圖/中鐵建設(shè)集團(tuán)機(jī)電安裝有限公司智慧機(jī)電產(chǎn)業(yè)研發(fā)中心總經(jīng)理 劉雪彪
“雙碳”愿景下，建設(shè)節(jié)能環(huán)保的冷熱源高效機(jī)房成為綠色建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳的重要抓手。在全國(guó)第一個(gè)既有建筑改造工程——博鰲零碳示范區(qū)項(xiàng)目中，冷熱源高效機(jī)房通過(guò)合理設(shè)計(jì)和科學(xué)運(yùn)維，為既有建筑零碳改造之路提供了重要啟示。
博鰲零碳示范區(qū)項(xiàng)目是國(guó)家住建部與海南省共同創(chuàng)建的零碳示范區(qū)，占地1.8平方公里。中鐵建設(shè)從圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能改造提升、設(shè)備設(shè)施性能改造提升、智慧化性能改造提升、可再生能源利用等7個(gè)方面19個(gè)子項(xiàng)目對(duì)工程進(jìn)行零碳改造。目前，一期工程16個(gè)子項(xiàng)目已建設(shè)完成，于2023年年會(huì)前投入使用，其余項(xiàng)目將于博鰲亞洲論壇2024年年會(huì)前完成，并全面實(shí)現(xiàn)零碳運(yùn)行。
在這座“零碳島”上，除太陽(yáng)能光伏、儲(chǔ)能、直流配電和柔性交互四項(xiàng)技術(shù)在建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外，冷熱源高效機(jī)房的成功打造發(fā)揮了極大的“零碳”作用。博鰲亞洲論壇會(huì)議中心制冷機(jī)房，通過(guò)選用高效制冷機(jī)組和變頻水泵，采用BIM+裝配式機(jī)房技術(shù)，在避免現(xiàn)場(chǎng)污染、減少粉塵和能耗的同時(shí)，提高施工效率、提升施工質(zhì)量，使機(jī)房?jī)?nèi)布局合理、美觀整潔，最終將打造成集“智慧”“高效”“裝配”于一體的海南省機(jī)房建設(shè)新標(biāo)桿，助力海南博鰲零碳示范區(qū)建設(shè)。
博鰲亞洲論壇會(huì)議酒店于2003年投入使用，冷源設(shè)備已經(jīng)投用近20年，制冷設(shè)備COP值約在5.0左右，能效級(jí)別距離現(xiàn)有GB55015-2021全文強(qiáng)制規(guī)范的相關(guān)要求有一定差距。此外，會(huì)議中心位于博鰲島旅游度假區(qū)內(nèi)，是會(huì)議型酒店，人員入住率變化劇烈，也存在長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)段，夏熱冬暖的區(qū)域氣候也使得房間密閉性差，室外空氣潮濕，無(wú)客人入住時(shí)也需要維持房間內(nèi)的濕度不能超標(biāo)。
根據(jù)改造項(xiàng)目前期評(píng)論，以冷水機(jī)組設(shè)計(jì)能效為目標(biāo)，高效機(jī)房的冷源設(shè)備最終確定夏季冷源采用380V供電水冷冷水機(jī)組，額定工況單機(jī)制冷量2110kW（折合600RT），共設(shè)置4臺(tái)設(shè)備，其中一臺(tái)已經(jīng)更換為4臺(tái)150RT的磁懸浮變頻冷機(jī)。剩余三臺(tái)冷水機(jī)組的COP、IPLV雙一級(jí)能效產(chǎn)品，選用變頻、磁懸浮、永磁電機(jī)等多種機(jī)型。
對(duì)于大型冷站而言，泵組基本全年24 h都處于運(yùn)行狀態(tài)，如何降低整個(gè)系統(tǒng)中水泵的消耗功率，也是降低系統(tǒng)整體能耗的關(guān)鍵。在空調(diào)水系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)中，綜合考慮節(jié)能性與經(jīng)濟(jì)性，除選用高能效等級(jí)、低水阻的設(shè)備，優(yōu)化管路配件降低整個(gè)系統(tǒng)的阻力外，還要在工藝設(shè)計(jì)方面盡可能減少泵組的配置。一方面，通過(guò)BIM設(shè)計(jì)對(duì)站內(nèi)主要設(shè)備的擺放位置及機(jī)房?jī)?nèi)管道走向進(jìn)行優(yōu)化排布；通過(guò)合理布置管路，使空間布局更加合理，設(shè)備檢修更加方便，管路水流更加通暢，降低水系統(tǒng)輸送能耗。另一方面，水泵及冷卻塔均采用變頻調(diào)節(jié)的方式，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能。
在高效冷熱源機(jī)房裝配式安裝過(guò)程中，中鐵建設(shè)總部BIM中心建立的企業(yè)云族庫(kù)、BIM預(yù)制樣板文件，建模方便快捷，BIM的3D可視化深化能精準(zhǔn)定位，更直觀地檢查碰撞及合理布局。此外，預(yù)制設(shè)備加工后，采用基于BIM的基點(diǎn)法安裝技術(shù)，利用天寶機(jī)器人精度高、智能的特點(diǎn)，將BIM模型中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到現(xiàn)場(chǎng)，能夠大幅提高安裝精度及效率。
博鰲零碳示范區(qū)首先要關(guān)注的是“零碳”，其次是“示范”。零碳，并不意味著零排放，而是通過(guò)集成應(yīng)用能源、交通、廢棄物處理等多領(lǐng)域深度減排技術(shù)，新建林業(yè)碳匯等抵消措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)外排放的二氧化碳含量為零，最終達(dá)到2060碳中和目標(biāo)。示范，則是博鰲零碳示范區(qū)的成功落地，將為更多既有建筑的零碳改造帶來(lái)可落地、可推廣、可復(fù)制的參考經(jīng)驗(yàn)和價(jià)值。
博鰲零碳示范區(qū)工期緊，要求高，技術(shù)難度大，中鐵建設(shè)集團(tuán)機(jī)電公司在已有成熟的裝配式技術(shù)基礎(chǔ)上，依托該項(xiàng)目從設(shè)計(jì)—選型—深化—施工—運(yùn)營(yíng)等方面全方位推進(jìn)高效機(jī)房順利落地，并收獲了業(yè)主的高度贊揚(yáng)。該改造項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，驗(yàn)證了高效機(jī)房全面推廣的可能性，助力海南博鰲零碳示范區(qū)，達(dá)到國(guó)際綠色節(jié)能綜合能效比要求，兼顧使用價(jià)值和綠色環(huán)保意義，真正實(shí)現(xiàn)“碳中和”。同時(shí)，推動(dòng)高效裝配式機(jī)房“專業(yè)化設(shè)計(jì)、數(shù)字化建模、工業(yè)化預(yù)制、機(jī)械化裝配、物流化配送”五化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
