重庆大学土木工程学院 陈金华教授(左)、重庆大学2023级土木工程学院研究生 梁景琪(右)
获奖项目:成都海天集团研发总部暖通空调设计项目
解决方案:湖水源热泵+夏季直供换热系统
所获奖项:第二十二届MDV中央空调设计应用大赛 学生组·设计达人奖和设计达人指导奖
据中国建筑节能协会统计,我国建筑全过程能耗占全国能源消费总量45%,碳排放占全国排放总量的50.6%,绿色建筑从选择题变成了必答题。作为耗能“大户”,中央空调系统的节能性与建筑领域节能降碳进程落地息息相关,也成为建筑领域迈向“碳中和”的重要切入点。
然而,低碳方案的构建并非易事,而是一个系统工程,面临着空间、余热资源和储能等多维度挑战,需要多方合力,更需要立足资源禀赋因地制宜,走出一条可持续性高质量发展新路子。在第二十二届MDV中央空调设计应用大赛学生组别中,重庆大学参与的“成都海天集团研发总部暖通空调设计”项目,荣获学生组·暖通设计类“设计达人奖和达人指导奖”。
因水而生,围水而聚,坐落于兴隆湖畔南岸,海天集团研发总部将周边自然生态融入建筑场景,携手重庆大学陈金华教授团队因地制宜,唤醒隐藏在自然环境中的低碳节能潜力。
“在设计中考虑使用‘湖水’作为天然冷源,主要是基于因地制宜的原则。”凭借在接受新技术、新方案上得天独厚的优势,作为本项目的主持设计者,梁景琪在绿色场景生态建设领域勇于开拓,站在全新视角用新方式打开了海天集团研发总部暖通空调设计新局面。在谈及设计初衷时表示,当他和团队在实地走访项目现场,考察当地能源应用形式时,就想着“能不能用新技术来实现更优效果”。
通过对比当地资源状况和能源价格,设计团队发现该项目不适合使用地下水源,也不适用于土壤源热泵。“但是项目所在地旁有地表水,且经文献查阅发现,兴隆湖水源水温约为16℃,低于室内干球温度,水质干净,经简单处理可以使用,所以考虑温湿度独立控制,系统夏季采用湖水直供换热,减小冷水机组装机用量,有效减少热泵机组运行能耗,节能效果更好。”在细致走访调研下,这个年轻的团队在攻坚克难上积累了不少“老”经验,紧贴绿色可持续发展课题,不断探索技术应用创新边界。
当发现“湖水源热泵+夏季直供换热系统”能够为项目带来更低能耗时,梁景琪及其团队伙伴们果断制定系统化方案,并推动其落地应用,助力项目方厚植“绿色低碳”建筑沃土,也成为竞逐本次大赛的有生力量。
成都海天集团研发总部
项目在能源利用方面,湖水源热泵利用自然水体的热能,相比传统化石燃料系统,能显著降低碳排放和能源成本,夏季采用湖水直供换热,不仅减小冷水机组装机用量,有效减少热泵机组运行能耗,还可达成不向空气排放热量,有助于环节城市热岛效应。在舒适层面,通过利用天然冷源实现更加节能的温湿度独立控制,方案能够确保空间环境的舒适性。通过CFD模拟软件对特殊房间进行室内空气分布及气流组织的模拟,评估室内热环境,能够保证方案设计最大程度契合空间实际需求。此外,相较于传统方案,通过技术、经济分析对比,该方案可节省约338.76万元,年运行碳排放量可减少324.21吨。
显而易见,作为学生组的设计达人奖,该方案所展现出来的前瞻性和创新精神,彰显了年轻一代设计师的独特视角和大胆实践,更为暖通行业注入了新的活力和魅力。“在设计过程中,我们通过使用BIM建模、CAD和CFD流体仿真工具,提升了设计的精确性和效率。”梁景琪表示。
“在暖通方案创新这条赛道上,青年人才已经释放出其独有的光彩,他们有想法、有激情,但也面临着实践落地、经验不足的难题。借助大赛平台,行业新生一代能够有机会释放潜力。本次海天集团研发总部项目就是一个很好的例子,’湖水源热泵+夏季直供换热系统‘对于行业探索绿色建筑生态有很好的借鉴作用。”作为团队指导教师,陈金华教授感慨良多。“无论是行业,还是对学生人才的培养,MDV大赛都起到了积极的促进作用。作为高校教师,很感谢美的集团为高校教育事业做出的重要贡献,为创新技术和方案的落地提供了实现路径。”
数智化时代,暖通空调行业向低碳化、智能化、数字化方向发展之势不可阻挡,而MDV大赛便为行业创新方案的诞生提供了一个实践平台,多年来不仅助推一批批科技成果实现“从0到1、从1到N”的突破转化,也为建筑领域的可持续发展提供了宝贵的思路和可能性。