关于超高层建筑节能的思考与实践

建筑节能刻不容缓已是毋庸置疑的头等大事。事实上，作为本世纪最具活力和发展潜力的城市，上海市政府、上海各大商业楼宇集团近年来一直致力于研究发展城市节能、建筑节能的方案和举措。而金茂大厦，作为中国地标性建筑、世界知名高楼，如何率先做好大厦节能工作，无疑是万众瞩目的焦点。
节能的社会责任
金茂大厦在建设之初就采用了当时世界上先进的节能技术，诸如洗衣房热水排放与洗衣进水的热交换系统，厕所排风系统与新风系统的热交换装置，整个写字楼租赁区域的节能灯具的使用，楼层空调的变频控制，3万多个大楼BA控制点对大楼运行进行实时调控，冷冻机的冬季节能运行模式，大厦的玻璃幕墙，也是经过特别设计，那些银灰色的中空玻璃，外层都镀有一层反射膜，能很好的隔断大楼内外热量的传输，而且不同朝向的幕墙玻璃其反射系数还不同，达到既充分利用日光照明，又可节约室内空调负荷等等，然而除“先天优势”之外，节能更重要的还是“后天努力”——金茂集团在大厦运营中的节能管理和技术优化，金茂集团领导将节能工作视为企业的基本社会责任，在集团每个成员都非常清楚这样一个公式：
能耗/产值=我们向社会的索取/我们向社会的贡献
通过对这个公式的诠译，大家都明白了我们的社会责任，从而引出了集团节能战略的建立与实施。
金茂大厦节能工作的思路：
1.从能源计费系统到能源计量系统
金茂大厦有其特殊性，在一栋楼里既有酒店也有写字楼，并且分属于两个独立核算单位。在建造之初，为了能源核算，建立了初步的计费系统，通过各管理单位的抄表、统计，进行能源费用的分摊。
在计费系统的抄表统计中，通过分析发现，由于设计中租户冷却水系统和租户空调冷冻水和热水的水泵运行是按照大厦达到满租情况下系统运行进行配置设备及设备选型的，而大厦运行之初出租率并不高，但该系统必须投入运行才能保证已入住客户的使用要求，这就造成大马拉小车，经济效益很低。为解决这个问题，2000年与德国ROM公司合作实施上海第一个合同能源管理模式的节能改造项目。由ROM公司先期投入改造资金，再由节约的能源费用来支付改造费用。为了论证改造方案的合理性，使谈判顺利进行，以及支付费用合理，请了双方都认可的同济大学龙惟定教授率领的团队，对改造方案、计量方式、节能空间进行了论证与分析，出具了专项报告并作为合同附件。由于有了第三方的论证和评估，与ROM公司的合同谈判和合同执行都进行的非常顺利，该项改造达到了预期的目的，并获得了双赢。
通过与ROM公司第一个合同能源管理模式的节能改造项目的合作，我们总结出以下经验：（1）首先要有科学、成熟、合理的技术方案；（2）选择经过权威部门认证的节能管理公司；（3）建立第三方论证与评估体系，引入裁判机制；（4）对节能成效评估中的补偿费用列入财务预算，保证其支付能力的实现。
2.从要我节能到我要节能
随着节能工作的逐步深入，建立了能源消耗考核机制，进入经营考核体系。这样，原有的计费系统已不能满足需求，公司再次投入了几百万元，按部门、系统逐步建立了能源计量系统。能源计量系统建立后，各部门都发现了各自存在的节能空间。如：酒店宴会部原来节约能源仅落实在随手关龙头等初级层面。随着能源计量系统的建立，能源消耗更直观的显示出来，发现在宴会的准备期和收场期间空调和照明全开，存在较大的节能空间。原来在大厦的BA控制系统中，将宴会的准备和收场时间都算在宴会时间段内，进入该设定时间段，BA系统就自动打开空调和灯光系统，方便员工的布台和清洁工作，但在一些时间段如布台工作并不需要全部灯光和空调的开启，宴会后的清洁工作可以利用空调的余热和余冷进行，照明只要满足清洁工作的要求即可。根据实际操作情况，修正了BA系统的灯光和空调开启时间、开启顺序的设置，通过修正设置前后的能耗数据的对比，节能成效立即体现，员工有很大的成就感，也激发了员工节能的积极性和主动性。
再如：写字楼区域的96个厕所，原来24小时都设定在正常照明状态，通过对系统的分析，对这96个厕所的灯光进行了严格的夜间管理，晚上10点到次日6点不再灯火通明，系统自动设置为夜间模式，大厦内公共区域电表计量系统计量数据表明：这一细节就能每年节约10.5万千瓦时电。
能源计量系统的建立，使每一个员工都在思考一个问题，今天我还能为节能做些什么？
金茂大厦的节能目标
随着节能工作的开展，大厦管理层也在思考，我们的能源使用是否合理？我们能源使用的合理空间在哪里？
由于金茂建筑在国内的特殊性，国内可比较的样本很少，在2003年，我们和美国能源服务公司SERVIDYNE合作，依据美国能源之星的评估标准，对金茂大厦的能源使用情况做了详细的评估。
根据2002年10月到2003年9月的数据，达到美国环境保护局的能源之星标准。
通过能源之星的评估，我们了解了大厦能耗所处的水平。但我们的节能方向在哪里？2003年我们和同济大学合作，采用建筑能耗分析软件DOE—2建立了大厦建筑和系统的能耗模型。经过3年运行数据的修正，2006年我们得到了可以实际使用的模型系统。将年度气候数据、大厦酒店和办公楼的入住及出租率输入系统，就可以得到该年度模型提供的能耗参数，用以对比大厦实际能耗数据，来发现哪些地方还有节能空间。《金茂大厦能耗模拟与分析》课题研究成果表明，冷冻系统的能耗约占大楼能耗的40%，通过比对，发现大厦的冷冻系统确有改进空间。
在市经委、合同能源管理办的大力支持下，2006年我们请新加坡能源效率委员会所属的迈控公司对大厦的冷冻系统进行为期3个多月深入的测试分析，并对测试结果进行了专业论证，明确了系统改造的方向和节能目标。迈控公司的专家认为通过运行工况的调整，可以有10%以上的节能效果。对大厦冷冻系统详细测试后，发现大厦的冷冻机容量设置不合理，在低峰负荷时间段大厦的冷冻负荷在600RT左右，而大厦的冷冻机配置为400RT和1200RT，当400RT机器负荷不能满足系统负荷时，系统就会开启1200RT冷机，在50%负荷下运行，产生了大马拉小车情况，由此而给出换冷机配置的建议。
结束语
通过前期的大量研究与实践，发现今后节能工作的任务还很多：酒店光源的替换、冷机系统的改造、空调定风量系统的研究与改造、冷冻系统冷却水温度的合理设定等等都有待于我们的继续努力。“节能不是不用能，而是提高能源使用率”。与工业企业不同，商业单位在节能的同时，还得充分考虑客户的舒适度，因此要通过技术改造和精细管理，让每一度电、每一滴水物尽其用，达到效益最大化。