风采光情况。

广州塔工程的绿地率为54%，分身当地天气特点，多条理设置装备摆设木棉等岭南树种、植被，营造了“房在树中，人在绿中”的精良室外情况。广州塔各楼层外立面均为Low-E镀膜半钢化中空SGP夹胶玻璃幕墙，其可见光透射率到达59%。低反射的Low-E玻璃的采纳，明显地淘汰了幕墙对情况的光污染，低落室内能耗。

在室内氛围处置惩罚方面，除通例的氛围处置惩罚方法，氛围处置惩罚机组通过设置静电过滤装置和光触酶氛围净扮装置，能更有用的过滤氛围和降解室内有机污染物。对职员聚拢的功效房间，设置回风二氧化碳浓度传感器，依据回风二氧化碳浓度主动调治新风电动阀，实现对新风量操纵。

室内噪音操纵通过设置吸音层、选用低噪音设置装备摆设和设置减振台架、浮筑减震楼板、弹簧减震器、橡胶减震垫等多种减振、隔声、降噪的步伐，有用低落庞大设置装备摆设的运行噪音，有用改进室内安宁度。空调设置装备摆设选用高效的冷热源机组,离心式冷水机组COP＞5.20。冷冻水、冷却水双侧一次泵变频操纵，大幅度淘汰冷冻水、冷却水运送能耗。冷热源体系整年能耗较传统体系低25%以上。

在职员密度相对较大且改变较大的塔座的全氛围体系，采纳新风需求操纵，在年龄季过渡季候还可实现全新风运行。

采纳转轮热接纳装置实现排风热接纳，在84.8米～460.8米地区设置分子筛型全热互换转轮热接纳装置，以接纳排风体系中的能量。以上设置装备摆设和办法的采纳，有用节省空调体系的能耗。应用智能照明节能技能，运用时间主动操纵、智能感到操纵和场景操纵三种方法高效操纵和治理广州塔的照明。

夜景照明采纳LED节能灯具，照明模式根据庞大节日、沐日、平常等差别要求举行编程操纵，充实展示了“地标”形象，又节能降耗，低落了运营本钱。增强水资源的接纳使用，选用节水型设备体系，绿化利用滴灌技能，在平台广场、人行门路、室外停车场及护坡绿化带等部位铺装植草板、蓄排水板等，每平方米可储存约5升水。设置雨水接纳体系，网络二层平台广场雨水处置惩罚后供广州塔绿化利用。

2.3可再生能源使用

2.3.1光电幕墙发电体系

在标高438.4米至448.8米安置了装机容量17.5Kw的半透亮非晶硅BIPV光伏电池组件，共由346片3100×1800mm的半透亮BIPV组件拼装而成，如图2所示。经统计，本项眼光伏体系年发电量约为4900度。

图2光伏幕墙实景图

2.3.2风力发电体系在C区段屋顶（高度为168m处）安置两台螺旋桨式风力发电机，每台发电机装机容量为2.4Kw。经统计，每台发电机年发电量约为1000度。3、科研与设计创新广州塔在工程中应用了大量的创新技能，表现了低能耗、节能环保的绿色修建理念。

3.1减振操纵体系

广州塔安置有国内第一高的主被动复合调谐质量阻尼器(HMD)振动操纵装置，主塔布局的振动操纵体系安置高度为438.4米，桅杆布局操纵体系安置高度为565.2米。

主塔减振操纵体系使用近1200吨的消防池塘作为TMD质量，在池塘的顶部安置自动操纵AMD操纵体系，技能先辈、本钱经济，表现了节能、高效、环保的特点：

一是节省了由1200吨钢材构成的调谐质量；

二是节省了修建空间资源2500平方米，节省修建造价约5000万元，也节约相应的修建质料资源；

三是振动操纵体系和消防水箱兼容，到达广州塔防备风灾、火警和地动灾难的目标，并且因为消防水箱位于塔顶，产生火警时能确保600立方米的常高压消防水用于灭火。

和传统的被动操纵体系相比，既进步了广州塔风振安宁度和桅杆布局的委顿利用寿命，改进了职员和设置装备摆设的事情情况，又办理了超高层修建的消防用水题目，增添告终构宁静和消防宁静的可靠性，为超高塔类修建提供较好的参考代价。

3.2布局康健监测体系

广州塔是天下上第一座体系地安置有布局康健监测体系的高耸布局，是天下上第一个将布局施工监控与恒久运营康健监测有机联合在一路的布局康健监测体系，这项技能结果已荣获第37届瑞士日内瓦国际发明及创新技能与产物展览金奖和大会格外奖。

广州塔拔取5个要害截面并安置700多个种种传感器和设置装备摆设，可以或许及时监测广州塔的情况参数、荷载作用和布局反响参数，及时对布局的宁静举行监测，为广州塔的宁静施工、营运、维护等决议计划提供第一手的数据和资料。该布局康健监测体系的技能创新在于给主塔安置了一台“24小时的动态心电图扫描仪”，及时监测广州塔的布局宁静。

在广州塔投入运营后，格外是在遭遇风灾、地动灾难后，不必要动用大量人力、物力重新安置布局监测和探伤的设置装备摆设，就能及时诊断广州塔是否显现布局伤害，评价布局的宁静性，包管利用宁静，幸免重复投入大量人力、物力和财力，节省资源。

3.3高速双轿厢电梯

广州塔采纳新型的可以将两个垂直相互移动的轿厢联成一体的“高速双层轿厢电梯”，以餍足差别层高的要求。采纳独占的伸缩仪作为毗连并调治上下轿厢垂直间隔的机构，餍足广州塔楼层高度相差2米转换的要求。

广州塔高速双轿厢电梯的技能创新：

一是节省修建空间资源，与液压驱动上下轿厢活动方法比力，外轿架的尺寸更小，大大节约井道面积，使轿厢的净尺寸尽大概扩大，在雷同井道面积的条件下，增添了约1.8倍的运力，给搭客更大的轿厢空间感，共节省井道面积约3168m2，节省修建造价6300万元，也节约相应的修建质料资源；

二是节省了电梯电动机的数目和能耗。双轿厢电梯节约轿厢间隔调解驱动马达的能源斲丧，且设置装备摆设有电能回馈装置，大大进步了垂直电梯运营的经济效益。

3.4塔体和桅杆

采纳创新的承接式毗连设计桅杆钢柱直接与焦点筒钢管柱毗连，天线的重力直接传到焦点筒，弯矩由内筒渐渐通报到外筒，实现布局的弱转换，有利于布局抗震；塔体顶部没有刚度突变。对修建功效、垂直交通、设置装备摆设管道等影响小，施工难度小；可节约钢材约200吨。

为高耸布局设计提供了一种新的情势。别的，针对广州塔布局体形庞大，设计存在凌驾范例设计依据的情形，开展了根本风压、抗震设防尺度、布局风洞试验、地动模仿振动台试验、外筒柱节点试验和稳健试验、消防宁静性能评估、岩层侧摩阻力试验等一系列的科学试验研究和技能创新，确定凌驾设计范例的要害设计依据，对设计举行了优化美满，从而包管了新技能的科学性、可靠性。

比方，新型外筒刚性节点设计和空间万向铰节点，分别办理了广州塔外筒钢管混凝土斜柱、钢斜撑和环杆不相交的布局结构题目和内、外筒在荷载和温度作用下的相对变形题目，公道开释与外筒毗连的楼层主梁的内力，既包管了广州塔奇特雅观的形状，也确保了广州塔布局的团体宁静和利用性能，可供雷同工程鉴戒。

4、施工技能创新

广州塔主塔布局由椭圆形混凝土焦点筒和大直径钢管斜交钢布局外框筒构成，形状具有扭、偏、镂空等特点，优雅雅观，但布局建筑难度庞大，施工精度要求高，为优质、宁静、高效地完成建筑目的，以项目为载体举行技能攻关，突破了大量技能困难，取得了大量的创新技能结果。

4.1大型塔吊外挂技能

广州塔外框筒钢布局柱子及其他构件分段单件吊重约为20～40t；焦点筒为长轴17m、短轴14m的狭窄椭圆截面，内部为麋集的电梯井道；为餍足总量达50,000t钢布局的安置，至少部署两台大型塔吊才气餍足工程的必要。

依据布局的特点和工程的现实，国内初次采纳M900D外挂爬升塔吊如图3所示，实现重型塔吊外挂作业“零”的突破，有用进步施工服从，收缩施工工期。

图3外挂爬升塔吊

4.2天线桅杆团体提拔技能

广州塔150m高的天线桅杆，重约1300t左右，分成格构段和实腹段，设置于454～600m的高空，施工难度高。本工程订定了以盘算机控制，液压团体提拔工艺完成超高空桅杆的安置就位的技能方案，马上长90m、重630t的上部桅杆先行组装鄙人部格构段腹内，再使用在格构段顶部（+529m）处设置的盘算机多参数主动操纵液压提拔设置装备摆设（4组20个穿心式液压千斤顶）实现提拔段天线桅杆的超高空一连提拔，快速就位安置，有用收缩施工工期，节约了大量的人力物力。

4.3异型团体提拔钢平台技能

依据核芯筒超高、椭圆、狭窄等特点，设计了定制的团体提拔钢平台模板体，对组成体系中的提拔体系、平台体系、模板体系、挂脚手体系等举行了优化和革新，表现了高效节能的特点：

（1）充实使用核芯筒内的劲性柱作为承力体系，具有较好的经济性。

（2）实现核芯筒内程度和竖向布局同步施工，大幅进步施工历程中核芯筒的刚度，确保施工历程中核芯筒布局的宁静。

（3）团体提拔钢平台具有关闭的操纵情况，幸免了高空坠落的伤害，确保了施工的宁静。

（4）钢大模体系团体性好，刚度大，包管了混凝土的施工的质量。

（5）钢平台体系可以带载提拔，进步了施工的服从。别的，本工程施工还采纳了三维空间丈量技能、焊接变形操纵技能、综合宁静防护断绝技能、倾斜钢管混凝土布局施工及检测技能、异型钢布局预变形技能、温度场监测和操纵技能等创新施工技能，布局采纳了Q415NH耐候钢、C80高性能混凝土等新质料，设置装备摆设部十项新技能的综合应用到达了天下领先，近20项发明专利和有用新型授权，取得了显着的经济效益及精良的社会的效益，通过上述科技创新，宁静顺遂高质量地完成了广州塔的设置装备摆设，科技结果已先后乐成应用到上海中间、广州西塔等庞大工程的设置装备摆设中。

5、社会经济效益

5.1绿色修建与节能效益

广州塔项目通过绿色修建技能的应用和实行，在节能、节地、节材、节水和室表里情况改进等方面取得精良成效。

（1）公道使用地下空间，地下空间的修建面积与修建占地面积之比为69%，有用节省了地皮资源。

（2）风力发电机年发电量约为1000度。BIPV光伏幕墙年发电约4900度。夜景照明每年可节电200万度。热泵每年节电60万度，实现节能运营。

（3）充实使用可再轮回质料，并通过布局优化节约钢材1400吨，可再轮回质料利用重量占所用修建质料总重量的46.6%。

（4）采纳振动操纵体系和消防水箱兼容的设计情势，节约1200吨的钢材，节省修建面积2500平方米，节省修建造价5000万元，也节约相应的修建质料资源。

（5）采纳高速双轿厢电梯，节省井道修建面积3168平方米，节省修建造价6300万元，也节约相应的修建质料资源。

5.2社会效益

广州塔自开放以来，共欢迎中外旅客500多万人，并在第十六届亚运会上大放异彩。其应用了多项创新技能，展示绿色修建设计理念和技能，宣传绿色修建知识，吸引约50万中小门生观光进修，进行绿色、低碳、环保等方面的科普教诲，取得精良的社会效益。广州塔作为国内首个到达600m的高塔修建，设置了超高空的景象和情况监测站（PM2.5）、雷电预警、交通监控、人民防空、公安消防指挥等大众办事办法，为广州市都会治理提供综合高效的平台。

广州塔项目形成了大量的的研究结果，已得到17项授权专利，1项软件著作权，提供5部尺度，1部著作，2种市级工法作为紧张参考依据，对研究结果的推广和应用起到积极的作用。先后得到了天下优异工程勘探设计行业奖修建工程一等奖、第六届中国修建学会修建创作优异奖、中国设置装备摆设工程鲁班奖、中领土木匠程詹天助奖等二十多项国际、国度、省市的奖项，形成了体系自主的知识产权，为庞大超高层布局建筑提供了先辈的成套技能，技能结果具有便利的可移植性，经济和社会效益明显。

6、结论

（1）采纳高性能玻璃幕墙、天然采光、高效空调制冷体系、变频水泵、热接纳、过渡季候全新风使用、智能照明和LED夜景照明体系、楼宇智能操纵与分项计量等一系列节能步伐，可有用低落了修建运行能耗。

（2）在设置装备摆设的各个阶段，应将贸易代价的收益率及后期利用和维护作为指导工程推进的紧张指标，实现设置装备摆设与运营治理的“无缝接轨”，有利于绿色修建理念的贯彻落实。

（3）针对工程布局体系庞大的特点，本项目应用的创新性设计技能为同类修建提供绿色修建树模作用。

一是采纳振动操纵体系和消防水箱兼容的设计情势，为国表里超高层修建防备风灾、火警和地动灾难的设计提供了树模案例；

二是采纳布局康健监测体系，为怎样采纳比力经济、科学、有用的本领，监测超高层修建的布局宁静，提供了树模案例；

三是采纳高速双轿厢电梯，为超高层修建怎样充实使用有限的电梯井道资源，加强运力，淘汰电梯驱动设置装备摆设的数目和能耗，提供了树模案例。

（4）本工程涉及到布局特性的庞大体系的超高层施工建筑所需用到的施工操纵技术、钢布局吊装技能、天线桅杆提拔技能、土建布局施工等要害技能，因为体系集成了操纵技能、信息技能、物联技能、机器技能于一体，使得在研制要害设置装备摆设和办法的应用下，确保了超高层施工宁静可靠，经济性好。

通过广州塔的乐成树模，为别的雷同修建可提供参考和鉴戒作用，可推广到其他庞大超高层布局和大型钢布局工程的绿色修建建筑施工中去。

（5）风力发电、光伏幕墙、雨水接纳使用等绿色节能技能的应用及履历结果的推广，使人们能了解到绿色修建节省能源、节省资源和回来天然的理念，指导修建设计向良性、环保、可连续偏向进展，推动绿色修建的进展，动员修建质料、高性能设置装备摆设等相干财产的进展，同时进步塔类修建的绿色环保效益，进步民众对环保认知度。是以，本项目具有明显的社会效益、情况效益和经济效益，具有紧张的推广代价。