案例研究:英国城市之光之塔

2021年，奥雅纳(Arup)和建筑师刘东金(Tonkin Liu)在英国曼彻斯特市中心推出了他们的热电厂光塔结构。

这座9层，40米高的塔楼结构支撑并包围了这座城市低碳能源中心的烟囱。它为许多标志性建筑提供供暖服务，包括布里奇沃特大厅和曼彻斯特市政厅，其能源用于横跨2公里的区域。

该团队在2017年秋季赢得了该项目，基于受到自然世界启发的集体愿景，确保建筑重要用途所需的强度不会危及其材料使用、效率或美学。

这意味着一种由节能工程和卓越设计形成的综合方法。

节能工程

为了实现曼城到2038年实现碳中和的目标，该建筑在工程和设计的各个方面都融入了能源效率。

例如，发电发动机产生的热量被用来制造热水，然后通过绝缘的区域管道分布到整个城市。

这项技术每年为曼彻斯特省下了1600吨的碳排放，并将光之塔的效率提高了45%。

巧妙的工程设计也意味着，塔上的灯光，创造出灯光序列和动画的背景，是由风供电的。

白天，风会使塔上的反射器移动，将阳光反射到塔的房间里，晚上LED灯对准反射器以达到同样的效果。

这使得该结构可以作为路人的娱乐来源，而不影响其效率。

大楼旁边的能源中心也很高效，因为它的建造能够适应未来需求的变化;它目前包含一台3.3MWe热电联产发动机和两台12MW燃气锅炉，但有能力在不中断供应的情况下添加未来的能源技术。

有目的的设计

该团队认为，光之塔的建筑和设计与能源效率同样重要，这导致了一个独特的façade，它基于最新先进的数字建模、分析和制造技术。

这种技术被称为贝壳花边结构，由Arup和Tonkin Liu共同开创了十多年。

光之塔是迄今为止使用这种方法建造的最大的建筑。它使用了轻而薄的表面，这是为了设计目的，同时也使用了尽可能少的材料，以提高结构的可持续性证书。

组成这座塔的扁平钢板在塔底有6毫米到8毫米厚，塔顶只有4毫米厚。

强度是由切割板提供的，这些板被弯曲并在接缝处焊接在一起，这意味着不需要额外的结构支撑。

同样，能源之墙，一个63米长，4米到6米高的街道façade结构，包围了新的能源中心，这是一个考虑到自然的设计的例子。它由镶嵌的互锁菱形瓷砖图案制成，由1373块瓷砖组成，使用31种不同的瓷砖类型。

它们反映和反映了繁忙的市中心街道和天空，展示了建筑在自然世界和建筑环境之间的联系。

奥雅纳光之塔项目工程师Chris Clarke说:“光之塔展示了当工程和建筑原则相结合时的可能性，结合数字设计和制造技术的使用——我们可以将材料的高效使用与视觉优雅结合起来，创造出有用的东西。”