据上海博览会有限责任公司教授级高工李庆来介绍，国家会展中心在建设中遇到了工期紧、任务重、难度高、责任重大的超常规困难，为了确保2015年“上海车展”移师国家会展中心，从2012年开始7月开始施工，需要在2年左右的时间中完成亚洲最大会展综合体建设，这正是“工程紧”的难点。“任务重”则是体现在国家会展中心超级体量建设上，总建筑面积147万平方米的“超级航母”建设，在国内外都没有成功经验可以借鉴。“难度高”则由诸多建筑工程上技术难点构成，此外由于需要在地铁不停运情况下施工，存在相当的难度。“责任重大”则是在施工时需要一边面对各方面的压力，一边防止出现重大安全事故。据悉，当时由于上海静安115特大火灾事故，国家对于施工安全问题格外重视，而面对社会和政府的监督，如何要在如此短的时间内，完成超级体量、难关重重的国家会展中心建设，实在是一道大难题。
因此，当国家会展中心建设面对巨大的挑战和压力时，上海市科委采取主动介入的方针，以技术集成示范打造绿色会展航母。在中国博览会的主体设计已完成的情况下，市科委积极对接开发商，主动介入为工程建设提供技术支持，推进超级电容电梯、半导体照明、分布式供能等低碳适用技术在国博会综合体建设中的应用示范，志在将这一世界最大的展览馆打造成为一座“绿色会展航母”，投入使用之后预期年节电2200万千瓦时，相当于上海2.6万户居民一年的用电总量。如200部超级电容电梯的应用，不仅每年可节电100万千瓦时，而且可在停电状态下照常运行，大大提高会展突发事件的应急处置能力。国博综合体的低碳建筑实践将为上海的绿色会展业提供有益的参考和借鉴。而在科技的支撑下，国家会展中心诞生了十大创新成就，让我们来一一细数：
分布式三联供为“能耗大户”提供清洁能源
大型会展场馆在能源选择上应优先选用“天然气”，这不仅是三星级绿色建筑得分指标要求，也是公共建筑应当承担社会责任的要求。此外，由于国家会展中心是集会展、商业、办公等于一体的大型综合体，也是一个超大、超高、超宽的特大型建筑。如果按传统的方法供能，必将成为能耗大户，并会被世人诟病。于是，在项目建设前期，开发者就思考如何将国家会展中心建设成绿色环保建筑，从而增加它的美誉度。经过认真比对和帅选，在众多节能环保技术中，分布式能源是一个理想的突破口。对此，李庆来谈到，“这个方案提出后，得到的却是一片反对声，其中包括设计院在内的专业技术人员。反对的理由一是技术不成熟，二是经济不划算。在此情况下，我提议一方面做可行性研究，另一方面做不可行研究，以期获得更加科学、客观的结论。”
经过项目小组的反复调研和磋商，最终“三联供”系统方案得到了国家会展中心董事会的认可，据李庆来回忆，在三联供项目实施过程中，也遇到了种种磨难和挫折，几次差点“触礁”，在项目团队不断努力下，最终化险为夷。
目前，世界上只有少数几个发达国家的场馆使用了这项技术，如德国慕尼黑国际展览中心、德国马格德堡会展中心、日本幕张国际会展中心等，在国内没有成熟的经验和成功的案例。国家会展中心采用了分布式能源中心（三联供）集约化供能方式，成为国内首个全部使用“三联供”集中供能的场馆，也是国内首个采用“分布式能源合同能源管理”方式建设和运营的场馆。如今，三联供经过一年多的运转，证明其技术是稳定可靠的，完全达到了项目前期设定的各项目标，为国家会展中心提供了强有力的能源保障，确保了展览及办公的正常运行。截至2015年11月底，国家会展中心使用的三联供的冷/热量已超过6万GJ(吉焦)，其社会效益和经济效益都是十分显著。目前，三联供已成为国家会展中心的最大创新亮点之一。
世界最高大场馆实现室内室外LED照明的“全覆盖”
半导体照明在大型高大展厅中应用也是未来的发展方向，在满足展览展示的功能的前提下，LED照明具有节能环保、降低运营成本的优点，但LED照明在国内外大型会展场馆中的应用还刚刚开始，缺少成功的经验和案例，存在很大技术风险。首先，国家会展中心项目16个高大展厅净高均比较高（34米高展厅3个、16米高展厅5个、11米高展厅8个），尤其是34米高的展厅（面积达10万平方米），目前世界上还没有类似案例，必须解决高大展厅的照度（300Lx）、色温和眩光等技术难题。其次，采用新型节能模式的LED照明方案，LED灯具选型必须确保可靠性和安全性。最后，必须采用智能控制系统，才能真正达到节能效率。
首先，通过对中国博览会会展综合体室内展厅照明区域照明设计和数据的分析和研究，并依据GB50034-2004《建筑照明设计标准》和JGJ218－2010《展览建筑设计规范》，论证了由LED灯具替换金卤灯实现展厅照明方案是可行的。其次，在大型高大展厅采用半导体LED技术方案还要有新意，同时还要满足必要性、挑战性、创新性和示范性的要求。最后，为确保34米高展厅照度能够达到300Lx，需要经过第三方权威机构的实测验证。目前，3个34米高展厅已经安装到位，LED灯具的照度均超过了300Lx的设计要求，采用的智能控制系统也已安装完成。
通过组织相关单位进行技术攻关，成功解决上述技术难题，论证了由LED灯具替换金卤灯实现展厅照明方案是可行的。因此，场馆全部采用了LED照明，这不仅在国内尚属首次，也是世界第一个全部使用LED照明的场馆。根据测算，与传统光源相比，LED照明节能率能达到45%以上，仅高大展厅一项，年节约用电约646万度，年节约标准煤约2580吨，年减少二氧化碳排放量约6430吨，年减少二氧化硫排放量约194吨。与此同时，李庆来表示，他还主持了与相关单位进行谈判，达成采用合同能源管理的协议，大大减少了在照明方面的投资，这在国内会展场馆照明管理中亦属于首次。
据悉，该技术是将智能控制芯片与LED灯具结合在一起的创新产品，在停电状态下能靠自带的电源自亮，有效避免在火灾情况下应急电源电路被烧短而不能提供应急照明功能的情况。这一全新的“安全照明”新概念，打破了传统照明与应急照明的界限，实现了以单一供电系统满足全功能照明的需求。“LED智能安全照明”在国家会展中心的成功应用，对于商业、公共通道等人流量大的公共区域应用推广，提高城市的安全应急能力提供重要的参考。
世界最大规模的超级电容电梯集中示范区
我国已成为世界上最大的电梯生产国和出口国，现在中国电梯的使用量和新增量均为世界第一，2011年中国的在用电梯数量超过了200万台，而且其数量还在不断的高速增长之中。我国目前电梯的每年总能耗要超过500亿kWh，为促进电梯节能技术发展，国家有关部门即将出台电梯能耗标志的相关规定。
利用超级电容器的快速充电特性、长循环寿命、高比功率、能量转化效率高等特点，将超级电容器组作为储能电源，在电梯在重负载向下、轻负载向上及减速时曳引电机所产生的电能，通过双向DC/DC储存于超级电容器组中，在下一工作循环优先使用，从而达到节能的目的。同时还将超级电容器组用作后备电源，在发生停电或故障时，维持电梯的照明、通风和通讯，电梯平层放人从而大大提高电梯的安全性。
超级电容节能电梯综合节电率为25%，最高可达33%以上。而且可以提高供电质量，减少供电设备容量20%以上。超级电容节能电梯代表了最新的节能电梯技术，具有重要的经济效益、环保效益、社会效益和广阔的应用空间。国家会展中心项目作为超大型展览馆，以其超大的体量、先进的节能环保理念和技术、超高的展示度，将成为我国乃至世界建筑节能综合技术的典范，因此国家会展中心项目采用新型节能环保技术具有重要意义。
对会展项目共有电梯400多部（目前为世界上拥有电梯最多的单体建筑）进行了排查，其中50多部电梯采用了超级电容的方式，成为世界上规模最大的节能电梯的集中示范区，年节电将超过100万度，相当于上海1200多户居民的年用电量。
“停电不急停”的超级电容电梯是一种全新概念的“安全电梯”，是在上海2013年6月5日静安区大面积停电后为国家会展中心研发的。国家会展中心所使用的其中6台在国内首次实现了“停电不急停”的安全功能。因中心城区突发情况停电导致场馆停电的情况下（如上海静安区停电），客梯仍可照常运行的难题，大大缓解了市政停电造成的援救难度。
“干净健康”的生态场馆“看得见”
垃圾密闭收集、装配式搭建是来自上海世博会的实践经验，世博园区的气力管道垃圾输送系统的应用，以及参展国自行搭建、布展、拆除的节能环保理念，给国家会展中心的“生态场馆”建设和运营提供了重要参考。国家会展中心体量巨大，每年将产生大量的会展垃圾（搭建、布展和撤展垃圾）和餐厨垃圾。结合实际运营情况测算垃圾量，中国博览会会展综合体展览日垃圾高峰期约为70吨，极端高峰达120吨，而布展日与撤展日最高垃圾产生量可达到200吨；同时，传统展览的搭建布展材料属于一次性材料，会产生大量的有毒有害气体，对人的健康有严重危害。
国家会展中心在国内场馆内首次设置了餐厨垃圾管道收集系统。这种系统集垃圾收集、压缩运输为一体，垃圾流密封、隐蔽，与人流完全隔离，改善了会展区域空气质量与卫生条件，实现了垃圾的无害化处理。
针对会展期间搭建布展、参展和撤展普遍存在的环保问题，国家会展中心研制了装配式展览搭建材料。通过提高装配式搭建材料组件的安装快捷性和可塑性，不仅节约大量的人力、时间和预算，还可以重复使用。目前此类产品的品牌和厂家，主要集中在德国等欧洲会展业发展成熟的国家。国内展具系统发展现状的特点是“重制造、轻设计”，展具行业缺乏行业标准和法规。可重复使用的装配式搭建技术的应用推广，将改变国内会展行业的现状，引领绿色展览行业的进一步发展。
“拥抱”地铁，“你中有我，我中有你”
地铁不停运改造出“12个出入口”和增加“1个站厅”并成功应对21.2万“日大客流”。国家会展项目是“骑”在徐泾东站及区间隧道之上，骑跨长度达1公里，近距离、大范围在运营地铁实施新建工程，并在地铁照常运营的情况下实施“无麻手术”，这在国内外轨道交通史上尚属首次。为达到合二为一、拓展空间、快速疏解、安全运营、零距离换乘目标，通过采取针对性的技术措施、创新性设计手段和信息化施工技术，成功解决了地铁不封站施工的世界性难题。
地铁2号线是目前轨道交通路网中承担客流最大的线路，作为终点折返站的徐泾东站也是是目前青浦区唯一与市区联系的车站，日高峰客流达2万人，日均客流已达4万多。会展中心施工期间如采用封站施工，乘客及列车只能在凇虹路站折返，大量乘客不能直接抵达虹桥枢纽，社会影响大，因此被迫采用“不封站施工”。在项目实施过程中（包括桩基作业、出入口改造、基坑开挖等），针对地铁安全运营要求地铁区间上部施工荷载不大于每平方米2吨，车站及区间隧道结构累计变形不能大于1厘米要求，不仅攻克了展馆上部结构体型复杂下传荷载不规则、两者结构距离近给地铁正常运营带来的难题，还成功改造出“12个出入口”。
在施工过程中，地铁安全运营是项目建设过程中的重中之重，是不可突破的安全红线。桩基距离地铁结构最近处不足2米，基坑基本是贴着地铁结构改造，这些都是地铁保护区作业的“禁区”，在已有规范和规定中都是用“严禁”二字来禁止近距离作业。施工无疑将会对地铁正常运营会产生巨大影响，建设者通过与地铁运营部门多次沟通，召开多达7次专家讨论会，桩基施工阶段制定了先近后远，先慢后快的施工方针，采用了自适应轴力补偿系统控制基坑变形，研发了恒力支撑系统确控制地铁上部荷载，在洋泾港桥河道回填部分研发了轻质高强泡沫混凝土进行荷载平衡回填，最终地铁变形完全控制在1厘米以内，外部施工对地铁安全运营未造成丝毫影响。不封站施工不仅方便了乘客、减少了社会影响，还省去了封站后的公交接驳费用，节约成本达6000多万元。
同时，为配合会展期间的客流剧增，通过调整运营组织，提高行车密度为线路增能。为此，还需研究快速疏解人流进出车站，通过模拟人流的走行轨迹，利用既有的两侧辅道，优化了站厅层的布置，拓展出一个崭新的站厅，并辅以增设新的扶梯。提供这样的创新设计，2015年“上海车展和医展”期间，线路运能由原来的每小时2.2万人提高至3.7万人，成功经受住日21.2万极端“大客流”的考验，是以往日最高客流10万人的2倍以上，是日均4万人次的5倍以上。
“地铁不停运改造和扩容技术”对城市建筑及人群密集区进行的地铁改造作业，提供了成功的经验和案例，尤其对地铁运营过程中的变形控制、周边环境保护和市民出行影响提供了成套技术。
创新技术确保“特种装备”等国际大展“落户上海”
国家会展中心将引进、消化吸收、最终自办特种展览（如特种装备、精密仪器等重型工业展览），而这些展览会的面积一般在20万平方米以上（如家具展，上海车展2015年展示面积已达35万平方米），要求展厅地坪承载每平方米要达到5吨（上海当时还没有，如世博展览馆西展厅为3.5吨），要拥有高于30米、跨度大于100米的展厅。上海是软土地基，大荷载承重要求对沉降控制提出了苛刻要求，而采用复合地基是经济适用的一种地基处理新技术。提出了复合地基承载力与沉降计算方法，创造性地采用了大桩距刚性桩复合地基处理新技术，建成24万㎡室内展厅、10万㎡室外展场，荷载为5t/㎡的超重地坪示范区。
每个展厅的尺寸达到了300×300米。二层楼面面积16万平方米、柱距27x36米的超大展厅的荷载要求为1.5吨。出于功能流线及屋面防水等方面的考虑，平面内不宜设置永久温度缝（无永久结构缝），而超长混凝土楼面结构的收缩徐变和巨大的承载极易出现裂缝，张拉端也不容易布置。为实现预应力体系准确、快速建立和精确控制，展厅二层大跨楼盖采用预应力钢筋混凝土结构体系，并采取预应力筋分段优化，张拉端节点加腋，计算机智能张拉等技术，通过混凝土跳仓施工预留，解决了1.5t/㎡重载楼面300m不设缝的预应力楼盖承载力和裂缝控制难题。由于混凝土结构力学性能离散较大，施工也易受人员、设备等因素影响，对预应力施工过程和结构的长期性能做了监测，可以对结构的服役情况、可靠性、耐久性和承载能力进行智能评估，为结构在突发事件下或结构使用状况严重异常时触发预警信号，为结构的维修、养护与管理决策提供依据和指导。
世界最大面积“无柱展厅”及大型商业中心成功“坐跨”地铁
最大跨度为108米的世界最大面积“无柱展厅”的超大屋面为无缝钢结构，通过在屋面结构支座的设计中的创新设计，帮助超大屋面抵挡温度变化、地震和台风影响。据了解，超长尺度的钢结构对温度变化非常敏感。通过在屋面结构支座的设计中创新性地采用了铅芯橡胶隔震支座，改善了超大屋面在温度和地震作用下的性能，不仅允许屋面结构在温度作用下相对自由伸缩，还能保持屋面的竖向支承能力。此外，隔震支座的采用，还有效减少了屋面结构的地震反应，这代表了现代抗震设计先进理念的发展趋势。同时，利用风洞试验结果，结合建筑立面造型，在外立面设置高强钢棒，解决了屋盖大悬挑端在台风环境下的大变形难题。
在中部环形商业中心的结构设计中，采用了交叉网格钢结构体系，成功跨跃了117米的地下地铁车站结构，最大限度地减少了对地铁的影响，保证了地铁的正常运行。交叉网格结构中部分杆件采用了消能减震的阻尼器，这些阻尼器类似于电器设备中的“保险丝”，在遭遇大地震时，阻尼器首先变形屈服，消耗地震能量，从而达到保护主体结构构件的目的。震后通过对这些阻尼器的更换后，结构仍能够保持原来的抗震能力。
为避免施工荷载直接作用于地铁车站和区间上方，采用了跨外吊装的工艺和可控轴力的弹性支撑技术。设计采用交叉网格体系及消能减震技术，通过117米跨度的巨型筒体钢结构成功实现了地铁跨越，施工中又创造性地提出了悬臂拼装和可控轴力弹性支撑相结合的吊装工艺，满足了地铁隧道上方施工荷载可控、隧道结构变形可控的要求，最终地铁隧道上方施工荷载全部控制在2吨以内，隧道竖向变形控制在7毫米左右，满足了地铁安全运营的要求。
在地铁车站及区间隧道上方建造超重荷载大跨度空间钢结构，这在国内尚属首例。
“四大金刚”成就公共安全“新概念”
为应对超大客流，实现会展场馆运营的“零伤亡”目标，国展中心应用的四大新设备、新材料，已经成为城市公共安全的“新概念”。
6台具有“停电不急停”安全功能的超级电容电梯。是一种全新概念的“安全电梯”。在停电的紧急状态下，电梯能够在最近层停靠、平层放人，在最恶劣情况下仍可保证运行15米以上，一般情况下还可以持续服务一段有限时间，并能维持电梯内的照明、通风和通讯，给乘客提供最大的安全感。
在国内会展场馆首次研发出“LED智能安全照明”灯具，将智能控制芯片与LED灯具结合，在停电状态下能靠自带的电源自亮，有效避免在火灾情况下应急电源电路被烧短而不能提供应急照明功能的情况。
成功应用具有“保温、防火”双重功能的A级防火材料，有助于解决保温节能和防火这一对矛盾。
创新性地应用在高大空间展厅运用脉冲风机控制火灾烟气蔓延的国内首创技术，解决高大空间的消防难题。采用世界上安装位置最高、目标射程最远的“消防炮”，替换传统的消防喷淋系统，自动精准定位功能，还能通过射水雾化避免伤害人体。
数字智慧实现“大场馆”、“大客流”、“大交通”的高效有序
通过现场控制网、感知物联网、移动互联网等数字智慧运营系统的集成，依靠“导航”、“导览”和“导购”等数字智慧硬件及APP软件技术，建立会展场馆的大数据分析平台，实现高效有序运营。
国家会展中心是世界上首个功能齐全的超大会展综合体，将面临日40万人次“大客流”、1万辆集卡进出“大物流”和上万辆汽车进出“大交通”的运营考验。通过现场控制网、感知物联网、移动互联网等数字智慧运营系统的集成，依靠“导航”、“导览”和“导购”等数字智慧硬件及APP软件技术，建立会展场馆的大数据分析平台，实现运营的有序高效，提高现代服务业的能级，起到引领示范和应用推广作用。
在数字智慧场馆新技术应用方面，特别注意传统技术的与“大数据、云计算”等相关新技术的结合。国家会展中心功能单元多、体量大、结构类型复杂多样，设备管线密布，将BIM（建筑信息模型）、钢结构健康监测等传统技术，在设计、施工、维保阶段与数字智慧系统有效结合在一起，解决了建设和运营中的很多技术难题。
值得一提的是，会展场馆首次大范围应用BIM技术。传统的深化设计和碰撞检查，普遍采用的工具为二维计算机辅助软件，二维设计软件本身存在局限性：即信息量少，可视能力差，要求设计人员具有很强的空间想象能力和专业知识。BIM辅助深化设计方面，采用了直接建模出图的模式，深化设计人员在BIM平台下进行建模，得出施工需要的深化图纸，避免了重复劳动，大大减小了工作量；更重要的是，深化人员在BIM平台上完成深化设计过程，改善了钢结构自身的设计合理性，在后续碰撞检查阶段，设计成果变得可视化，能发现人眼难以发现的设计问题和相互碰撞，出图之前消除所有后续返工隐患。通过BIM技术的应用，深化设计缩短了3个月，消除碰撞上千处，节约投资数千万元。
太阳能总装机容量居世界展览场馆之最
上海世博会太阳能光伏建筑一体化的总装机容量为4.7兆瓦，为国家会展中心光伏建筑的建设提供了经验。国家会展中心已建设总规模为2.1兆瓦的光伏建筑一体化项目，远期还计划在国家会展中心5号停车场建设总规模为8.5兆瓦的光伏建筑一体化停车场，合计10.6兆瓦的总装机容量，是全世界展览场馆所没有的。
除了十大瞩目的科技成就外，在国家战略和虹桥商务区的支持下，国家会展中心围绕着绿色建筑的理念，借鉴低碳世博的技术和经验，投入了很多新技术、新材料和新设备的应用，如虹吸式屋面雨水排水系统、中水回用技术、屋面雨水回用系统、低环境冲击模式主动型透水地面、机电变频技术、高大展厅送风喷口、分项能耗计量与控制系统等。依靠着这些技术创新，国家会展中心建设团队在市科委的大力支持下，集全市相关研究机构、高校智慧，在场馆规划设计、施工建设、安全保障、智慧运行等方面突破了一系列的技术难题，并集中应用了大批世博科技成果，保障了国展中心的按期完工，并实现了“绿色生态、安全健康、数字智慧”场馆建设与运营目标。
在科技的推动下，原本是耗能大户的国家会展中心转变为一座生态建筑。所谓“生态建筑”，就是将数量巨大的人口整合居住在一个超级建筑中，通过组织建筑内外空间中的各种物态因素，使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换，获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。这个概念既符合国家的可持续发展战略，也与上海建设具有全球影响力的科技创新中心十分契合。近年来，上海市科技发展决策部门审视度势，借助中国改革开放的大好时机，顺应国际上绿色生态建筑的发展态势，从上世纪90年代开始布局绿色生态建筑的研究与实践，开启了中国绿色生态建筑科技创新之路，成就了当今绿色生态建筑在国际舞台上的中国创造。
目前，国家会展中心所使用的这些技术除了能在大型场馆建设和运营中能够应用外，还广泛用于以绿色低碳、安全健康和数字智慧为概念的土木工程的建设中。对此，飞乐音响副总裁苏耀康说，作为国家级示范工程，国家会展中心可视为建筑业的“风向标”，这些在国展中心使用的技术很有可能在未来建筑业中大规模应用。未来，当国家会展中心（上海）作为世界规模最大的会展综合体矗立于世界展会前沿时，这些绿色节能技术也将依托国家会展的辐射能力，为中国生态建筑建设和大型场馆建设提供更有价值的参考和更多的技术依据。
