Giới thiệu chung
Công viên CIC-Zero Carbon của Kowloon là “Khu phức hợp năng lượng và Phát thải carbon ròng bằng không” đầu tiên của Hồng Kông. Được phát triển bởi Hội đồng Công nghiệp Xây dựng (CIC), được thiết kế bởi Ronald Lu & Partners với sự hỗ trợ kỹ thuật từ Ove Arup & Partners HK Ltd, cơ sở này trưng bày thiết kế và công nghệ xây dựng sinh thái tiên tiến. Mục đích của công trình là truyền cảm hứng cho ngành xây dựng cả trong nước và quốc tế bằng cách thúc đẩy cuộc sống ít carbon tại một thành phố cận nhiệt đới đông dân như Hồng Kông.
| Địa điểm | Hong Kong |
| Tọa độ địa lý | 22° N, 114° E |
| Loại công trình | Tòa nhà hỗn hợp: Văn phòng, khu triển lãm và khu du lịch sinh thái |
| Kiến trúc | Tòa nhà cũ |
| Khí hậu | Cận nhiệt đới |
| Diện tích dự án | 14.700 m² (bao gồm tòa nhà có diện tích khoảng 1.400 m² và khu vực cảnh quan dành cho mục đích công cộng) |
| Hệ thống lưới điện | Grid connected |
| Chỉ số hiệu suất năng lượng (EPI) | 102.87 kWh/ m²/ năm |
Phương pháp thiết kế
Phương pháp thiết kế thụ động
Chiếu sáng ban ngày và hướng của tòa nhà
Kính ở mặt đứng hướng Tây Bắc cung cấp nhiều ánh sáng trong khi không bị ánh nắng mặt trời trực tiếp ảnh hưởng. Các kệ hắt sáng được bố trí ở mặt đứng hướng Đông Nam và Tây Bắc che chắn cho chu vi của tòa nhà và khuếch tán ánh sáng ban ngày vào các không gian sâu hơn. Các ống dẫn ánh sáng thu ánh sáng từ mái vòm cung cấp ánh sáng cho không gian không có cửa sổ. Các bức tường kính bên ngoài được che bóng theo các điều kiện ánh sáng mặt trời khác nhau ở mỗi hướng bằng các tấm che bên ngoài.
Thông gió
Mặt đứng chính được đặt hướng về phía Đông Nam để tối ưu hóa gió mùa hè – một phương pháp thiết kế hoàn hảo để chống lại điều kiện thời tiết ẩm ướt của Hồng Kông. Tòa nhà được trang bị hai bộ phận thu gió trên mái. Tốc độ gió cao hơn ở tầng mái đẩy không khí xuống trục và làm mát tòa nhà.
Cảnh quan và tối ưu nguồn nước
Gần 47% diện tích khu đất là cây xanh, giúp giảm đáng kể nhiệt độ không khí xung quanh.
Khu vực rừng bản địa đô thị được trồng rộng khoảng 2000m2 bao gồm 135 cây bản địa thuộc hơn 40 loài khác nhau và nhiều loại cây bụi bản địa, cung cấp thức ăn và nơi trú ẩn để thu hút động vật hoang dã bản địa đến thành phố.
Một bức tường xanh ở lối vào ngăn gió mạnh và cách nhiệt.
Nước mưa từ mái dốc nhỏ giọt xuống vùng đất ngập nước nhân tạo, nơi lọc nước qua rễ cây trước khi chảy vào hệ thống nước tái chế. Hệ thống tưới nhỏ giọt phân phối nước trực tiếp vào đất để giảm thiểu lãng phí nước.
Một bể chứa nước mưa 180m3 được lắp đặt để chứa nước mưa được xử lý từ đất ngập nước nhân tạo. Nước này được sử dụng trong khu vực cảnh quan để tưới tiêu.
Xử lý cách nhiệt
Ống làm mát bằng đất cung cấp không khí được làm mát tự nhiên trước để giảm tải công suất làm mát trong những tháng nóng hơn khi hệ thống làm mát cơ học hoạt động liên tục.
Mái được phủ bằng vật liệu cách nhiệt bằng kính dạng tổ ong, lớp vữa và màng bảo vệ bề mặt. Khoảng 85% diện tích mái được phủ bằng tấm quang điện trong khi phần còn lại là mái xanh.
Tấm che di động phản xạ nhiệt bằng nhôm được lắp phía sau lớp kính phản xạ xung quanh hội trường triển lãm, hấp thụ và phát ra nhiệt bức xạ đồng thời khuếch tán ánh sáng.
Hệ thống tường kính hiệu suất cao cung cấp hiệu suất nhiệt và chiếu sáng tốt để giảm tải công suất làm mát. Ánh sáng ban ngày làm giảm sự phụ thuộc vào ánh sáng nhân tạo và mức tiêu thụ năng lượng.
Phương pháp thiết kế chủ động
Quản lý hệ thống chiều sáng
Một hệ thống được tích hợp để quản lý hệ thống chiếu sáng bao gồm:
- Kiểm soát khu vực
- Đèn chiếu sáng tiết kiệm năng lượng có thể điều chỉnh độ sáng
- Các thiết lập sẵn cho phòng đa năng
- Đồng hồ bấm giờ và cảm biến chuyển động
- Quản lý chiếu sáng ban ngày và hệ thống điều khiển phản hồi
- Hệ thống che chắn tự động để kiểm soát độ chói
- Điều khiển riêng lẻ tích hợp BMS
Hầu hết các không gian đã được chiếu sáng để sử dụng chung trong khi đèn chiếu sáng nhiệm vụ đã được cung cấp ở những khu vực thực hiện công việc cần độ tỉ mỉ cao.
Tối ưu năng lượng hệ thống/ Hệ thống HVAC
Chilled beams cung cấp hiệu ứng làm mát bức xạ. Kết cấu tích hợp mô-đun điện và cơ (emMiC) cho hệ thống điều hòa không khí sử dụng nước mưa bên trong cống hộp chạy bên dưới đóng vai trò như dàn ngưng tụ cho hệ thống điều hòa không khí. Điều này làm giảm mức tiêu thụ năng lượng 50% so với hệ thống làm mát bằng không khí truyền thống.
Quạt hiệu suất cao với tốc độ quay chậm đã tạo ra lưu lượng không khí lớn ở tốc độ thấp.
Hệ thống làm mát nhiệt độ cao bao gồm hệ thống phân phối không khí làm mát dưới sàn, làm mát bức xạ và hút ẩm bằng chất hút ẩm giúp giảm mức sử dụng năng lượng làm mát. Hệ thống này không cần hoạt động hết công suất để đạt được điều kiện độ ẩm thoải mái, giúp tiết kiệm. Không khí được điều hòa được cung cấp cho phòng ở mức thấp và tốc độ thấp thông qua khoang sàn.
Chất lượng không khí trong nhà
Mái che bằng kính quang điện cải thiện không khí (An air improvement photovoltaic – AIPV) tạo ra năng lượng thông qua công nghệ quang điện màng mỏng nano Cadmium Telluride. Hệ thống phủ nano chấm lượng tử phân hủy PM 2.5 và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Điều này không chỉ cải thiện IAQ mà còn giảm chi phí bảo trì.
Mái che bằng kính quang điện
Đo lường và giám sát
Tòa nhà được trang bị thang máy với bộ chuyển đổi tái tạo cung cấp đường dẫn phản hồi cho năng lượng được tạo ra từ chế độ phanh của động cơ. Công suất cũng được tái tạo khi thang máy hoạt động ở chế độ không tải/tải nhẹ hoặc hoạt động ở chế độ tải xuống với tải đầy/ tải nặng.
Hơn 2.500 cảm biến đã được lắp đặt để giám sát hiệu suất của tòa nhà thông qua Hệ thống quản lý tòa nhà (Building Management System – BMS). Thông tin thời gian thực từ BMS được hiển thị trên mô hình 3D của tòa nhà cùng với bảng điều khiển về hiệu suất phát thải carbon và năng lượng theo thời gian thực. Bốn trạm giám sát vi khí hậu tại chỗ thu thập thông tin về các thông số năng lượng mặt trời, gió, nhiệt độ và độ ẩm.
Hệ thống thang máy
Các tính năng khác
Xây dựng và vật liệu phát thải Carbon thấp
Dự án sử dụng một cách sáng tạo nhiều vật liệu bền vững và có sẵn tại địa phương như sàn tre, gỗ dán thân cây chuối và chất thải sợi cọ tái chế. Gỗ tái chế, kim loại, đá TiO2 và cốt liệu từ chất thải xây dựng cũng đã được sử dụng rộng rãi. Sơn làm mát làm lớp hoàn thiện giúp giảm nhiệt độ bề mặt tới 5°C. Ngoài chất trám và sơn không chứa VOC ở trên, vật liệu carbon có hàm lượng carbon thấp, gạch lát sinh thái và các chiến lược giảm thiểu và tái chế chất thải đã được đưa vào dự án.
Hiệu quả sử dụng nước
Nước thải từ bồn cầu được xử lý qua lò phản ứng sinh học màng (membrane bio-reactor – MBR) và tái chế để xả. Các thiết bị vệ sinh tiết kiệm nước như bồn rửa lưu lượng thấp, vòi sen, bồn cầu hai dòng và bồn tiểu không dùng nước được lắp đặt để giảm lượng nước tiêu thụ khoảng 40%
Hệ thống năng lượng tái tạo
Năng lượng tái tạo được tạo ra tại chỗ từ các tấm pin quang điện (PV), Mái che bằng kính AIPV và từ nhiên liệu sinh học (một loại sinh khối) làm từ dầu ăn thải. Các tấm pin quang điện ước tính đáp ứng khoảng 57% nhu cầu năng lượng của tòa nhà.
Thông tin năng lượng:
- Ước tính sử dụng năng lượng: 116 MWh/năm
- Ước tính sử dụng năng lượng của khu vực cảnh quan và các khu vực khác: 15 MWh/năm
- Ước tính sản lượng từ hệ thống ba thế hệ biodiesel: 143 MWh/năm
- Ước tính sản lượng từ các tấm pin quang điện: 87 MWh/năm
- Ước tính xuất khẩu năng lượng thặng dư: 99 MWh/năm
Ước tinh giảm phát thải CO2 ròng bằng cách tạo ra năng lượng tái tạo tại chỗ là 7.100 tấn (trong hơn 50 năm)