轨道交通5号线列车穿过沪杭公路高架,每天进出萧塘站——这座日常高负荷运转的高架车站,一年要用将近89万度电。能不能让车站自己发电?上海济光职业技术学院(以下简称“济光学院”)的17名学生跨界组成“碳路先锋”实践团,不仅交出了萧塘站的零碳改造方案,还形成了一份政策建议专报,拟提交相关部门。
产教融合的课堂,就这样被搬到了上海城市更新的一线。来自建筑设计、风景园林设计、数字媒体技术、智慧城市管理技术等不同专业的学生,将在课堂上学到的绿色低碳前沿技术,直接投入到真实的工程场景中去检验。
课外开眼界 锁定“试验田”
“以前总觉得,建筑装光伏就是在屋顶架几块又黑又笨的板子,能好看吗?”“碳路先锋”实践团跑了趟杭州,在龙焱能源科技工厂和多处新建展馆眼界大开:薄膜光伏玻璃不仅能透光,还能做成粉色、灰色,直接成为大楼的玻璃幕墙。济光学院人居环境与建筑设计学院专业主任李书谊说:“要让学生接触真实的工程现场,光在黑板上算节能公式是不行的。”
带着在企业学懂的新技术,团队开始寻找改造“试验田”。经过实地考察和前期论证,师生们最终锁定轨交5号线萧塘站。他们算了一笔严密的“空间账”:轨交站本身是城市典型的高能耗基础设施,萧塘站沿沪杭公路呈南北走向,两侧开阔的外立面恰好以东、西朝向为主,创造了极佳的受光条件。更让团队惊喜的,是车站顶部的弧形外壳。师生们在电脑中建立三维模型时发现,萧塘站的站台顶棚有高达72%的面积呈极缓坡度,最佳倾角接近0度。这种平缓宽阔的穹顶结构简直是天生的“阳光接收器”,满足了建筑光伏一体化(BIPV)技术落地的“硬指标”。
细分改造区 铺设光伏板
“碳路先锋”实践团结合车站“郁金香绽放”方案造型,逐区域统计了碲化镉(CdTe)薄膜组件的铺设位置、方位和数量,把整座车站细分为8个改造区域。在改造方案中,采光要求高的站台顶棚和连廊,大面积换上透光的粉色和灰色光伏玻璃;无障碍电梯外墙、站厅外窗,则纷纷装上不同透光度的组件;甚至东广场的非机动车遮阳棚和入口水池底,也全部精细铺上了光伏构件。整座车站排布下来,光伏板铺设面积达到8929平方米。
光伏板排上去,到底能发多少电?方案不能只靠估算。学生们先挑出东广场的非机动车棚做模拟测试。他们运用专业的PVsyst仿真软件,输入上海本地日照和气象数据反复运算。结果显示,这个倾角25度的车棚一年能发电1.2万多度。5月日照足,发电量最高,11月则最低,与上海地区太阳辐射的季节特征完全吻合。全站统算下来的数据更让人振奋:萧塘站全年预计发电量可达104.14万度。车站原本全年的用电量是88.78万度。这意味着,改造后的轨交站不仅能用上自己发的“绿电”,还有了不小的电量富余。
之后,团队又运用绿建斯维尔碳排放计算软件进行核算。结果显示,在光伏减排的对冲下,萧塘站的建筑运行碳排放强度降为0。
实践出真知 方案成参考
以“郁金香绽放”为主题的萧塘站整体改造设计方案及车棚光伏仿真数据,目前已被完整打包,交付上海绿之都建筑科技有限公司。这份来自学生的方案,直接成为企业后续推进轨交站BIPV可行性研究的技术参考。
学生们还把在上海建科咨询集团园区学懂的“光储直柔”技术带回了母校。他们以上海济光学院绿色建筑创新中心为载体,完成了适配校园系统的改造设计展板。数字媒体专业的学生还发挥特长,制作了一部“光储直柔”技术应用的科普宣传视频,目前已交付上海建科咨询集团。
团队基于真实测算撰写的《关于加快推动建筑光伏一体化(BIPV)技术在地铁站中应用的政策建议》,也拟通过团市委“人民建议”征集渠道正式上报,为城市基础设施的脱碳改造建言献策。
“我们想让青年学子在社会大课堂中深刻理解人民城市理念,把专业知识转化为服务城市低碳转型的实际行动。”李书谊说,产教融合的培养模式有效缩短了从课堂认知到工程实践的距离。
本报记者 马丹