金茂大厦绿色运营管理与节能策略研究

2020-12-24黄斯俊金茂上海物业服务有限公司上海200121

建筑科技 2020年3期

关键词：金茂能源管理大厦

黄斯俊[金茂（上海）物业服务有限公司，上海 200121]

1 超高层建筑运营管理背景

超高层建筑就像一条竖立起来的街道，存在着安全、内部交通、环境、能源消耗等多方面难以妥善解决的问题，越是向高处发展，安全性、耐久性及适用舒适等问题就越多，对结构、建筑、机电、暖通、电梯等专业化管理的要求就越高。

2 日常运营管理

2.1 完善的标准体系

金茂大厦拥有涵盖强弱电、暖通、给排水、机械运输、土建装修的设备设施运行与维护服务技术标准、管理标准、工作标准、经济运行标准等，共计100 余项。

2.2 预防性维护保养

管理方通过对物业设施设备进行预防性的维护保养有效地降低设施设备故障的发生，延长使用寿命，并配合进行适当的技术改造以及定期检测，采取技术和管理的手段降低物业运营风险、成本和能耗。

2.3 巡视与应急

重视日常巡检成果，包括所抄录的运行参数、设施设备运行档案以及设施设备发生故障后的事故分析。特别是查找故障诱发原因，不断总结经验，将大大提高设备故障效率，降低二次影响。注重定期排查锅炉、电梯、冷冻机、消防等设施设备的应急预案，并定期进行消防演练，确保安全、高效、稳定的运营。

3 能源管理

能源管理的关键，是寻找合理地利用能源、提高能源使用效率的途径和方法。金茂大厦所遵循的理念就是“节能不是不用能，而是如何在确保租户满意度的前提下，提高能源使用效率”。一直以来，大厦能源管理团队致力于对能源消耗的监督管理，每月定期召开能源分析专题会议，努力寻找节能的空间。在完成日常设备维护保养工作的同时，加强系统设备的运行控制，根据室外天气的变化以及季节能源消耗的特点，合理调节设备负荷，通过改善运行管理提高设备工作效率，降低能耗（图 1）。

图1 2012～2019 年能耗量与能耗费用趋势图

3.1 创建绿色物业

绿色基因：通过培训、宣传，不断灌输绿色物业观念，有理念才有行为，使绿色物业成为全体员工的共同基因。

绿色技术：根据房地产业运用的绿色环保技术，不断研究掌握新技术，提升管理人员的维保能力。

绿色标准：制定完善的绿色物业服务标准，形成制度保障。

绿色品牌：通过参与绿色论坛、与专业协会交流、网络宣传等手段，提升公司绿色品牌知名度。

绿色成果：节能降耗，运营成本降低；舒适度上升，客户满意度提高；履行社会责任，获取政府补贴。

3.2 领先的管理体系

2012 年，通过能源管理体系认证，金茂大厦成为国内较早获得能源管理体系认证的公共建筑，管理该大厦的某物业公司也成为国内较早获得能源管理体系认证并且也是较早的一家同时运行 4 个管理体系的物业管理企业。

2013 年，金茂大厦荣获 LEED-EB 金级认证，成为当时国内获得此项殊荣运营时间较长且高度最高的既有建筑。既有建筑若想通过 LEED 认证难度很大，尤其对于像金茂大厦这样设计于 20 世纪 90 年代初、已经运营 15 年的建筑更是巨大的挑战。从 2000 年率先实施合同能源管理，到 2012 年成为国内较早获得能源管理体系认证的商务楼宇，金茂大厦在绿色运营方面进行了诸多探索与实践，积累了丰富经验，从而也使得本次 LEED-EB 金级认证水到渠成。

3.3 能源管理运作体系

(1) 设立能源管理工作组，制定必要的政策和规程，编制执行年度能源管理工作计划。

(2) 建立完整的能源计量系统（一次和二次能源），定期进行表具检定。

(3) 制定二次能源的产出和输送的能效指标，确定设备系统运行的控制参数和调整原则。

(4) 分析研究二次能源产出成本的构成和使用过程，找出降低能耗的途径和方法，拟订技术方案和行动计划。

(5) 不断优化设备运行时间表。

(6) 教育与培训，评估能效管理成效和奖励。

3.4 完善计量系统

统计表明，多数公共建筑都未设置能源计量系统，这给后期开展能源管理工作带来了诸多隐患与问题。没有计量就没有比较与分析。没有计量就不利于贸易结算。金茂大厦在建设初期已经分别铺设了 2 套计量设备。包括对大厦冷冻水、冷却水、采暖热水、生活用水、饮用水、蒸汽、小品水、软水等流体进行能量计量以及大型设备耗电量进行自动远程计量，并以数据库形式对历史耗电量进行记录，方便查阅和分析历史耗电数据。

未来，数字时代下，金茂大厦将能源数据收集整体融入进金茂大厦智慧物业管控平台。将 2 套系统合二为一，确保系统统计数据全覆盖。

4 日常运营管理与能源管理

能源的消耗量存在客观和主观两方面原因，客观原因主要有气候情况、大厦出租率以及人员节能意识等不可控因素，而主观原因主要是设备运行控制与设备日常维护。通过分析各个系统单位时间内的能耗量，分别从优化系统控制措施、节约能耗措施和更新改造系统设备三方面入手制订出可操作的节能策略。通过每月的能源管理会议，通常讨论如下事件：

(1) 通过环比和同比分析更新改造后的设备对能耗的影响。

(2) 每月统计数据所反映出的问题，如出租率、跑冒滴漏、表具问题、设施设备运行效率、原始设备增减、不规范的用能习惯、设备控制参数的调整等。

4.1 持续完善运行标准

在确保人员舒适度的前提下，金茂大厦从管理节能及技术节能入手，取得了明显的节能绩效，如：修订了《电梯和升降系统》《楼宇自动化系统》中经济运行的相关规定，调整了 BA 系统中相关控制参数，全年可节约电费约 14.40 万元。

4.2 优化系统

金茂大厦推进节能举措，在确保设备安全运行的同时将能源消耗控制在指标之内，采取的措施有优化暖通空调系统运行参数控制，优化空调设备和照明系统运行时间等，2019 年全年能耗费用对比 2013 年下降 17%。

4.3 节约能耗

通过合理安排水系统检修，减少系统放水频次，达到节约用水的目的。通过定期对锅炉热效率的测试，保证锅炉高效运行，达到节约耗气量的目的，同时根据季节气温变化及时调整锅炉运行状态，加强冷凝水的回收等，以达到节约能源的效果。

4.4 更新改造

随着设施设备的老化，日常的保养已无法满足原设施设备的运行效率和环保要求，根据实际情况对相关设施设备进行更新改造，以提高设备运行效率，节省能耗。2017—2019 年完成了金茂大厦 12 台冷却塔更新改造工作（图 2），冷却塔改造后年节约用电 30 吨标煤，年节约用水 33 t（表 1）。

图2 冷却塔更新改造

表1 冷却塔改造前后能源消耗对比

任何的改造工程都不是简单的复制原有设计及系统，需要考虑到利用这次改造的机会将原有设计上的缺陷一并解决，包括如何提高能源利用效率，这也是本次金茂大厦冷却塔更新改造技术所关注的要点。

2004 年，金茂大厦将老式手动开关的水龙头改成智能感应龙头，响应时间 0.5 s，离开感应区后 1 s 钟龙头自动关闭，智能感应龙头水嘴出口选用气泡混合发生器，比常规水嘴节水 10%～15% 左右，有效杜绝自来水的浪费。

2013 年，大厦将原来的 13 L 坐便器更换成 6 L，更换冲水阀，冲洗时间缩短至 6 s 左右，冲洗时间缩短对系统压力波动也有一定的缓解，办公区共更换坐便器 439 套。与更换前用水量相比，每月节约用水量约 2 800 L，节水 35% 左右。

4.5 合同能源管理

2000 年，金茂大厦引入合同能源管理项目，也是较早采用此方式的超高层建筑，对大厦租户冷却水系统进行变频节能改造，到 2004 年 10 月合同执行完毕时，已收回前期投入的改造资金。

2015 年，金茂大厦再次与节能公司开展合同能源管理项目，节能公司已为大厦将自营区域的地下室、大堂、会议室、餐厅、走道等区域的灯具更换为节能型 LED 灯具。同时在地下车库区域增加雷达/照度传感器，当区域无人、车或照度达到要求时，自动关闭相应的照明灯具。在满足相同光环境要求（照度、色温、显色性、调光性能等）的前提下，降低光源的单位面积功率密度，实现照明系统的节电。项目最终更换 LED 灯 16 544 支，施工从合同签订至项目验收完工历时一年多。照明改造后每月用电量节约 140 000 kWh，每月节约电费约 11 万元（图 2）。

图2 LED 改造前后能源消耗对比

2020 年，金茂大厦将再次以此方式，完成中央空调系统的改造，中央空调系统是一个多种复杂因素互相耦合的系统，制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔以及末端系统运行时需要合理搭配，否则很可能造成能耗的浪费。系统的合理化运行需要专业的管控策略来完成，只靠人为来调节，是很难实现的。EMC 改造后将每年节约能耗约 20%。

4.6 室内空气品质

根据国际通用的空气质量标准定理一套系统而规范的室内空气品质管理体系。未采用尖端技术的金茂大厦，通过预防性维护以及日常装修管理，室内每日空气质量均为优、良等级。无论室外空气品质如何，测得大厦室内 PM2.5最高值为：38 μg/m2。

4.7 排放改善

上海市地方标准 DB 31/387—2018《锅炉大气污染物排放标准》自标准实施之日起至 2020 年 9 月 30 日，金茂大厦作为上海标志性建筑，一直积极响应国家及地方各项政策。大厦的燃烧器已于 2019 年 11 月前完成改造（图 3），达到排放标准要求。本次锅炉燃烧器低氮改造减少了 NOx 排放，保护了生态环境，具有较高的经济价值和社会价值。