譚小川：商業(yè)地產(chǎn)的機(jī)電優(yōu)化設(shè)計

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清華大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院課程推廣辦公室副主任 譚小川

我比較喜歡把建筑當(dāng)成人看待，我認(rèn)為建筑和人是一樣的。在建筑里外結(jié)構(gòu)相當(dāng)于人的皮膚，建筑結(jié)構(gòu)相當(dāng)于骨骼，我們專業(yè)所從事的內(nèi)容是人的內(nèi)臟系統(tǒng)，一個健康的建筑除了有很好的外形結(jié)構(gòu)，還有很重要的是身體的本質(zhì)。這個話題是如何讓建筑成為健康有效的建筑，接下來我會給大家分享一下我在這方面的心得和感受，為什么要做機(jī)電優(yōu)化和怎么樣做機(jī)電優(yōu)化。

機(jī)電系統(tǒng)相當(dāng)于建筑的內(nèi)臟系統(tǒng)，內(nèi)臟是消耗建筑的能耗，所以我們從建筑能耗了解機(jī)電優(yōu)化的必要性。大型公共建筑立面建筑的特點(diǎn)，特別是商業(yè)建筑的特點(diǎn)是無外墻內(nèi)去比例大，住宅里面的內(nèi)耗和普通建筑的內(nèi)耗，大型公共建筑的能耗是一般建筑的8-10倍，采暖能耗僅僅是二分之一，空調(diào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于采暖。一個好的機(jī)電系統(tǒng)和不健康的機(jī)電系統(tǒng)可以導(dǎo)致截然不同的能耗。今天我們說要抱團(tuán)降低成本，要提升競爭力，隨著商業(yè)地產(chǎn)越來越多，未來運(yùn)行的能耗和運(yùn)行管理能源費(fèi)用是我們關(guān)注的重要問題。

商業(yè)建筑里空調(diào)占大型公共建筑能耗的40%-60%，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計是降低建筑能耗的因素，但是還差的非常遠(yuǎn)，真正的關(guān)鍵節(jié)能還是在空調(diào)系統(tǒng)里，空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化是至關(guān)重要的。

造成能耗比較高的是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計不合理，施工粗糙，驗收形同虛設(shè)，為什么這么說呢?改革開放30年所有的建筑都是面臨大躍進(jìn)，基本上是限定某一個日期要投入使用，所以往往機(jī)電系統(tǒng)的驗收形同虛設(shè)，幾乎沒有驗收，或者是形式上的驗收。如果沒有很好驗收的系統(tǒng)，它在運(yùn)行的時候就沒有辦法，現(xiàn)在有許多的物業(yè)管理公司機(jī)電運(yùn)行水平越來越高，甚至比事業(yè)單位還高，這就是建筑習(xí)性造成的。

北京西直門地鐵站旁邊很著名的“麥當(dāng)勞”大廈，最早的時候他找的是境外機(jī)電顧問公司，他一開始做了一個玻璃幕墻的設(shè)計，也考慮了通風(fēng)和措施，但是并沒有考慮遮陽措施，導(dǎo)致了空調(diào)運(yùn)行能耗高，室內(nèi)熱環(huán)境和光環(huán)境極差，建成后無法正常使用，室內(nèi)溫暖永遠(yuǎn)沒有低于38度，這樣的辦公室沒辦法出租，后來被迫換了一個業(yè)主，充分做了一個改造，加了一個外遮陽，現(xiàn)在是被凱德商建收購現(xiàn)在已經(jīng)能正常運(yùn)行。

CCTV的新大樓，四年前中央電視臺有一段這樣的報告，CCTV工作人員穿著軍大衣為奧運(yùn)保駕護(hù)航，這在我們看來是大笑話?？照{(diào)系統(tǒng)未進(jìn)行合理分區(qū)，400多個VAV末端公用一套空調(diào)系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)做了改造。在夏天的時候其實我們需要做制冷，而制冷的同時我們可以想象一下這要花雙份的電達(dá)到室內(nèi)的舒適型，設(shè)計的不合理會導(dǎo)致多大的能耗。

北京三里屯，這里也是采用了境外著名機(jī)電公司做的設(shè)計，我們后來給他做了很多的改造，我也跟當(dāng)初的設(shè)計師說做這樣的設(shè)計，北京冬天市區(qū)是有集中供暖，只需要交一平米30塊錢的采暖費(fèi)就夠了，但是外資的公司特別的奇怪，他外外資的旅店來說我們不能集中功能，要分別供暖，而且要用電供暖，使用電和燒煤的產(chǎn)出非常不合理，他當(dāng)初為什么這樣設(shè)計的原因非常簡單，我要管理簡單。在香港管理人工非常高，如果是集中供暖的話我們要分別管理，我們的管理承受不了，我也不可能承受管理，他就要求設(shè)計師按照獨(dú)立電采暖功能，而且用了分散水環(huán)熱泵，我來之前還在為他們做調(diào)整方案。

號稱中國綠色高科技第一樓是建筑，采用了非常多的高精尖的技術(shù)，用了LOW-E鍍膜雙層窗，多種保溫性能良好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件，有外遮陽、自然通風(fēng)口，安裝了轉(zhuǎn)輪熱回收裝置等高性能空調(diào)設(shè)備，先進(jìn)的自動控制系統(tǒng)。但單位面積空調(diào)年電耗是同類建筑的3-4倍，空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形成不合理，運(yùn)行策略不當(dāng)，導(dǎo)致冷寂、水碰、風(fēng)機(jī)等沒有工作在最佳工況點(diǎn)，這相當(dāng)于汽車長期在1檔運(yùn)行，油耗是非常好，大馬拉小車在各種運(yùn)行下并不是最優(yōu)的效果。

以上是空調(diào)系統(tǒng)不節(jié)能的設(shè)計方案存在的問題，還有就是安裝施工階段問題，商建未來是做什么的?有人說我要做商業(yè)地產(chǎn)，但是細(xì)分有一個功能不能做好，我們不能怪設(shè)計師，設(shè)計師很無奈，你究竟要做成什么樣的無法做到精細(xì)化，系統(tǒng)調(diào)試不合格，運(yùn)行管理方法不科學(xué)，設(shè)計階段是建筑節(jié)能的首要環(huán)節(jié)。綜合以上所有原因?qū)е铝宋覀冇性S多建筑怪胎的誕生。我曾經(jīng)說過，中國有兩個GDP，一個是新建建筑的GDP，我說是公共建筑不是住宅，只要一建好我們就可以做節(jié)能改造，拉動內(nèi)需;還有一個改建的GDP，我們還是希望第二個GDP少出現(xiàn)。

在2006年的時候天津院的伍總就已經(jīng)提出來為什么設(shè)計出現(xiàn)這么多的問題，主要表現(xiàn)是缺乏認(rèn)真的基礎(chǔ)計算。要知道每一個建筑都是不一樣的，所以對于基礎(chǔ)計算的不重視，導(dǎo)致了我們形成了一個習(xí)慣，對基礎(chǔ)設(shè)計參數(shù)把握不準(zhǔn)。就像我剛才講的先開槍后瞄準(zhǔn)，業(yè)主沒有很清晰的把目標(biāo)說清楚，對冷、熱負(fù)荷特征分析不深入，風(fēng)、水系統(tǒng)劃分設(shè)置不當(dāng)，對節(jié)能新理念與新技術(shù)的排斥。隨意加大安全余量，這是最要命的事情，本身我們國家設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有了很大的安全系數(shù)存在，當(dāng)設(shè)計師做的時候他還會加大安全系數(shù)。最后還有忽略系統(tǒng)調(diào)控和計量手段的重要性。在設(shè)計階段我們不裝置調(diào)控和計量，先開槍后瞄準(zhǔn)我們沒有辦法做，我們沒有辦法診斷哪里能耗這么高，因為沒有良好的平臺和診斷信息收取的方式。

建筑投資是巨大的，一旦開始，改是非常難的。設(shè)計要向精細(xì)化發(fā)展，到了今天我們是時候可以淡定下來為我們建筑做一些優(yōu)生優(yōu)育，因此機(jī)電優(yōu)化的必要性是存在的。

下一步我們討論一下怎么做機(jī)電優(yōu)化?

說做優(yōu)化很重要，但是怎么做呢?太難了，它面臨多個對象，專業(yè)性特別強(qiáng)，設(shè)計有暖通、自控，供貨商、施工單位建筑、設(shè)備、自控，各個對象有不同的利益關(guān)系。我們看到從規(guī)劃開始，到機(jī)電設(shè)計、到招標(biāo)、施工以及運(yùn)行管理，這里每個人各掃門前雪，會出現(xiàn)什么問題呢?建筑師關(guān)注的是外形怎么稀奇特，因為這未來是我的名片，沒有考慮內(nèi)在的需求，怎么樣讓建筑本身更加的健康和高效。機(jī)電是考慮技術(shù)性，沒有很好跟建筑做溝通，欠缺對全年運(yùn)行調(diào)節(jié)及長期運(yùn)行的實際效果的考慮。設(shè)計院主要是考慮是否滿足國家強(qiáng)制性規(guī)范要求，要順利通過圖紙審查。這樣下來，在招標(biāo)采購階段很多的問題就會出現(xiàn)了，必然我們的成本部門經(jīng)理需要的是控制成本，如何體現(xiàn)工作的作用和價值，控制好成本是我們首選。我比較認(rèn)同是一分錢一分貨，我們發(fā)現(xiàn)非常多的采購過程當(dāng)中，選擇的設(shè)計是A級，采購是C級，我們做北京萬達(dá)廣場節(jié)能診斷的時候發(fā)現(xiàn)設(shè)計是A級、采購是C級，我們問為什么這樣?他說沒有辦法公司采用低價中標(biāo)，這種情況比比皆是。

前面這樣的關(guān)系從設(shè)計到采購已經(jīng)不匹配，到運(yùn)行管理的時候已經(jīng)無法了解從哪里入手。我經(jīng)常用一個很有意思的比喻，我們花的錢一點(diǎn)不少，花的是買寶馬的銀子最后造出來的卻是拖拉機(jī)。

現(xiàn)代建筑功能日趨綜合、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮，傳統(tǒng)設(shè)計和顧問模式難以達(dá)到綜合最優(yōu)。清華大學(xué)提出IDBM概念，由在設(shè)計實踐和研究領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗的IDM顧問，對建筑建設(shè)過程進(jìn)行全程優(yōu)化管理，充當(dāng)甲方的技術(shù)顧問和保障。相當(dāng)于建筑的保育員和孕期顧問。從規(guī)劃開始包括設(shè)計、施工、啟動、運(yùn)行、驗收以及使用培訓(xùn)，并且貫徹于建筑的整個生命周期，充當(dāng)甲方的技術(shù)顧問和保障。作為技術(shù)單位對于建筑的結(jié)果負(fù)責(zé)任，而不是讓建筑在建造過程當(dāng)中讓他們各司其則，各自為政，需要有一個人對建筑的結(jié)果負(fù)責(zé)。用我的話來講我們花的是寶馬錢，最后可以拿出來勞斯萊斯。

我們IDM已經(jīng)開始實踐了。從規(guī)劃設(shè)計開始我們自己加了一個設(shè)計說明，同時設(shè)計說明提供給下一個環(huán)節(jié)用，并且提供給供應(yīng)商作為招投標(biāo)技術(shù)把關(guān)和技術(shù)文件，在能源設(shè)計系統(tǒng)里一環(huán)扣一環(huán)，在某一個環(huán)節(jié)里會有設(shè)計型管理的顧問對于建筑未來運(yùn)行結(jié)果把關(guān)。最近，我們負(fù)責(zé)國內(nèi)很大商業(yè)建筑的客戶，他的反饋說我們所選擇的設(shè)備并不是100分的設(shè)備，我們只要求拿到80%。不是設(shè)備越貴越好，我們只要合格有效就已經(jīng)滿足了我的需求，所以多花錢不一定買來好東西，對才是有效的。

我們這里可以看到一個非常關(guān)鍵的內(nèi)容，這里是系統(tǒng)設(shè)計說明和產(chǎn)品說明的文件，我們一直會流傳到運(yùn)行管理。我們的燈光水電都是各個廠家評出來的，但是誰為這量車做一個專門操作手冊呢?沒有人做，如果有人做的話可以為我們帶來很大效益。

強(qiáng)大模擬分析能力，設(shè)計完之后對全年的能耗做分析，我們還要有大量的案例?，F(xiàn)在有很多的廠家說我的產(chǎn)品能節(jié)能35%，節(jié)能40%，節(jié)能10%，這個時候是基于設(shè)備本身單一目標(biāo)可以達(dá)到這樣的節(jié)能，對于整個系統(tǒng)來講它并沒有，它是犧牲某一些系統(tǒng)的能耗達(dá)到它的系統(tǒng)節(jié)能，對于這個建筑來講并不是節(jié)能。

我們已經(jīng)開始在國內(nèi)給一些項目做IDM的實踐，在廣州白云萬達(dá)廣場是7月12日實現(xiàn)零的突破，是中國第一個商業(yè)建筑獲得住建部綠色建筑運(yùn)行標(biāo)識的單位。一開始我們是從設(shè)計上給它做優(yōu)化，首先是設(shè)計結(jié)構(gòu)的文化，可以看到中庭、幕墻、屋頂、遮陽、自然采光，還有空調(diào)系統(tǒng)冷凍水大溫差、一次泵變頻、大溫差送風(fēng)，變總風(fēng)量全空氣系統(tǒng)、新風(fēng)全熱回收、夜間通風(fēng)、自然通風(fēng)，運(yùn)行時適當(dāng)降低室內(nèi)溫度標(biāo)準(zhǔn)、過渡季節(jié)全新風(fēng)的運(yùn)行方案建議，在電器系統(tǒng)方面是減少配電電路損耗，照度設(shè)計建議、廣遠(yuǎn)和等距選擇建議、照明控制系統(tǒng)規(guī)劃、能耗分頂計量規(guī)劃。當(dāng)初設(shè)計的形態(tài)在實質(zhì)產(chǎn)生的業(yè)態(tài)是有變化，因為業(yè)態(tài)的變化如何達(dá)成能效的最優(yōu)，我們一定有一個很好的分項計量。我們每個月拿數(shù)據(jù)，然后告訴他們哪幾項超標(biāo)，是什么樣原因?qū)е碌哪芎淖兓幸粋€很好的信息系統(tǒng)我們就會知道哪一個地方出現(xiàn)問題，可以及時的調(diào)整。

在廣州萬達(dá)廣場設(shè)計上我們做這部分，在建筑設(shè)計方面把它的鋁合金取消了，把外墻的保溫取消了，減少了屋頂?shù)谋貙樱覀兛吹截?fù)數(shù)是減少屋頂保溫層，增加了外遮陽和內(nèi)遮陽，這樣是在夏天能耗做了非常大的共享，在建筑部分還做了屋頂通風(fēng)。IDM從建筑就要開始做工作，在建筑方面我們?yōu)樗麑淼哪芎姆?.7%，推薦圍護(hù)結(jié)構(gòu)做法折合節(jié)省全年空調(diào)耗電量37.2萬度。我們跟萬達(dá)還有若干課題，因為他是批量化生產(chǎn)，一個之后就會快速復(fù)制成十個，一百個，在咨詢過程當(dāng)中獲得巨大的收益。我們會針對他的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，比如說重聽的遮陽以及重聽散熱屋頂保溫的散熱完全突破國家設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，屋頂保溫我們沒有按照國家標(biāo)準(zhǔn)，外墻的保準(zhǔn)也沒有按照國家標(biāo)準(zhǔn)，實際上我們加了外遮陽。這是機(jī)電部分產(chǎn)生的收益。在機(jī)電部分維護(hù)機(jī)構(gòu)我們還繼續(xù)做，產(chǎn)生1%能效的提升，高能效的冷水技術(shù)產(chǎn)生2.7%的節(jié)能效果，冷凍機(jī)大溫差的系統(tǒng)以及末端大溫差系統(tǒng)加起來是1.7%，我們根據(jù)最后確定的業(yè)態(tài)方式做了變風(fēng)量運(yùn)行系統(tǒng)的設(shè)計，這方面是相當(dāng)?shù)拇?，全能能耗下?.9%，還有一個是夜間通風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)的傳熱回收，還有冬季加大室內(nèi)供冷，我們冬天的時候可以室內(nèi)外交換，這樣精工細(xì)雕的效果，我們的能耗相當(dāng)于他設(shè)計能耗的79.5%，再加上建筑能耗里的2.7%，已經(jīng)超過了80%，實際運(yùn)行已經(jīng)低到70%，我們現(xiàn)在還在跟蹤做優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)。我們用現(xiàn)金衡量，加上建筑那方面每一年節(jié)約的能耗超過800萬。另一案例是廣州的珠江城市，經(jīng)過我們長期不懈的斗爭甲方也接納了我們的建議，降低初投資近千萬元。

IDM的概念其實是源于我們跟香港太古集團(tuán)超過五年的合作，我們受到香港太古集團(tuán)的邀請。我們幫太古做了五年的改造，太古第一層做到系統(tǒng)COP5.5，COP是花一塊錢能夠買來多少空調(diào)，通常國內(nèi)的設(shè)計最多也就只能到3.2，這已經(jīng)是很優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)，而經(jīng)過我們的運(yùn)行和調(diào)試之后我們?yōu)橄愀厶拍軌蛘{(diào)大5.5，所以全球做到系統(tǒng)能源效率5.5的目前中國只有一個。目前太古把第一層已經(jīng)賣掉了，由于有一套非常好的運(yùn)行系統(tǒng)為他提升了30%售價，這是我們?yōu)橹院赖牟糠?，我們可以為業(yè)主帶來更多的價值，同時還能節(jié)約能源。