帝国大厦，能源效率的新标杆

Molly Miller，落基山研究所传播部门专家

当你站在帝国大厦（ESB）86层观景台上遥望曼哈顿无数高楼大厦时，你所看到的是美国最绿色环保的城市之一。由于大量使用公共交通系统、人口密度以及较少的住宅区，纽约市的人均碳排放量仅仅是美国其它地区的1/3。纽约还宣布到2030年，碳排放总量将比当前水平降低30%。

如果帝国大厦（建设于经济大萧条期间，耗时仅一年多，当时的世界第一高楼）代表着纽约的雄心，那么它现在也应该变得更加环保才对。这正是帝国大厦去年做出的一项颇具前瞻性的决定：大厦拥有者在咨询了落基山研究所及一组专家的意见后，对原计划进行的资产改造方案做了提升，将专家们所提出的各项可持续性措施作为重要内容纳入到改造计划中。

帝国大厦的拥有者Tony Malkin表示：“我和我的妻子对可持续发展都有着一种强烈的责任感。我们坚信做任何事情都应该考虑其可持续性，这对我们的未来至关重要。”

Malkin的改造工程将把最先进的办公楼设施装进这座历史悠久的大楼，基于落基山研究所团队的建议，改造工程将有望极大降低大楼的能源消耗和碳排放。一般的改造工程目标是降低楼房能耗10%-20%，而落基山研究所提出的包括整体考虑的综合改造手段将实现能耗节约近40%。

迄今为止，几乎还没有战前修建的大型建筑的改造工程能够达到如此高的标准，而帝国大厦改造项目成为其它现有建筑拥有者可加以效仿的绝佳范例。尤其是考虑到如今全美国将近75%的商业大楼都已经有20年甚至更长的历史，这个先例更是意义非凡。

克林顿气候行动计划的纽约城市主管Kathy Baczko说：“历史上，现有建筑物的改造工程都是在具体情况具体分析的基础上进行的。然而，建筑物一体化改造方式可以带来更高能效，节约更多能源，其中整体解决方案和综合的节约手段能够带来长期的效益。因此更多的建筑物拥有者和运营者应当可以从帝国大厦改造项目中学到宝贵经验。”

“帝国大厦要进行环保改造的想法对世界各地的建筑拥有者来说都有着极大的鼓舞作用，无论他来自纽约还是其它任何城市，因为帝国大厦一直以来就是纽约建筑的代表。”摩天大楼博物馆创始人、主管及馆长Carol Willis补充道。

根据帝国大厦网站介绍，这座坐落在第五大道和西34街交叉口的设计精美的102层摩天大楼被美国土木工程师协会评为现代世界七大工程奇迹之一。该建筑及底层内部装潢被纽约地标保护委员会选为了纽约地标，并于1986年被评为国家历史地标。

“这是建筑改造的最佳范例，”Fluhrer说道。“这是一座标志性建筑，将会长期的保存下去，所以它值得我们为其投资。而这次改造恰好包含在一次大型资产改造项目当中，这使得改造项目更具成本效益，同时大楼将节约大量的碳排放。”

例如，资产改造计划本就要求重新封装所有的窗户，使其能够更方便的开关。Fluhrer解释说：“如果你要烦劳租户让他们搬来搬去以便改造窗户，你可能也会使用新型的高能效窗户。”

Wendy Fok是Jones Lang LaSalle的建筑师，曾与落基山研究所及其他团队成员共同为帝国大厦改造项目提供建议。她为我们讲解了改装帝国大厦可开关的6,514扇窗户能效的过程：“我们沿用过去的框架，卸掉窗框，将原有玻璃擦干净重新利用。但是在两片玻璃中间，我们使用了中间介质，它实际上是一种低辐射系数薄膜。所以虽然人们称其为三层玻璃窗，事实上只是回收利用原有的玻璃并在其中插入了一层低辐射系数薄膜而已。”

对大厦空调机组的调整是落基山研究所针对原有资产改造计划作进一步资本化调整的另一个案例。落基山研究所建议不要像以往一样用相同种类的空调机组替代过去的机组，帝国大厦使用更优质的楼层空调机组来替换破旧机组。虽然成本稍有增加，但这种机组效率大幅提高，且帝国大厦每楼层仅需2台机组，而不是过去的4台。

帝国大厦改造项目团队

本项目中落基山研究所的合作方包括Clanton & Associates（灯光工程师团队）、Rumsey Engineers（机械工程师团队）以及Alpen Energy Group（玻璃装配专家团队）。Johnson Controls, Inc. (JCI)被选为项目的优选节能服务公司（ESCO），Jones Lang LaSalle (JLL)担当项目经理。落基山研究所团队提供了工程咨询服务，包括对JCI的设备改进举措的工作评估，以及对项目文件及延伸服务过程的支持。

“这真的是一个团队协作项目，”Fluhrer说。“我们一直都在与其他人合作，是真正的团队。这是一项颇具挑战性的工作，但逐渐给业主带来了更大的信心。当三支世界知名团队得出了相同的结论时，接下来的工作就变得更简单了。”

为达到预期结果，改造过程需要实施八个关键项目或措施。建议的方案也包括降低33%的制冷设备负荷需求（1600吨），该方案将降低峰值用电需求达3.5ＭＷ，大厦和供电部门都将从中受益。方案同时还改善了用户室内环境质量，包括利用更先进的窗户、隔热系统和优化的控制系统提供更舒适的温度；利用租户需求控制通风系统提高室内空气质量；优化了照明条件调整环境和工作照明。

建议的改进措施包括以下各个项目：

• 直接数字控制（DDC），
• 租户照明，日光采光及插销，
• 变风量系统（VAV）组合式空调机组（AHUs），
• 改造制冷设备，
• 建筑窗户，
• 租户能源管理计划，
• 隔热系统
• 租户需求控制通风系统（DCV）

租户设计

项目团队设计了三个关键程序来影响租户的能源使用：租户预置程序、租户设计准则以及租户能源管理程序。在接下来的4年间，40%的租户将会更迭，所以大厦急需一套立竿见影的设计准则。落基山研究所提供的环保预置设计成本每平方英尺比过去增加了6美元，但每年节约的运行成本达到了每平方英尺0.7-0.9美元，且能够帮助帝国大厦向所有租户展示设计原理。在预置设计的基础上，设计准则将为租户提供帝国大厦环保标准。租户可以使用落基山研究所专为帝国大厦设计的租户财务工具来核实所推荐措施的技术及经济有效性。在租户能源管理程序中，帝国大厦将分别计量所有租户空间并使用反馈/报告系统来告知租户各自的能源使用情况。该程序还将协助租户完成他们各自的碳排放申报。

租户预置空间

帝国大厦改造项目团队在大厦的第42层设计了一处用来向意向租户展示的全新预置空间展示区（正在建设中）。主要的设计包括了低压空调系统设计、间接分层照明系统设计（包括环境-工作-局部照明）、全新的高性能窗户玻璃、遮阳板、百叶窗以及大量回收再利用的、健康建筑材料的使用。

下一步任务

帝国大厦改造项目团队正在评估所有建议的提高能效和降低碳排放的措施，并从中决定哪些措施可以被运用在此次改造项目当中。不论措施是否被采用，落基山研究所希望其他建筑拥有者能够利用该分析和建议，对现有建筑进行改进。落基山研究所接下来的任务包括筹集资金来整理、报告帝国大厦改造项目中所学到的经验。

项目咨询师，落基山研究所副主席Stephen Doig说：“接下来我们的工作是总结在此项目中所学到的经验，将整个过程系统化，并将结论传播给更多的人。”Doig认为在这个项目中所学到的经验包括：

“首先，在实施建筑物正常升级项目的同时进行改造能够提供更多经济上可行的选择。其次，在投资收益最大化和二氧化碳减排最大化之间总是存在着自然的对立。一定要重视这种对立关系，综合考虑能够为项目提供激励举措的融资机制，从而在经济可行的前提下最大程度提高效率。这个工作也清晰地证明了，要达到真正的减排，需要同时鼓励与吸引建筑物业主、节能服务公司、租户以及物业管理者。十分幸运，我们的项目具备了这样的条件，而这也应当成为未来的常态。最后，我们意识到需要让我们的项目具备可复制性，从而让更多建筑改造能够实现同样的效果。”

落基山研究所在帝国大厦改造项目中担任项目经理的Aalok Deshmukh 表示：“从更广泛的传播角度来看，我认为最令人激动的就是克林顿气候行动计划带给我们的广阔平台，让我们能够接触世界上40座大型城市及其大量的现有建筑物，其中很大一部分都是商用办公大楼。”帝国大厦改造项目成为世界各地其他建筑改造的模范，很大程度上要归功于落基山研究所与克林顿气候行动计划在能效建筑改造项目上的合作，这一项目2007年于纽约启动。

JCI的全球能源与可持续发展项目副主管Clay Nesler表示：“在某种程度上来讲，所有的投资经理和地产商都关心能效问题，并已经做出了一些努力。而这个项目则向大家展示了，对能效进行大幅度的显著提升是完全可能的。我们说的不是5-10个百分点，而是20%-30%以及更多类型的能效提升，并且这其中充满了商机。”

帝国大厦改造项目为我们的城市以及现存建筑的未来设立了一个标杆。就像Carol Willis说的那样：“当你想要了解纽约这座城市时，帝国大厦就是最好的选择，它就矗立在大陆与海洋之间…帝国大厦的影响力及其地位是前无古人、后无来者的。”

核心结论与建议

项目始于2008年4月14日。团队协作活动从2008年4月到11月间持续了6个月时间。在整个项目7个月的实施过程中，团队发现在当前的能源成本条件下，帝国大厦能够在具备成本效益的前提下实现节能38%，并在今后的15年中减少二氧化碳排放10.5万公吨。在当前条件下，超过38%的能源节约是不具备成本效益的。

能源模型&财务工具

在财务方面，落基山研究所为改造团队提供了能源改造措施的财务工具来测量和获得财务及能源分析数据。通过工具得到的正式文件分析数据使项目实施过程更透明。这种透明度让任何人都能够测试改造结果，并在其他项目和条件下复制改造过程。

在与落基山研究所紧密的合作中，JCI使用DOE-2.2（eQUEST界面）进行能效分析。这是一款建筑物能耗模拟工具，可以对建筑物设计和技术进行对比分析。通过输入天气数据、建筑物几何数据、材料属性、设备清单以及系统部件，该程序能够计算建筑物荷载并得出建筑物能耗。

计算出每一项措施的初步能耗节约估值后，团队使用（落基山研究所专门为本项目开发的）财务模型来确定能够最大限度减少温室气体排放，同时具备合理经济效益的改造措施组合。

通过利用模型进行反复计算，帝国大厦改造项目团队能够根据各种可实施的短期或长期项目，向大厦业主提供最终改造方案建议。

克林顿气候行动计划

2006年，克林顿基金会启动了克林顿气候行动计划（CCI），该计划的目标是降低全球温室气体排放。该计划的服务对象是世界上最大规模的城市，这些城市的温室气体排放量占全球排温室气体放总量的75%。

CCI的第一个项目就是能效建筑物改造项目（EEBRP），治理目标是现有建筑物所产生的温室气体排放。在大型城市区域，建筑物是能源消费的主体，建筑物碳排放占一座城市所有碳排放总量的约70%。以纽约市为例，建筑物的温室气体排放量达到了全市温室气体总排放量的79%。

EEBRP联合了社会各界力量，包括银行、产品供应商、能源服务公司、以及公共和私人建筑物业主，旨在彻底降低现有建筑物的能源消耗，包括帝国大厦。

来自落基山研究所的Greg Franta表示：“在世界各地的大型城市中，建筑物通常都是最大的碳排放源和最大的大气污染源；一般来讲，一个城市总能源的70%-80%被建筑物的运行所消耗。所以如果我们能够改造城市中的现有建筑物，这将对总体碳排放产生巨大影响。”

与落基山研究所的合作帮助CCI提供并鼓励综合的能效提高方案，这种综合方案能够实现更大的能源节约，而不是传统的无法取得永久性能源节约的一次性照明或空调系统升级。

帝国大厦建造备忘录

• 建设工程始于1930年3月17日。总工期仅用时1年45天。
• Shreve, Lamb & Harmon 建筑公司建筑师William Lamb被选为帝国大厦总设计师。他仅仅使用一只普通铅笔就完成了整个大厦设计的基础。简洁、凌厉的线条激发了他的灵感，随后他创作了大厦的模型。
• 1945年，第二次世界大战接近尾声时，一架陆军航空部队B-25双引擎轰炸机在浓雾中撞到了大厦的第79层。
• 从1931年至今，这座大厦向众多世界知名政治家和娱乐界人物扮演了“纽约大使”的角色，包括菲德尔 卡斯特罗、伊丽莎白女王、查尔斯王子、安德鲁王子、约克公爵夫人、赫鲁晓夫以及泰国国王等等。
• 大厦的桅杆（现在的电视塔基座）设计之初是为空中飞艇提供停泊桅杆（遗憾的是，由于几次尝试失败，以及在1350英尺高空变化无常的大风，这一设计最终被放弃）。

–发表于2009年4月