1、1绿色超高层的重点与难点剖析绿色超高层的重点与难点剖析中国建筑科学研究院上海分院中国建筑科学研究院上海分院周志仁周志仁2011-1-72超高层超高层简介简介 超高层的优势和劣势 绿色超高层的必要性案例案例 介绍介绍 项目概况 关键技术重点与重点与难点难点 重点 难点3高度超过高度超过100m的建筑的建筑4全球已建成高度居前全球已建成高度居前1010位的超高层建筑位的超高层建筑序号序号名称名称城市城市国家国家建成建成年份年份高度高度（m)1迪拜塔迪拜阿联酋20098182台北101台北中国20045093上海环球金融中心上海中国20084944马来西亚双子塔吉隆坡 马来西亚19984525西尔斯
2、大厦芝加哥美国19744426金茂大厦上海中国19994217国际金融二期香港中国20034158中信广场广州中国19963919地王大厦深圳中国199638410帝国大厦纽约美国1931381全球处于设计阶段的高度居前全球处于设计阶段的高度居前1010位的超高层建筑位的超高层建筑序号序号名称名称城市城市国家国家建成建成年份年份高度（高度（m)1王国塔吉达阿联酋-1000+2一千零一夜丝绸之都科威特-10013逐风塔迪拜阿联酋-6554地标塔Sangam DMC首尔韩国-6405上海中心上海中国20146326韩国地铁大厦首尔韩国20166157仁川塔仁川韩国20145878釜山世界贸易中心釜
3、山韩国20135609乐天大厦首尔韩国201255510迪拜塔1迪拜阿联酋20115505超高层的优势u 集约化利用土地；集约化利用土地；u 显著提高工作和生活效率显著提高工作和生活效率；u 实现资源高度共享，提高投资效益实现资源高度共享，提高投资效益；u 带动相关学科发展，促进科技进步带动相关学科发展，促进科技进步u 推动和解决经济发展的重要途径。推动和解决经济发展的重要途径。超高层建筑：辉煌还是梦魇？超高层建筑：辉煌还是梦魇？叶可明院士认为：随着社会经济的发展和科学技术的进步，人类发展超高层建筑叶可明院士认为：随着社会经济的发展和科学技术的进步，人类发展超高层建筑成为可能，也成为一种精神需
4、求。成为可能，也成为一种精神需求。6100100米高度带米高度带来的质的变化来的质的变化u公摊较高；公摊较高；u消防楼梯增加消防楼梯增加u每每50米设置避难层米设置避难层u实用率多在实用率多在70%左左右右实用率实用率u比高层高出比高层高出1525%u对抗风、抗震的要对抗风、抗震的要求变化，带来成本大求变化，带来成本大量增加；量增加；成本成本u电梯安全系数电梯安全系数u可燃性材料增加；可燃性材料增加；u人员疏散问题；人员疏散问题；安全性安全性u便于统一管理；便于统一管理；u日常运行能耗高；日常运行能耗高；u后期维护管理费用后期维护管理费用高高物业管理物业管理u开发周期拉长；开发周期拉长；u智能
5、化技术的使用；智能化技术的使用；u水系统、配电和消水系统、配电和消防要求的变化防要求的变化其他其他u不能开窗，不能开窗，IAQ降低；降低；u通透性降低；通透性降低；u 内区全年制冷，能内区全年制冷，能耗大。耗大。室内环境室内环境7超高层的不足经济性：经济性：高投资和运行费用高投资和运行费用盖盖1栋栋200m高楼比高楼比2栋栋100m楼成本还高；楼成本还高；运行维护费用是建造的运行维护费用是建造的3倍；倍；金茂大厦一天的维护费用是金茂大厦一天的维护费用是100万元。万元。室内环境质量降低：室内环境质量降低：不能开窗通风等。不能开窗通风等。使人远离自然；使人远离自然；增大城市交通压力等增大城市交通
6、压力等。高能耗：高能耗：金茂大厦能耗约为金茂大厦能耗约为200kWh/（m2.a）。）。目前建筑围护结构优化模拟软件不能反映到气候随高度带来的变化；目前建筑围护结构优化模拟软件不能反映到气候随高度带来的变化；建筑节能标准所约束的节能技术不能完全适用于超高层；建筑节能标准所约束的节能技术不能完全适用于超高层；而标准所规定的节能软件无法建立复杂而数量庞大的超高层模型。而标准所规定的节能软件无法建立复杂而数量庞大的超高层模型。8绿色超高层绿色超高层定义：获得绿色建筑二星级以上或者定义：获得绿色建筑二星级以上或者LEED银级以上认证的超高层。银级以上认证的超高层。目前还没有一栋真正的绿色超高层建筑。目
7、前还没有一栋真正的绿色超高层建筑。特点与意义：特点与意义：能耗降低：比普通超高层更节能；能耗降低：比普通超高层更节能；节水：充分利用雨水、中水和空调冷凝水，采用节水器具。节水：充分利用雨水、中水和空调冷凝水，采用节水器具。室内环境：充分自然光、热舒适、绿色照明等。室内环境：充分自然光、热舒适、绿色照明等。节材：装修一体化，灵活隔断，当地材料的利用；节材：装修一体化，灵活隔断，当地材料的利用；9武汉中心武汉中心内容内容数据数据基地面积28100sqm建筑高度438m建筑层数88F建筑总面积343971地上建筑面积259981地下建筑面积83990容积率9.25建筑密度35%绿地率24%停车位数量
8、1200u国家绿色建筑三星级，国家绿色建筑三星级，LEED-CS LEED-CS 金级认证；金级认证；l方案和设计单位：华东建筑 设计研究院；l绿色咨询顾问：中国建筑科学研究院上海分院；l机电顾问：奥雅娜；l幕墙顾问：ALT。10广州珠江新城广州珠江新城B2-10u顶级纯商务的顶级纯商务的写字楼写字楼，全球领，全球领先企业及机构的区域总部；先企业及机构的区域总部；u 国家绿色建筑三星级，国家绿色建筑三星级，LEED-CS金级认证；金级认证；方案和设计单位：华南理工大学建筑设计研究院；绿色咨询顾问：中国建筑科学研究院上海分院；机电顾问：迈进；幕墙顾问：上海祥云。内容内容数据数据总用地面积1083
9、6m2建筑高度309m建筑层数地下4层，地上68层总建筑面积210986m2地上建筑面积177886m2地下建筑面积33100m2容积率16建筑密度25%绿地率25%停车数88011香格国际广场二期香格国际广场二期内容内容数据数据总用地面积15112m2建筑高度200m建筑层数地下3层，地上53层总建筑面积147795m2地上建筑面积109466m2地下建筑面积38329m2容积率7.24建筑密度28.37%绿地率31%停车数量440方案设计：美国SOM；施工图设计：杭州城建院；绿色咨询顾问：中国建筑科学 研究院上海分院；u五星级酒店五星级酒店+高档酒店式公寓；高档酒店式公寓；u 国家绿色建筑
10、二星级；国家绿色建筑二星级；酒店客房酒店客房酒店式公寓酒店式公寓酒店大堂酒店大堂12能源环境水环境气环境光环境热环境绿化环境绿色超高层的重点13绿色超高层的重点降低建筑总能耗降低建筑总能耗内容内容国内绿建要求国内绿建要求LEEDLEED基准建筑基准建筑对比对比总体总体要求要求比各地公共建筑节能标准再节能20%比ASHRAE90.1的基准建筑至少低10%LEED更难达标围护结构围护结构墙体墙体容易满足要求较高外窗外窗容易满足SC值要求高，而K值容易满足高效高效空空调调系统系统冷机冷机COPCOP要求大于5.1要求大于6.1（ARI)LEED要求高水系统水系统无强制要求一次泵定频，二次泵变频风系统
11、风系统风机能耗低风机能耗高国内风机能耗低照明照明降低照明功率降低照明功率密度密度LPDLPD目标值比目标值还低国内降低LPD值较困难日光利用日光利用要求简单无要求电梯电梯势能电梯势能电梯有要求无要求14武汉中心武汉中心广州珠江新城广州珠江新城B2-10香格国际广场二期香格国际广场二期能耗模型能耗模型WWR值都大于值都大于0.515绿色超高层的重点围护结构围护结构武汉中心武汉中心珠江新城珠江新城香格广场二期香格广场二期屋顶(W/m2.K)0.50.890.27外墙(W/m2.K)0.70.710.5外窗WWR0.50.510.65K(W/m2.K)2.53.22.5SC0.290.260.5/0
12、.4（西）外遮阳无水平遮阳，挑出0.43m垂直遮阳，活动活动节能节能围护结构优化围护结构优化玻璃的玻璃的SC值和值和VT值：需权衡考虑，一般值：需权衡考虑，一般要求要求VT 0.3616照明照明LPD：武汉中心目标值，办公：武汉中心目标值，办公15 W/m2 酒店和公寓：酒店和公寓：13W/m2 珠江新城办公：珠江新城办公：15 W/m2降低降低LPD的关键：采用的关键：采用T5等节能灯具，灯具的合理布置等节能灯具，灯具的合理布置日光利用日光利用daylighting:办公可在周边区域设置办公可在周边区域设置 智能调光系统，而酒店和公寓没智能调光系统，而酒店和公寓没 有太大必要。还要业主来确定
13、，比如武汉中心办公区域不设置。有太大必要。还要业主来确定，比如武汉中心办公区域不设置。照明控制照明控制：时间控制，如珠江新城的走廊夜间全部自控关闭：时间控制，如珠江新城的走廊夜间全部自控关闭照明能耗降低照明能耗降低 13W/m2 12W/m2 13.5W/m2121212141513131157911131517办公室酒店大堂酒店客房餐厅照明功率密度（照明功率密度（W/m2）照明功率密度要求照明功率密度要求LEED要求国内目标值17HVAC节能节能冷热源：地源热泵冷热源：地源热泵+水蓄冷水蓄冷 冷水机组：冷水机组：5/13，COP 5.2 6.07一次泵变频一次泵变频+二次泵变频二次泵变频冷却
14、塔免费制冷冷却塔免费制冷武汉中心武汉中心珠江新城珠江新城B2-10水系统：高效冷机，水系统：高效冷机，6/14大温差，高大温差，高效变频水泵；效变频水泵；风系统：风系统：VAV，全热回收。，全热回收。1/3楼层过渡季节免费制冷楼层过渡季节免费制冷冷却塔免费制冷无法利用冷却塔免费制冷无法利用香格国际广场二期香格国际广场二期VRV+FCU和新风和新风排风热回收；排风热回收；水泵、风机变频；水泵、风机变频；冷凝热回收；冷凝热回收；冷却塔免费制冷冷却塔免费制冷过渡季节全新风新风竖井限制，不可能全部采用过渡季节全新风新风竖井限制，不可能全部采用CAVVAV+FCU冷梁冷梁+FCUFCU+新风新风FCU+
15、新风新风CAV18能耗模拟结果能耗模拟结果模型模型耗电量耗电量（MWHMWH）总总能耗能耗费用费用(万元）万元）单位建筑单位建筑面积耗电面积耗电量量(kWh/m(kWh/m2 2)单位建筑单位建筑面积能耗面积能耗费用费用(元元/m/m2 2)节费节费率率基准建筑520225014.2194.1187.10设计建筑484224637.4180.7173.047.2%高效建筑468244491.2174.7167.5810.1%0100002000030000400005000060000耗电量（MWH总能耗费用(万元）基准建筑设计建筑高效建筑模型模型耗电量耗电量（MWHMWH）总总能耗能耗费用费
16、用(万元）万元）单位建筑单位建筑面积耗电面积耗电量量(kWh/m(kWh/m2 2)单位建筑单位建筑面积能耗面积能耗费用费用(元元/m/m2 2)节节费费率率基准建筑413403992.1195.9 189.20 设计建筑363983517.6172.5 166.71 12.0%武汉中心武汉中心广州广州B2-1019绿色超高层的重点节水节水节水达到优选项很困难。节水达到优选项很困难。20绿色超高层的重点采光采光地下车库自然采用地下车库自然采用导光筒；导光筒；主要功能房间自然采光：主要功能房间自然采光：比较内容比较内容绿建绿建LEEDLEED天空模型全阴天模型晴天模型分析时刻无要求秋至日9点和下
17、午3点计算高度无要求0.76米计算网格无要求最大为1.52米要求范围满足照明标准要求满足2695382lux进深（m）11129.5武汉中心珠江新城香格国际广场二期02468101214进深（进深（m）比较内容比较内容武汉中心武汉中心珠江新城珠江新城香格香格国际国际广场广场二期二期进深（m）11129.5VT=0.5绿建否否达标LEED达标达标21绿色超高层的重点室外景观和绿化室外景观和绿化透水地面：较难达到透水地面：较难达到40%，交通流线组织等需要占用较大面积，交通流线组织等需要占用较大面积屋顶：屋顶绿化或者高反射涂料屋顶：屋顶绿化或者高反射涂料自然通风自然通风可结合在呼吸幕墙内侧设置可开
18、启窗，如珠江新城可结合在呼吸幕墙内侧设置可开启窗，如珠江新城B2-10室内舒适性室内舒适性VAV：空气品质好比：空气品质好比FCU好，能耗较高；好，能耗较高；冷梁：噪音小，能耗低冷梁：噪音小，能耗低22绿色超高层的难点LEED-NC/CS?珠江新城珠江新城B2-10:LEED-CS；武汉中心：武汉中心：LEED-CS业主业主/开发商使用的开发商使用的可租用面积可租用面积50%50%NCCS业主业主/开发商使用的开发商使用的可租用面积可租用面积50%50%业主业主/开发商对室开发商对室内装修等的影响内装修等的影响 CS专为市场推广应用，唯一能够进行预认证的体系；专为市场推广应用，唯一能够进行预认
19、证的体系；需制定租户指南，对租户入住前装修进行约束等；需制定租户指南，对租户入住前装修进行约束等；涉及的范围广：办公、酒店、商业等；涉及的范围广：办公、酒店、商业等；23绿色超高层的难点调试调试调试流程调试流程聘请调试专家聘请调试专家 进一步制定业主对能源、用水和室内环境质量的要求进一步制定业主对能源、用水和室内环境质量的要求 把调试要求写入施工文件把调试要求写入施工文件 制定并执行调试计划制定并执行调试计划 检查被调试系统的安装和性能检查被调试系统的安装和性能 完成调试报告完成调试报告好处：节能、降低运营成本、减少对承包商的求助、更好的建筑好处：节能、降低运营成本、减少对承包商的求助、更好的
20、建筑文件归档、确认各系统满足业主的要求文件归档、确认各系统满足业主的要求调试系统调试系统基本调试：基本调试：空调系统空调系统 照明和昼光利用系统；照明和昼光利用系统；卫生热水系统；卫生热水系统；可再生能源系统可再生能源系统调试系统调试系统全面调试还包括：全面调试还包括：中水系统；中水系统；雨水系统；雨水系统；地源热泵系统；地源热泵系统；其他其他24绿色超高层的难点项目阶段项目阶段调试任务（第调试任务（第1 11212步）步）基本调试基本调试全面调试全面调试初步设计、施工图设计阶段初步设计、施工图设计阶段对建筑师和工程师选择的要求1、指定调试专员业主或项目组业主或项目组业主的项目要求和设计基础2
21、、把业主对项目的要求和设计基础整理成文档业主或CA*，设计组业主或CA*，设计组方案设计阶段3、审核业主对项目的要求和设计基础CA*CA扩初设计阶段4、制定和完善调试计划项目组或CA*项目组或CA施工图设计阶段5、把调试要求写入施工文件项目组或CA*项目组或CA6、执行施工文件件进行调试设计审查/CA施工阶段施工阶段设备采购和安装7、审查承包商递交的材料是否适用于即将调试的系统/CA基本测试、测试和平衡8、验证安装和被调试系统的性能CACA运营和维护手册9、为需要调试的系统制定系统手册/项目组或CA运营和维护培训10、确认调试要求的培训完成/项目组或CA调试完成11、完成调试总结报告CACA使
22、用阶段使用阶段系统监控12、全部调试完成10月后审查建筑运营情况/CA25绿色超高层的难点测量与认证（测量与认证（M&V）采用采用IPMVP中方法中方法D：模拟校验法：模拟校验法能耗能耗模拟模拟 非常精确、细致的能耗模拟；分项计量分项计量确保分项计量仪表在施工图中落实 安装分项测量仪表；M&V M&V 计划计划 制定测量和认证（M&V）计划；测量和测量和 认证认证 校正模型，与实测能耗数据对比：需记录一年的能耗数据、气象数据、使用情况、运行时间表等。26绿建和绿建和LEED预评估预评估技术方案落实技术方案落实LEED-CS注注册，取得预认证册，取得预认证申报绿色建筑三申报绿色建筑三星级设计标识
23、星级设计标识参与施工参与施工图交底会议图交底会议制定施工指导指南，制定施工指导指南，确保各项技术落实确保各项技术落实参加完成整体设备系参加完成整体设备系统调试计划及方案。统调试计划及方案。绿色建筑和绿色建筑和LEED申报申报获得绿色建筑运营三获得绿色建筑运营三星级和星级和LEED-CS奖项奖项设计阶段设计阶段施工阶段施工阶段竣工后竣工后正式开盘正式开盘销售前工作销售前工作绿色品牌绿色品牌绿色建筑挂牌绿色建筑挂牌需根据整个项目的时间节点督促设计院和业主完成各项工作需根据整个项目的时间节点督促设计院和业主完成各项工作绿色超高层的难点27扩初阶段扩初阶段指定调试专员；指定调试专员；能耗分析，提出设计
24、建议；能耗分析，提出设计建议；与业主落实各得分点和采用的技术；与业主落实各得分点和采用的技术；施工图阶段施工图阶段调试专员审查施工图纸并记录存档；调试专员审查施工图纸并记录存档；能耗分析修正，最终核实设计是否达标；能耗分析修正，最终核实设计是否达标；其他各项指标核实；其他各项指标核实；招投标阶段招投标阶段我方制定各项施工计划书，投标单位需按计划书进行施工我方制定各项施工计划书，投标单位需按计划书进行施工调试专员明确施工过程中的要求；调试专员明确施工过程中的要求；材料材料/设备购买阶段设备购买阶段我方审核各材料检测报告；我方审核各材料检测报告；我方核算冷机制冷剂型号和充注量；我方核算冷机制冷剂型
25、号和充注量；其他设备性能核算。其他设备性能核算。施工阶段施工阶段按照施工管理计划书进行，并记录各按照施工管理计划书进行，并记录各施工控制过程施工控制过程竣工阶段竣工阶段调试调试测量和认证测量和认证绿色超高层的难点2010201528绿色超高层的难点与机电顾问、设计院的配合：与机电顾问、设计院的配合：1）避免完成机电顾问的事情；）避免完成机电顾问的事情；2）能耗分析的角色：判定是否达标，并给出改进意见，而不是告诉）能耗分析的角色：判定是否达标，并给出改进意见，而不是告诉 设计院具体该做哪些和多少。设计院具体该做哪些和多少。3）反复与设计院和相关顾问沟通，确保各项技术要求落实。）反复与设计院和相关顾问沟通，确保各项技术要求落实。能耗模拟：能耗模拟：1)需完全理解整栋楼的设计与相关细节；需完全理解整栋楼的设计与相关细节；2)需把空调系统的控制策略在模拟中落实；需把空调系统的控制策略在模拟中落实；3)需认真校正模型使模拟结果可信、较准确反映实际能耗情况。需认真校正模型使模拟结果可信、较准确反映实际能耗情况。尽量避免经济性分析：尽量避免经济性分析：采用某项技术会带来多少投资与收益有时候很难算出，尽量避免建议的采用某项技术会带来多少投资与收益有时候很难算出，尽量避免建议的 措辞，建议用必须等措辞，建议用必须等29
