全球首座风能发电摩天大楼落地巴林国

世界上首座将风电机组与大楼融为一体的摩天大楼巴林王国，简称巴林，是一个邻近波斯湾西岸的岛国，巴林岛为巴林最大的岛屿。沙特阿拉伯位于巴林西部，并可经由法赫德国王大桥连接； 伊朗则位在巴林北方；卡塔尔半岛位于巴林湾东南侧。巴林的气候属热带沙漠气候。

在波斯湾南部，卡塔尔和沙特阿拉伯之间的海域上，有一片阳光明媚且常年多风的群岛，名叫巴林王国群岛。这里是世界石油能源的核心之地，但此地引发全球关注的原因，却不是燃烧消耗型的石油资源，而是一座史无前例的风力节能型摩天大楼——巴林世贸中心。

耗资3500万巴币（约合9千多万美元）的巴林世贸中心正是全球第一座利用风能作为电力来源的摩天大楼。大厦于2008年4月完工，如今雄踞巴林王国麦纳麦市中心的中央商务区， 由两座传统阿拉伯式“风塔”高楼组合而成，上尖下宽，如一对比翼的海帆， 掣风展开，强健有力，傲岸于蔚蓝色的阿拉伯湾。

节能建筑的开发之路，巴林世贸中心率先迈出了脚步。这是人类建筑史上的一个重要里程碑，是地球可再生能源一次成功的重大尝试。

巴林世界贸易中心是一座高240米、双子塔结构的建筑物。这座楼高50层的建筑耸立在King Faisal公路旁，与众多的地标相邻，如巴林金融港、巴林国家银行和着名景点珍珠塔等。建筑物的高度在全国排名第二，仅次于巴林金融港中的巴林金融港塔。

巴林世贸中心主体平面为椭圆形，外形呈帆状，线条流畅，具有强烈的视觉震撼力，深绿宝石色的玻璃和白色的外表皮使大厦与周边沙漠景观和海上风光融为一体。在两座大厦之间设置了水平支持的3 座直径29 米的风力涡轮。风帆一样的楼体形成两座楼之前的海风对流，加快了风速。风电机组预计能够支持大厦所需用电的11% ～ 15%。

巴林世贸中心总建筑面积约12万平方米，除设置有办公空间和商务设施外，还有酒店、商场、咖啡屋、饭馆和健身俱乐部，并设有1700个停车位。

千里之行始于梦想，行走在巴林王国首都麦纳麦的中央商务区，只需稍稍抬头，就能看见巴林世贸中心那双塔之间凌空飞架的三座水平轴发电风车。这三座风能涡轮机的安装费用为100万巴币，每年约提供1300兆瓦时（130万度）的电力， 相当于200万吨煤或者600万桶石油的发电量，供300个普通家庭一年之用。风力叶轮日夜不停旋转，不带来任何环境污染，似在提醒所有把渴望目光投向中东地区的石油消耗者：地球上其实还有更环保、更适宜生存的能源获取方式亟待我们去开发。

巴林世贸中心风能发电的秘密

随着全球不可再生资源的不断消耗，能源危机猛然敲响了人类的生存警钟，巴林世贸中心无疑发挥了很好的示范作用。有了巴林世贸中心这个风能摩天大楼的成功案例，风能——这种可再生、无污染且储量巨大的能源，更能激发天下有识之士的信心， 才好各展才智，开发利用，减少二氧化碳之类温室气体的排放，保护人类赖以生存繁育的地球。

有人做过测试，飓风能够在数秒钟内爆发出一千万马力（即750 万千瓦；一马力等于0.75千瓦）的功率。早在18世纪之初，欧洲曾经发生过一次横扫英法两国的飓风，吹毁800座民宅、400座风力磨坊、100座教堂和400多条帆船，25万株大树连根拔起， 风力之强悍可想而知。据科学家保守估算，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是目前全世界水力发电总量的十倍，而全世界每年燃烧煤所获得的总能量，只相当于地球可利用风力能量的三分之一。

一般情况下，风力达到3级就具备利用价值了，当风速大于每秒4米即可用于发电。据测算，一台55千瓦的风力发电机组，当风速每秒为9.5米时，机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38 千瓦；风速每秒为6 米时，功率降至16 千瓦； 而风速为每秒5 米时，则只有9.5 千瓦， 降幅相当明显。

风力越大，经济效益也越大。这就是为什么大型的风力发电厂要么建在风吹草低的空旷高原，要么建在渺无人烟的远塞风谷的原因。

可是，肖恩˙奇拉要做的却恰恰相反，他要把风力发电机带入闹市，带进人类居住的家园！

对于肖恩˙奇拉来说，巴林世贸中心是他实现梦想的第一步，也是最具发展意义的关键一步。肖恩˙奇拉在中东地区以设计摩天大楼闻名，作为全球第五大工程顾问公司阿特金斯（Atkins）的首席建筑设计师， 他的梦想就是让节能建筑成为世界主流。

奇拉选择巴林作为第一座风力大楼的建造地，于地利方面是多有考量的。他本是一个资深的航海好手，曾花了四年时间潜心研究风力发电技术， 对风向的判断很有经验。2003年11月他第一次来到巴林麦纳麦，就凭着水手的敏感，发现这里是一个建造风力节能型大楼的绝佳之地。

麦纳麦是巴林最大的城市，人口约有150万，占巴林总人口的近四分之一，位于波斯湾中段，巴林岛的东北角。麦纳麦是海湾地区重要的金融中心和港口贸易中转站，享有“波斯湾明珠”的美誉。每天早上热带的太阳升起，麦纳麦地区的热空气就开始受热上升，形成大范围的低气压区， 将附近海面的冷空气吸过来进行补充， 便形成循环无穷的海风资源，市区内每天超过60% 的时间都有相当可观的风在四处游走。

奇拉选择麦纳麦作为风能建筑的实践之地，可谓慧眼独具。

挑战风能建筑的设计理念设计巴林世贸中心，奇拉不是简单的在院子里插上几根风力发电机，他想要实现一种纯粹意义上的风能建筑，要将风能与建筑完美的结合起来，只有这样才能在性质上把巴林世贸中心定义为一座风能建筑。

巴林世贸中心的设计图样是古典与现代结合的产物，借鉴了阿拉伯传统建筑讲究双塔并立的基本外形，两座风格明快的三角形建筑比肩，共举三道风力发电机的横梁，横梁上依次安置三座风力机叶轮，以最简单直接的方式将双塔融为一体。这种毫不花俏的手法，既彰显了阿拉伯地区的传统文化风格，又引入了现代建筑的节奏层次。一眼望去，巴林世贸中心立于水边，柔美中不失锋芒，整体造型时尚感强烈，前卫风格呼之欲出。

受传统阿拉伯“风塔”的启发，利用文丘里原理将两座塔楼的平面和剖面设计成椭圆形和帆形，两座塔楼主体如同两片巨型机翼将来自波斯湾海面上的毫无阻碍、经年不息的海风集中并加速使其在经过两座塔楼时形成漏斗效应，将风速提高了30%，大大提高了风力涡轮机的工作效率。

水平轴风力涡轮机通常被安装在杆件上，当涡轮机的正面与空气流向垂直时发电效率最高。在风向随季节变化而改变的气候条件下，将如此大型的水平轴风力涡轮机整合在建筑上是非常困难的。为了获得与涡轮机正面垂直的气流，并将有限风向角度范围内的气流尽量多地引入双塔之间形成漏斗效应，加快空气流速，巴林世贸中心从设计阶段开始就注定要采用这种建筑形式。

近几年，垂直轴的风力涡轮机被广泛使用，因为垂直轴的涡轮机不受风向的限制，发电效率比水平轴涡轮机高的多，但在巴林世贸中心的设计阶段，还没有出现将大型的垂直轴涡轮机与建筑进行一体化设计的成熟技术和案例。

在垂直方向上，巴林世贸中心双塔的锥形造型也体现了空气动力学的原理。随着高度的增加，双塔之间的风速越来越大，而由于双塔主体的机翼断面越来越小，所以通过三个涡轮机的风速大致是一样的。如果假设中间的涡轮机发电量为100% 的话，那么最上面和最下面的涡轮机的发电量分别为109% 和93%。

此外， 风洞试验证明， 由于采用这种建筑形式，双塔中轴线两侧各45度范围内的气流经过涡轮机时基本上都是与其正面相垂直的，当风速在15m/s～20m/s 时，涡轮机的电能输出功率最大。

三座风力发电涡轮机每年可为大楼提供1100～1300兆瓦时。尽管之前建成的一些生态摩天大楼如位于英国伦敦的St GeorgesWharf 上也安装了风力涡轮机，但将如此大尺寸的风力发电装置整合在商业建筑物上，巴林世贸中心仍属首次，也因此获得“大型规划中技术使用最佳奖”和“阿拉伯建筑世界”颁发的“可持续设计奖”。

从2003年的初始设想，到2008年的落成完工，从设计师手上最初的一张类似水手帆船的草稿图，到如今傲立阿拉伯湾的50层双子结构世贸中心，巴林世贸中心的建造经历了漫长的五年，克服了一个又一个的难关。

尽管有人说它太不现实，有人说它投入产出率不对等，也有人说它费尽心力也只不过解决了自身11%～15%的电能需求，甚至说它不值得后人效仿，但谁都不能质疑巴林世贸中心迈出了历史性的一步，这座建立在石油核心产区之上的风能建筑，带给人类的思考是不容忽视的。