重慶大學(xué)土木工程學(xué)院 陳金華教授（左）、重慶大學(xué)2023級土木工程學(xué)院研究生 梁景琪（右）
獲獎項目：成都海天集團(tuán)研發(fā)總部暖通空調(diào)設(shè)計項目
解決方案：湖水源熱泵+夏季直供換熱系統(tǒng)
所獲獎項：第二十二屆MDV中央空調(diào)設(shè)計應(yīng)用大賽 學(xué)生組·設(shè)計達(dá)人獎和設(shè)計達(dá)人指導(dǎo)獎
據(jù)中國建筑節(jié)能協(xié)會統(tǒng)計，我國建筑全過程能耗占全國能源消費(fèi)總量45%，碳排放占全國排放總量的50.6%，綠色建筑從選擇題變成了必答題。作為耗能“大戶”，中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性與建筑領(lǐng)域節(jié)能降碳進(jìn)程落地息息相關(guān)，也成為建筑領(lǐng)域邁向“碳中和”的重要切入點。
然而，低碳方案的構(gòu)建并非易事，而是一個系統(tǒng)工程，面臨著空間、余熱資源和儲能等多維度挑戰(zhàn)，需要多方合力，更需要立足資源稟賦因地制宜，走出一條可持續(xù)性高質(zhì)量發(fā)展新路子。在第二十二屆MDV中央空調(diào)設(shè)計應(yīng)用大賽學(xué)生組別中，重慶大學(xué)參與的“成都海天集團(tuán)研發(fā)總部暖通空調(diào)設(shè)計”項目，榮獲學(xué)生組·暖通設(shè)計類“設(shè)計達(dá)人獎和達(dá)人指導(dǎo)獎”。
因水而生，圍水而聚，坐落于興隆湖畔南岸，海天集團(tuán)研發(fā)總部將周邊自然生態(tài)融入建筑場景，攜手重慶大學(xué)陳金華教授團(tuán)隊因地制宜，喚醒隱藏在自然環(huán)境中的低碳節(jié)能潛力。
“在設(shè)計中考慮使用‘湖水’作為天然冷源，主要是基于因地制宜的原則?！睉{借在接受新技術(shù)、新方案上得天獨厚的優(yōu)勢，作為本項目的主持設(shè)計者，梁景琪在綠色場景生態(tài)建設(shè)領(lǐng)域勇于開拓，站在全新視角用新方式打開了海天集團(tuán)研發(fā)總部暖通空調(diào)設(shè)計新局面。在談及設(shè)計初衷時表示，當(dāng)他和團(tuán)隊在實地走訪項目現(xiàn)場，考察當(dāng)?shù)啬茉磻?yīng)用形式時，就想著“能不能用新技術(shù)來實現(xiàn)更優(yōu)效果”。
通過對比當(dāng)?shù)刭Y源狀況和能源價格，設(shè)計團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)該項目不適合使用地下水源，也不適用于土壤源熱泵?！暗琼椖克诘嘏杂械乇硭?，且經(jīng)文獻(xiàn)查閱發(fā)現(xiàn)，興隆湖水源水溫約為16℃，低于室內(nèi)干球溫度，水質(zhì)干凈，經(jīng)簡單處理可以使用，所以考慮溫濕度獨立控制，系統(tǒng)夏季采用湖水直供換熱，減小冷水機(jī)組裝機(jī)用量，有效減少熱泵機(jī)組運(yùn)行能耗，節(jié)能效果更好?！痹诩?xì)致走訪調(diào)研下，這個年輕的團(tuán)隊在攻堅克難上積累了不少“老”經(jīng)驗，緊貼綠色可持續(xù)發(fā)展課題，不斷探索技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新邊界。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)“湖水源熱泵+夏季直供換熱系統(tǒng)”能夠為項目帶來更低能耗時，梁景琪及其團(tuán)隊伙伴們果斷制定系統(tǒng)化方案，并推動其落地應(yīng)用，助力項目方厚植“綠色低碳”建筑沃土，也成為競逐本次大賽的有生力量。
成都海天集團(tuán)研發(fā)總部
項目在能源利用方面，湖水源熱泵利用自然水體的熱能，相比傳統(tǒng)化石燃料系統(tǒng)，能顯著降低碳排放和能源成本，夏季采用湖水直供換熱，不僅減小冷水機(jī)組裝機(jī)用量，有效減少熱泵機(jī)組運(yùn)行能耗，還可達(dá)成不向空氣排放熱量，有助于環(huán)節(jié)城市熱島效應(yīng)。在舒適層面，通過利用天然冷源實現(xiàn)更加節(jié)能的溫濕度獨立控制，方案能夠確保空間環(huán)境的舒適性。通過CFD模擬軟件對特殊房間進(jìn)行室內(nèi)空氣分布及氣流組織的模擬，評估室內(nèi)熱環(huán)境，能夠保證方案設(shè)計最大程度契合空間實際需求。此外，相較于傳統(tǒng)方案，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析對比，該方案可節(jié)省約338.76萬元，年運(yùn)行碳排放量可減少324.21噸。
顯而易見，作為學(xué)生組的設(shè)計達(dá)人獎，該方案所展現(xiàn)出來的前瞻性和創(chuàng)新精神，彰顯了年輕一代設(shè)計師的獨特視角和大膽實踐，更為暖通行業(yè)注入了新的活力和魅力?！霸谠O(shè)計過程中，我們通過使用BIM建模、CAD和CFD流體仿真工具，提升了設(shè)計的精確性和效率?！绷壕扮鞅硎尽?/p>
“在暖通方案創(chuàng)新這條賽道上，青年人才已經(jīng)釋放出其獨有的光彩，他們有想法、有激情，但也面臨著實踐落地、經(jīng)驗不足的難題。借助大賽平臺，行業(yè)新生一代能夠有機(jī)會釋放潛力。本次海天集團(tuán)研發(fā)總部項目就是一個很好的例子，’湖水源熱泵+夏季直供換熱系統(tǒng)‘對于行業(yè)探索綠色建筑生態(tài)有很好的借鑒作用?！弊鳛閳F(tuán)隊指導(dǎo)教師，陳金華教授感慨良多。“無論是行業(yè)，還是對學(xué)生人才的培養(yǎng)，MDV大賽都起到了積極的促進(jìn)作用。作為高校教師，很感謝美的集團(tuán)為高校教育事業(yè)做出的重要貢獻(xiàn)，為創(chuàng)新技術(shù)和方案的落地提供了實現(xiàn)路徑?！?/p>
數(shù)智化時代，暖通空調(diào)行業(yè)向低碳化、智能化、數(shù)字化方向發(fā)展之勢不可阻擋，而MDV大賽便為行業(yè)創(chuàng)新方案的誕生提供了一個實踐平臺，多年來不僅助推一批批科技成果實現(xiàn)“從0到1、從1到N”的突破轉(zhuǎn)化，也為建筑領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展提供了寶貴的思路和可能性。
