专家解析：超高层节能技术剖析(参考案例：上海中心632米)

1、引领绿色建筑的未来上海中心节能技术剖析 金茂、环球金融中心、上海中心三座顶级超高层建筑，作为中国最大的金融中心-上海浦东陆家嘴金融中心-也是上海市的地标建筑，将完整地展示中国改革开放的标志性的三个里程碑。金贸大厦JINMAO环球金融中心WFC上海中心大厦SHANGHAI TOWER金茂代表了中国改革开放的“过去”环球金融中心是中国的“现在” 上海中心大厦代表着中国可持续发展的“未来”上海中心建筑总高度：632m主楼屋面标高：580m 层 数：地上124层 地下5层总建筑面积：约568346m2地上面积：410035m2垂直电梯：106部自动扶梯：37部避难层数量：8个预计2013年7月结构封顶

2、 2015年6月全面竣工总投资：148亿人民币9区：121-124层：阻尼平衡装置、风力发电、 设备用房 118-120层：观光7-8区：111-115层：精品办公 84-110层：超五星级酒店2-6区（8-81层）：办公1区（1-6层）：大堂、商业、会议地下1-5层：停车、设备用房、人防、 商业、后勤避难兼设备层：7、21、36、51、67、83、100、 117F设备层：6、20、35、50、66、82、99、116F功能分区：1区2区3区4区5区6区7区8区9区核心筒及超级结构楼板 内层幕墙外层幕墙支撑体系外层幕墙 整幢建筑典型标准层和空中休闲中庭空间空中休闲中庭超高层建筑何谓节能？ 超

3、高层建筑本身就是不节能的建筑，相对于一般高层建筑多用能耗25-30%。为何要考虑超高层建筑的节能设计？ 通过节能新技术的应用，可有效减少能耗，极大地减少或消除对环境的负面影响。绿色建筑与节能建筑的区别？ 绿色建筑在节能技术运用的同时，更注重环境生态的保护和利用，注重可持续发展。 资源的综合合理利用高品质、低能耗、可再生材料的应用多能源形式的运用和管理可再生能源的合理应用生态环境的利用与保护可持续发展，提升品质制定良好的节能运行维护和管理措施高科技技术的应用，提高效率和舒适性城市标志性建筑的绿色节能示范引领作用，促进环保理念 超高层绿色建筑的特点：上海中心大厦绿色建筑设计目标将为全球超高层可持续

4、性与节能开发树立一块丰碑，将为建筑环境敏感度设立一个新的国际基准。上海中心大厦目标定位中国绿色建筑三星和LEED金奖的双重认证，在国内的大型建筑中尚无先例。 绿色建筑设计定位可持续性与节能可持续性基地规划保护和节约水资源实行节能使用可再生能源和产品 节材与材料资源利用改善室内气候及环境的空气质量 绿色建筑的设计策略利用垂直绿化植被过滤空气带遮荫及缓冲区的智能建筑表皮过度季节的自然通风冬季被动的太阳能加热夏季遮荫和散热热回收通风系统充分利用自然采光雨水收集和循环水利用现场可再生能源利用-风能和地热能冰需冷技术应用冷热电三联供 绿色建筑的设计解决方案可持续性场址建设活动污染防治： 通过控制水土流失

5、、排水沟泥水淤积以及浮尘生成以减少施工活动引起的污染。建筑选址： 上海中心大厦作为陆家嘴金融规划区的标志性建筑，完善了规划中的开发。开发密度和社区沟通： 是在现有城区，利用现有基础设施进行规划好的开发利用。替代交通公共交通接入： 基地需有附近公共交通通道，包括轨道交通和浦东/上海地方公交线路。替代交通工具停车容量： 停车容量设计成不超过规划要求。替代交通互助拼车： 该建筑将为高乘载车辆（面包车及公交）设计有落客区域。雨洪设计水质控制： 设计将通过引流雨水，减少基地不透水面，使现场渗透性达到最大，尽可能限制对自然水文的破坏。热岛效应：非屋面： 建筑设计至少提供要求的地下停车空间的50%。热岛效应

6、，屋面： 设计可以采用：a)至少75%的屋面太阳反射指数等于或大于规定值；b)至少50%的屋面为种植屋面；或c) 上述二者综合。绿化屋面： 裙楼上尽可能多地设置景观花园和绿化屋面。用户与建设指导： 业主/房东标准规定此建筑的用户遵守一个改善室内环境的绿化细则。节水节水景观： 设计将减少50%的灌溉用水，以限制或排除将饮用水用于景观灌溉。策略包括：植物种类的选择，灌溉效率和雨水收集。雨洪收集： 设计和落实雨水收集储蓄和处理设施。设计将在塔楼屋面和地下室采用雨水阻延系统。设计能收集雨水在冷却塔补水和景观灌溉中回用的系统。创新废水技术水的回收利用： 将收集，过滤，处理非冲厕水，再利用其冲洗管道设施。

7、收集源将包括：酒店区（淋浴和洗衣设备）；设计将调查在办公区洗手间设施中回收利用水的可能性。减少用水量： 低流量卫生间/自闭阀：至少所有的卫生间设施（抽水马桶和便池）应设置低流量器具和关闭阀，并在盥洗室水龙头设置关闭阀。能源与大气建筑能源系统的基本调试运行： 设置建筑能源管理系统，降低能耗，降低运营费。最低能效： 设立了建筑系统能效的最低值。基本冷媒管理： 此先决条件不允许基于CFC，会反过来消耗臭氧的制冷剂的使用。能效优化： 设计将落实提高能效水平的策略，将其能效水平提高到低于90.1-2004 ASHRAE/IESNA标准的能效等级基线28%到30%左右。 双层幕墙： 双层幕墙设计须高能低耗

8、，采用玻璃遮光系统。此系统是基于遮阳分析和能源建模技术。 中庭办公区： 此建筑有六个独立的办公分区（分别为2，3，4，5，6，和9区）。每个办公区都有一个公用中庭空间。这些中庭不仅有利于观看美丽的风景和也有利于自然采光。为使人体舒适度，冷热空调只在中庭的低部开启。也只有中庭的低部才会设置空调装置。中庭设计成能利用烟囱效应，即自然上升的热空气将通过中庭的顶部排向室外。架高地板系统： 所有的办公楼层都会设有架高地板系统和地板送风系统。这样空气能更高效低耗地冷却，形成一个更加节能的建筑。在提高雇员舒适度的情况下，此系统将允许在个人工作站或办公室进行个人空气调节。此系统更低耗是因为它采用了在架高地板方

9、格内布置电缆线路和电气线槽，而不是设置独立的导管线槽系统。现场冷热电三联供： 现场冷热电联产燃气发电内燃机组提供蒸汽和电力，为大楼提供部分空调冷热能源和补充电力，并提供酒店分区的室内热水。加强冷媒管理： 制冰机在晚上（低需求期）利用能源产冰，以备白天冷却之用。夜晚冰储冷缓解了白天能源消耗的高峰需求的压力，使空气冷却更加高效。现场可再生能源： 此建筑现在计划在近塔楼顶部使用微型风轮机系统，利用高区风能资源转化为补充电能。加强调试运行： 为了保证系统的正常运行，项目组提前将物业管理和系统调试人员加入建造团队，在设计中便重视物业管理和调试运行要求。计量和认证： 实施用户分表计量系统。 能源管理和建筑

10、管理系统(EMS/BMS): 上海中心采用的能源形式多，有的电能、燃气、三联供产生的蒸汽和电力、地源热泵、冰蓄冷、风能等，如何合理利用能源在满足用户需求的前提下，使得耗费最低和充分利用自然资源、低碳环保，将在建筑和能源管理系统及控制系统中采用最新技术。材料与资源可再生物的存放和收集： 易化减少废料的实行。包括在每个区的配套层设置一个存放可再生物的收集区域。将在整个零售裙楼和地下公共区域设置额外的回收站。材料规格/地方材料： 确定可以使用的本地建筑材料和施工材料。建筑废弃物管理： 要求施工承包商施行现场施工废料管理计划，以回收和/或利用至少50%的施工和建筑物拆旧过程中产生的非有害碎片废弃物。如

11、果可能，应达到回收75的废弃物的目标。可循环利用物： 对于含有很多可循环利用物的材料，只要它们符合A级办公建筑的性能标准，则需考虑再利用，并指定其用途。钢： 钢是一种含可循环利用物的材料。用于塔楼和裙楼结构的结构钢成品，此外还有用于固定混凝土的钢筋和钢板都能帮助达到预定的回收物比例。混凝土： 在混凝土结构和景观区域使用的混凝土混合料设计中加入粉煤灰和矿渣，增加硬景表面的孔隙率。地方材料： 目标是实现建筑材料/产品中至少10（20更佳）是在项目基地500英里内范围内提取，收获，回收和制造。可快速再生材料： 尽可能利用可再生资源（如竹），可较少使用非可再生的木材和其它材料。室内空气质量最低室内空气

12、品质： 设定室内空气质量的最低品质，以改善室内空气质量。环境吸烟控制（ETS）： 设计包括指定吸烟区在每个分区的配套层。这些控制区域须直接与外界相通。室外新风监控： 对于用机械通风的空间须提供监测通风系统的装置，以保持室内人员的最大限度的舒适度。增强通风： 此系统包含一个更高层次的室外换气和附带渗透系统，以使室内的空气污染达到最小，室内人员的舒适度和健康安全得到改善。但在上海这样高湿度的环境中，此系统的功能可能并不可行。建材IAQ管理计划： 施工期间，开发和落实室内空气质量管理计划，利于施工人员的职业健康。低排放材料： 使用低挥发、低毒性材料，如粘合剂、涂料、图层、地毯，密封剂及粘合剂。 室内

13、化学品和污染源控制： 将进入建筑的污染物控制到最小。系统可控制性热舒适度： 系统设计须根据ASHRAE Standard 55-2004中所述的舒适系统控制进行调节。给此建筑内至少50%的人员提供个人舒适系统控制。控制公共空间的通风： 给裙楼和公共活动空间的会堂或大型集会场所提供通风控制。热舒适度设计： 机械系统设计须提供一个舒适的工作/生活环境，以维持和改善楼内人员的良好状态和办公效率。系统的设计须符合ASHREA标准55-2004。采光和视野： 提供良好的天然采光和室外视野，室内空间和室外的开敞率至少占所有常有人员区域的75。可持续设计策略的优选/附加项包括：现场自行车存放：电动车充电：

14、在地下室设置电动车的充电桩。空气质量监测:替代中庭设计： 中庭空间内设置辐射供暖设备与置换通风相结合，防止外幕墙结露。无水便池： 部分考虑使用无水便池，以进一步减少用水。地热技术： 结合裙房桩基设置地源热泵的最新技术，充分利用地热资源。减少鸟撞： 审核玻璃及可见构件的反射率，以惊走鸟类，控制鸟撞的发生。专用回收槽： 考虑在所有的办公区域内设置专用回收槽。简化建筑管理和用户的回收过程。 可再生能源利用-风力发电 建筑的顶部565-569米设置54个垂直轴涡轮风力发电机组，300kWp,日均风速6m/s，每年将提供157,500kwh电量提供顶部景观照明。 天然气热电冷联产系统（三联供）以天然气为

15、燃料，通过动力装置发电，利用其产生的余热通过余热锅炉、余热型吸收式冷热水机组为建筑供热、供冷，为建筑物提供所需各类能源的供应系统。三联供技术是一次能源利用率非常高的一项技术。当建筑物实际的电力、供冷、供热负荷与建筑物所配备的三联供系统的供能能力匹配得较好时，三联供系统将产生可观的经济效益和社会效益。三联供系统是一种高效、环保和先进的能源利用系统。其高效性、环保性和先进性是建立在系统的配置和运行策略能很好地符合建筑物对能量需求的基础上。国内外对热电冷联产（三联供）系统的评价基本上集中在一次能源利用率、环境影响以及经济性三个方面。热电冷联产系统（三联供）： 由于冷热负荷与电力负荷之间的耦合关系，使

16、得冷热负荷与电力负荷的逐时对应关系直接影响到系统的配置与运行。因此，热电冷联产（三联供）系统要实现经济性的提高和排热的有效利用，其前提是对建筑的冷热负荷和电力负荷有比较准确的预测。 三联供发电与大厦10kV主母线并网运行，设置电力监测和控制系统，并设置系统同步的并列、解列等继电保护控制，避免向市电网的逆向馈电。 上海中心采用2台1.06MW燃气内燃机组。热电冷联产系统（三联供）：1. 高速电梯的节能效果十分显著，上海中心的电梯均采用再生能源回馈控制技术，馈能效率高，馈能利用率超过30%。2. 电梯的电能回馈是利用其轻载上行和重载下行时的重力势能转化为电能的能量回馈技术，馈能质量高。3. 将原来

17、消耗在机房的无用能耗转化为电能，极大地改善和机房的发热环境。 电梯再生能源的回馈技术应用：单台电梯的馈能状况：梯号ABCDEF曳引机型号PML-F25APML-F40APML-94BPML-115BPML-170BPML-210C额定载重量(Kg)1600160016002160021350213502额定速度(m/s)2.53.556810行程 (m)54.0 56.95103.65173.85244.05318.75额定功率(kW)24.634.492.3110.8124.6155.8FLU额定电流(A)5978254245280347FLACC启动电流 (A)10615258064586

18、81263电源设备容量(KVA)2937118118185239电梯上行运行时马达输出功率（kW）0% 空载-14.6-20.6-34.3-69.1-75.4-92.525% 负载 -4.4-6.26.1-23.4-22.8-25.350% 负载 5.27.145.424.532.242.675% 负载 15.621.383.270.285.3108.2100% 满载 25.835.2122.9115137.8174.1电梯下行运行时马达输出功率（kW）0% 空载 26.335.6123.5116.4138.117525% 负载 1620.884.371.586.2108.550% 负载 5.

19、46.945.123.932.94275% 负载-4.2-6.55.8-22.7-23-25.4100% 满载 -15.1-20.3-33.1-68.3-74.4-93.1电梯再生电能的回馈： 上海某办公商业综合楼，建筑高度198m、43层，38部电梯和6部自动扶梯，全部采用再生能量回馈型电梯，实行多目标的优化的智能调度控制，测试一天实际用电和再生馈电量。 节能率为25-31%。群组电梯用电量（kWh）再生回馈电量（kWh）实际耗电量（kWh）节能率（%）低区电梯组 8部104533071531.57中区电梯组8部1495375112025.08高区电梯组8部2140605153528.27顶层电梯组8部2595755184029.09表：一天实际运行情况统计 该项目一天再生电量达到2065kWh，如果一年以300个工作日计算，一年节约电量可达到619500kWh，如果考虑到机房空调的节约电能，可见采用节能型的群组电梯控制系统，具有非常可观的经济效益。 照明设计理念使室内空间照明更贴近自然,享受宜人的自然氛围以“人”为本,并展现上海的都市文化运用LED等高科技照明技术,体现品质、节能、环保裙房部分室内及照明效果图1、上海中心将有90%以上