谭小川：商业地产的机电优化设计

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清华大学继续教育学院课程推广办公室副主任 谭小川

我比较喜欢把建筑当成人看待，我认为建筑和人是一样的。在建筑里外结构相当于人的皮肤，建筑结构相当于骨骼，我们专业所从事的内容是人的内脏系统，一个健康的建筑除了有很好的外形结构，还有很重要的是身体的本质。这个话题是如何让建筑成为健康有效的建筑，接下来我会给大家分享一下我在这方面的心得和感受，为什么要做机电优化和怎么样做机电优化。

机电系统相当于建筑的内脏系统，内脏是消耗建筑的能耗，所以我们从建筑能耗了解机电优化的必要性。大型公共建筑立面建筑的特点，特别是商业建筑的特点是无外墙内去比例大，住宅里面的内耗和普通建筑的内耗，大型公共建筑的能耗是一般建筑的8-10倍，采暖能耗仅仅是二分之一，空调远远高于采暖。一个好的机电系统和不健康的机电系统可以导致截然不同的能耗。今天我们说要抱团降低成本，要提升竞争力，随着商业地产越来越多，未来运行的能耗和运行管理能源费用是我们关注的重要问题。

商业建筑里空调占大型公共建筑能耗的40%-60%，围护结构的节能设计是降低建筑能耗的因素，但是还差的非常远，真正的关键节能还是在空调系统里，空调系统的设计和优化是至关重要的。

造成能耗比较高的是空调系统设计不合理，施工粗糙，验收形同虚设，为什么这么说呢?改革开放30年所有的建筑都是面临大跃进，基本上是限定某一个日期要投入使用，所以往往机电系统的验收形同虚设，几乎没有验收，或者是形式上的验收。如果没有很好验收的系统，它在运行的时候就没有办法，现在有许多的物业管理公司机电运行水平越来越高，甚至比事业单位还高，这就是建筑习性造成的。

北京西直门地铁站旁边很著名的“麦当劳”大厦，最早的时候他找的是境外机电顾问公司，他一开始做了一个玻璃幕墙的设计，也考虑了通风和措施，但是并没有考虑遮阳措施，导致了空调运行能耗高，室内热环境和光环境极差，建成后无法正常使用，室内温暖永远没有低于38度，这样的办公室没办法出租，后来被迫换了一个业主，充分做了一个改造，加了一个外遮阳，现在是被凯德商建收购现在已经能正常运行。

CCTV的新大楼，四年前中央电视台有一段这样的报告，CCTV工作人员穿着军大衣为奥运保驾护航，这在我们看来是大笑话。空调系统未进行合理分区，400多个VAV末端公用一套空调系统，现在已经做了改造。在夏天的时候其实我们需要做制冷，而制冷的同时我们可以想象一下这要花双份的电达到室内的舒适型，设计的不合理会导致多大的能耗。

北京三里屯，这里也是采用了境外著名机电公司做的设计，我们后来给他做了很多的改造，我也跟当初的设计师说做这样的设计，北京冬天市区是有集中供暖，只需要交一平米30块钱的采暖费就够了，但是外资的公司特别的奇怪，他外外资的旅店来说我们不能集中功能，要分别供暖，而且要用电供暖，使用电和烧煤的产出非常不合理，他当初为什么这样设计的原因非常简单，我要管理简单。在香港管理人工非常高，如果是集中供暖的话我们要分别管理，我们的管理承受不了，我也不可能承受管理，他就要求设计师按照独立电采暖功能，而且用了分散水环热泵，我来之前还在为他们做调整方案。

号称中国绿色高科技第一楼是建筑，采用了非常多的高精尖的技术，用了LOW-E镀膜双层窗，多种保温性能良好的围护结构部件，有外遮阳、自然通风口，安装了转轮热回收装置等高性能空调设备，先进的自动控制系统。但单位面积空调年电耗是同类建筑的3-4倍，空调系统结构形成不合理，运行策略不当，导致冷寂、水碰、风机等没有工作在最佳工况点，这相当于汽车长期在1档运行，油耗是非常好，大马拉小车在各种运行下并不是最优的效果。

以上是空调系统不节能的设计方案存在的问题，还有就是安装施工阶段问题，商建未来是做什么的?有人说我要做商业地产，但是细分有一个功能不能做好，我们不能怪设计师，设计师很无奈，你究竟要做成什么样的无法做到精细化，系统调试不合格，运行管理方法不科学，设计阶段是建筑节能的首要环节。综合以上所有原因导致了我们有许多建筑怪胎的诞生。我曾经说过，中国有两个GDP，一个是新建建筑的GDP，我说是公共建筑不是住宅，只要一建好我们就可以做节能改造，拉动内需;还有一个改建的GDP，我们还是希望第二个GDP少出现。

在2006年的时候天津院的伍总就已经提出来为什么设计出现这么多的问题，主要表现是缺乏认真的基础计算。要知道每一个建筑都是不一样的，所以对于基础计算的不重视，导致了我们形成了一个习惯，对基础设计参数把握不准。就像我刚才讲的先开枪后瞄准，业主没有很清晰的把目标说清楚，对冷、热负荷特征分析不深入，风、水系统划分设置不当，对节能新理念与新技术的排斥。随意加大安全余量，这是最要命的事情，本身我们国家设计标准已经有了很大的安全系数存在，当设计师做的时候他还会加大安全系数。最后还有忽略系统调控和计量手段的重要性。在设计阶段我们不装置调控和计量，先开枪后瞄准我们没有办法做，我们没有办法诊断哪里能耗这么高，因为没有良好的平台和诊断信息收取的方式。

建筑投资是巨大的，一旦开始，改是非常难的。设计要向精细化发展，到了今天我们是时候可以淡定下来为我们建筑做一些优生优育，因此机电优化的必要性是存在的。

下一步我们讨论一下怎么做机电优化?

说做优化很重要，但是怎么做呢?太难了，它面临多个对象，专业性特别强，设计有暖通、自控，供货商、施工单位建筑、设备、自控，各个对象有不同的利益关系。我们看到从规划开始，到机电设计、到招标、施工以及运行管理，这里每个人各扫门前雪，会出现什么问题呢?建筑师关注的是外形怎么稀奇特，因为这未来是我的名片，没有考虑内在的需求，怎么样让建筑本身更加的健康和高效。机电是考虑技术性，没有很好跟建筑做沟通，欠缺对全年运行调节及长期运行的实际效果的考虑。设计院主要是考虑是否满足国家强制性规范要求，要顺利通过图纸审查。这样下来，在招标采购阶段很多的问题就会出现了，必然我们的成本部门经理需要的是控制成本，如何体现工作的作用和价值，控制好成本是我们首选。我比较认同是一分钱一分货，我们发现非常多的采购过程当中，选择的设计是A级，采购是C级，我们做北京万达广场节能诊断的时候发现设计是A级、采购是C级，我们问为什么这样?他说没有办法公司采用低价中标，这种情况比比皆是。

前面这样的关系从设计到采购已经不匹配，到运行管理的时候已经无法了解从哪里入手。我经常用一个很有意思的比喻，我们花的钱一点不少，花的是买宝马的银子最后造出来的却是拖拉机。

现代建筑功能日趋综合、结构复杂，新产品、新技术层出不穷，传统设计和顾问模式难以达到综合最优。清华大学提出IDBM概念，由在设计实践和研究领域有丰富经验的IDM顾问，对建筑建设过程进行全程优化管理，充当甲方的技术顾问和保障。相当于建筑的保育员和孕期顾问。从规划开始包括设计、施工、启动、运行、验收以及使用培训，并且贯彻于建筑的整个生命周期，充当甲方的技术顾问和保障。作为技术单位对于建筑的结果负责任，而不是让建筑在建造过程当中让他们各司其则，各自为政，需要有一个人对建筑的结果负责。用我的话来讲我们花的是宝马钱，最后可以拿出来劳斯莱斯。

我们IDM已经开始实践了。从规划设计开始我们自己加了一个设计说明，同时设计说明提供给下一个环节用，并且提供给供应商作为招投标技术把关和技术文件，在能源设计系统里一环扣一环，在某一个环节里会有设计型管理的顾问对于建筑未来运行结果把关。最近，我们负责国内很大商业建筑的客户，他的反馈说我们所选择的设备并不是100分的设备，我们只要求拿到80%。不是设备越贵越好，我们只要合格有效就已经满足了我的需求，所以多花钱不一定买来好东西，对才是有效的。

我们这里可以看到一个非常关键的内容，这里是系统设计说明和产品说明的文件，我们一直会流传到运行管理。我们的灯光水电都是各个厂家评出来的，但是谁为这量车做一个专门操作手册呢?没有人做，如果有人做的话可以为我们带来很大效益。

强大模拟分析能力，设计完之后对全年的能耗做分析，我们还要有大量的案例。现在有很多的厂家说我的产品能节能35%，节能40%，节能10%，这个时候是基于设备本身单一目标可以达到这样的节能，对于整个系统来讲它并没有，它是牺牲某一些系统的能耗达到它的系统节能，对于这个建筑来讲并不是节能。

我们已经开始在国内给一些项目做IDM的实践，在广州白云万达广场是7月12日实现零的突破，是中国第一个商业建筑获得住建部绿色建筑运行标识的单位。一开始我们是从设计上给它做优化，首先是设计结构的文化，可以看到中庭、幕墙、屋顶、遮阳、自然采光，还有空调系统冷冻水大温差、一次泵变频、大温差送风，变总风量全空气系统、新风全热回收、夜间通风、自然通风，运行时适当降低室内温度标准、过渡季节全新风的运行方案建议，在电器系统方面是减少配电电路损耗，照度设计建议、广远和等距选择建议、照明控制系统规划、能耗分顶计量规划。当初设计的形态在实质产生的业态是有变化，因为业态的变化如何达成能效的最优，我们一定有一个很好的分项计量。我们每个月拿数据，然后告诉他们哪几项超标，是什么样原因导致的能耗变化，有一个很好的信息系统我们就会知道哪一个地方出现问题，可以及时的调整。

在广州万达广场设计上我们做这部分，在建筑设计方面把它的铝合金取消了，把外墙的保温取消了，减少了屋顶的保温层，我们看到负数是减少屋顶保温层，增加了外遮阳和内遮阳，这样是在夏天能耗做了非常大的共享，在建筑部分还做了屋顶通风。IDM从建筑就要开始做工作，在建筑方面我们为他将来的能耗符合2.7%，推荐围护结构做法折合节省全年空调耗电量37.2万度。我们跟万达还有若干课题，因为他是批量化生产，一个之后就会快速复制成十个，一百个，在咨询过程当中获得巨大的收益。我们会针对他的标准设计，比如说重听的遮阳以及重听散热屋顶保温的散热完全突破国家设计的标准，屋顶保温我们没有按照国家标准，外墙的保准也没有按照国家标准，实际上我们加了外遮阳。这是机电部分产生的收益。在机电部分维护机构我们还继续做，产生1%能效的提升，高能效的冷水技术产生2.7%的节能效果，冷冻机大温差的系统以及末端大温差系统加起来是1.7%，我们根据最后确定的业态方式做了变风量运行系统的设计，这方面是相当的大，全能能耗下降6.9%，还有一个是夜间通风系统，新风的传热回收，还有冬季加大室内供冷，我们冬天的时候可以室内外交换，这样精工细雕的效果，我们的能耗相当于他设计能耗的79.5%，再加上建筑能耗里的2.7%，已经超过了80%，实际运行已经低到70%，我们现在还在跟踪做优化运行系统。我们用现金衡量，加上建筑那方面每一年节约的能耗超过800万。另一案例是广州的珠江城市，经过我们长期不懈的斗争甲方也接纳了我们的建议，降低初投资近千万元。

IDM的概念其实是源于我们跟香港太古集团超过五年的合作，我们受到香港太古集团的邀请。我们帮太古做了五年的改造，太古第一层做到系统COP5.5，COP是花一块钱能够买来多少空调，通常国内的设计最多也就只能到3.2，这已经是很优质的系统，而经过我们的运行和调试之后我们为香港太古能够调大5.5，所以全球做到系统能源效率5.5的目前中国只有一个。目前太古把第一层已经卖掉了，由于有一套非常好的运行系统为他提升了30%售价，这是我们为之自豪的部分，我们可以为业主带来更多的价值，同时还能节约能源。