随着经济社会的高速发展,利用既有建筑进行翻新改造的项目正快速增加。北京鼎好DH3即是城市旧改提升的经典一例。
鼎好DH3位于北京海淀大街3号,其前身鼎好电子商城曾是红极一时的电子产品大卖场,鼎盛时期,鼎好电子商城与海龙电子城、中关村e世界构成了北京中关村“黄金三角”。
图表1 曾经的鼎好电子商城
2023年,鼎好DH3项目成为北京城市更新最佳实践项目。实际上,自2011年以来,鼎好已经历多次转型升级,其最新一次的旧改提升——鼎好DH3-B座整体改造正在进行中,预计2024年9月底即将竣工验收。
随着新一轮升级改造临近尾声,近日,物联网智库走进鼎好DH3项目现场,提前为读者朋友一探项目详情,揭秘“北京城市更新最佳实践”是怎样炼成的。
一、转型升级,已被深深刻进鼎好DH3的DNA
随着时代发展,历史车轮滚滚向前,中关村核心区域产业定位发生了变化,鼎好也因此毅然走入了转型:
2011年9月,鼎好启动卖场6-19层租户清退工作,2012年初引入科技创新、孵化器、国际技术转移中心等科技服务类企业;
2014年4月,启动地下2层至地上5层电子卖场商户清退工作,2016年完成清退并主动关停电子卖场,创业创新型企业、国际IT企业、互联网公司等成为鼎好新的重点招引客户;
2019年3月,啟城投资与颢腾投资对外宣布,两家机构共同联合著名境外机构投资者斥资57.2亿元,对鼎好大厦项目完成战略性收购;鼎好大厦未来将在市场定位、业态调整、物业运营等方面进行改造,大厦改建为办公空间并重新装修,使之符合A级写字楼标准;
2019年4月,鼎好DH3-A座升级改造项目启动工程设计、清租等前期工作,2020年10月,正式实施整体改造,2022年4月投入使用;
2023年6月,鼎好DH3-B座启动整体改造,预计2024年9月底竣工验收。
历经十多年改造,转型升级已被深深刻进鼎好DH3的DNA,其从内到外也迎来了脱胎换骨,正在蝶变归来:改造后,该项目的业态由电子卖场转变为服务于科技创新企业的高品质办公楼,办公环境整洁明亮,楼宇的内部结构、空间体验、硬件品质和软性服务等均得到大幅优化提升;外立面形象重塑,并与周边城市环境相融合,吸引了创新工场、盛景网联、创新奇智、米哈游等全球科创头部企业入驻,实现了将鼎好DH3打造成为中关村的科技商务综合新地标的目标。
图表2 鼎好DH3历经十多年改造升级迎来蝶变
(以下三图依次为新的外立面、A座内景及沐光中庭)
高品质的商务空间,汇聚创新、创投企业的生态科创平台,每时每刻都在发生的交流与碰撞……鼎好DH3正在成为中关村孕育创新火花的新土壤!
二、绿色低碳,是鼎好DH3转型升级的核心理念之一
建筑碳排放占到社会碳排放总量的40%。随着国家践行“双碳”战略,日益重视推动经济社会加快绿色低碳转型升级,建筑业成为相关政策关注的重点:
2021年10月24日,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》将“城乡建设碳达峰行动”作为“碳达峰十大行动”之一
2022年3月11日,住房城乡建设部《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》中提出,到2025年,城镇新建建筑全面建成绿色建筑;完成既有建筑节能改造面积3.5亿平方米以上;建设超低能耗、近零能耗建筑0.5亿平方米以上
2023年全国住房和城乡建设工作会议明确提出,“以协同推进降碳、减污、扩绿为路径,切实推动城乡建设绿色低碳发展”,并将此作为2023年的重点工作之一
……
鼎好DH3全面贯彻落实国家政策,积极顺应建筑节能低碳的大势,在参与北京城市更新和存量资产改造的过程中,注重经济效益的同时更强调社会责任和可持续发展,以绿色低碳作为建筑建造的核心理念之一。目前,鼎好DH3已获得双重绿色认证——LEED金级认证及WELL金级认证,达到了国际广泛承认的绿色建筑标准,成为科技创新生态打造的城市更新运营服务新空间的典范。
图表3 鼎好DH3项目获得双重绿色认证
三、高效机房,是建筑实现绿色低碳的关键抓手
建筑的碳排放主要发生在运营期,大头是来自能耗的间接碳排放,该阶段所产生的碳排放量占到其全生命周期碳总排放量的60-80%。
在运营期,空调系统的能耗占建筑整体能耗的比例最高,达到45%。进一步打开来看,制冷机房系统是空调系统中能耗量最大的,占比高达65%,无疑其为空调系统中碳排放占比最高的模块。
“双碳”背景下,通过建设高效机房,提高空调能效,以推动建筑节能降碳,实现高质量发展,已成为行业的普遍共识和关键抓手。
图表5 高效机房与普通机房的区别
四、鼎好DH3高效机房项目的实践与成效
(一)项目面临的痛点及要求
普通的制冷机房,往往因中间环节多(缺统筹)、责任不明确(缺目标)、管理难度大(缺抓手)和运行成本高(缺数据),导致其难以克服建设与运维脱节、系统信息碎片化、管理手段经验化、机房使用效果差等难题。
因此,设计和建设高效机房势在必行。
聚焦到本项目,其还面临以下痛点:
改造项目,工期紧张
机房面积小,平面布置方案难以确定
多区域供冷:各区域需求不尽相同,内外区供冷
高效节能:系统要高效,整体要节能
也因此,鼎好DH3项目业主方在此基础上提出了5大要求:
高可靠性:由于改造后为超甲级写字楼,高效机房的可靠性和安全性是本项目首要需求
多区域供冷/供热:涵盖商业、裙楼内外区、塔楼办公内外区在不同季节的供冷/供热
高效节能:用能巨大,系统要高效,整体要节能
标杆项目:项目要作为标杆来打造,树立高效机房样板工程
高效施工:由于改造项目需要满足工期的要求,须在半年内完成方案设计和落地
为确保项目顺利达成目标,鼎好DH3高效机房项目最后选择了专业性强,同时具备丰富的相关案例经验的厂家——美的楼宇科技实施进行设计和建设。美的楼宇科技面对项目痛点和业主要求,基于丰富的项目经验、深入的踏勘研究、高质量的软硬一体化解决方案以及出色的服务,成功将鼎好DH3项目打造为又一个美的商业办公楼宇高效机房杰出案例。
(二)项目实践
鼎好DH3通过实施高效机房项目,成功实现年综合能效EER=5.51,预计相对于常规系统,年节约电量约100万度,节能率在45%以上,减少碳排放近800吨,圆满达成绿色降碳目标。取得这一突出成绩的背后,美的高效机房解决方案发挥了关键核心作用。
鼎好DH3高效机房项目以标准美的高效机房“五步法”标准化方案全链路为指导,实现机房能效最优为控制目标,打造可靠、节能、智能的一体化能源站,具体为:
图表7 美的高效机房解决方案“五步法”
1.仿真模拟
美的楼宇科技基于场景类别(建筑楼层热区划分)及气象数据等开展实际负荷需求模拟和运行能耗动态仿真,得出全年负荷模拟结果:
全年制冷时间为4-10月,冷负荷分布情况为:7月份供冷量占比最高为32.5%;其次为8月份29.2%;10月份供冷量最低。
全年室外气象最热为7-8月,最高月平均干球温度27.8℃,最高月平均湿球温度23.8℃。
全年冷负荷低于20%(约400RT)的时间占比为20%;20-40%(约400-900RT)的运行时间占比48%;40-60%(约900-1400RT)的运行时间占比25%。
图表8 全年负荷模拟结果情况
2.优化设计
结合上述仿真模拟结果,对冷水机组、系统管网、空调循环泵、冷却塔等关键部件进行整体方案的优化选型和设计改进。
冷水机组选型以运行效率最高,实现建筑负荷动态需求和冷水机组动态特性的合理匹配为目标。结合上述全年负荷模拟结果,得出冷机选型方案为950RT变频直驱×2台+400RT变频磁悬浮×1台:
全年冷负荷低于20%(约400RT)的时间占比为20%,选择1台400RT的磁悬浮离心式冷水机组,保证此区间的高效运行
全年冷负荷在20-40%(约400-900RT)的运行时间占比48%,此负荷区间选择1台950RT高效变频直驱离心机满足运行
全年冷负荷在40-60%(约900-1400RT)的运行时间占比25%,此负荷区间选择1台950RT直驱离心机+1台400磁悬浮高离心机满足高效运行
其余高负荷时间选择2台950RT直驱离心机+1台400磁悬浮可以满足高效运行
图表9 本项目设备优化选型
系统管网的阻力主要来源于设备压降、沿程阻力和管件局部阻力。阻力的大小直接影响水泵扬程、功率的选择。优化降低系统阻力,是降低机房输配系统能耗的有效途径。
项目主要通过三大举措降低系统管网阻力。一是水泵与主机一对一连接,并在控制上减少大量非必要电动阀,实现主机与水泵简单可靠切换。二是选择低阻力设备和阀部件、适当扩大管径以及管路优化布置(如以斜三通代替直角三通、减少最不利环路翻弯等)等。三是分支路通过配置能效计量系统(包括温度传感器、压力传感器、室外温/湿度传感器、冷热量表等),以及在分支路上设置冷量平衡装置,通过控制算法调节电动阀的开度,保证每个支路流量与热量的动态平衡。
空调循环泵一是进行型式优化,将原“端吸泵”优化为效率更高、运行更稳定的“双吸泵”。二是进行功率优化,选用低阻化、高效率水泵,实现电机合计功率下降112KW。
图表10 空调循环泵选型参数优化
冷却塔围绕风机、电机、布水系统喷头以及进水方式等进行选型,经比对,选择8叶片低速防失压、防回流、高静压、超低噪音风机,永磁同步高扭矩直驱电机,20-120%无极变流量喷头,并采用内部管路防虹吸水力平衡内进水方式。
3.控制系统
控制架构方面,项目采用标准化的自控系统设计,首创高效机房多智能体分布式节能控制系统架构,用软件定义硬件的方式将系统划分为高效一体机模组(负责控制主机+冷冻水泵+冷却水泵)、高效冷却塔模组及高效机房多智能体指挥官,通过模组的自组织调度协作实现机房整体高效运行。
高效一体机模组和高效冷却塔模组两个部分相互独立互不干涉,可通讯获取各自受控设备的运行状态;而高效机房多智能体指挥官部分不直接参与设备控制,其可综合调度多个一体机模组的控制,使所有设备协调成一个整体,实现制冷机房高效运行。
图表11 高效机房控制系统架构
控制算法方面,按模块化设计,采用标准化点位命名和基于零代码图形化编程技术,封装模组控制算法模块,应用算法模块可实现高效机房场景控制系统程序的快速搭建,实现控制程序易维护、稳定可靠和方便调试。
图表12 高效机房控制系统节能算法库各模块
控制决策方面,高效机房主控柜可结合上述控制算法、高效机房系统中各变量的当前状态、制冷量/温差/压差/末端阀门开度、室内外温湿度等情况,进行智能控制决策,使各项指标达到最优值。
图表13 高效机房控制系统主要节能策略
控制模式方面,为适应业主的差异化需求,提高操控效率,高效机房控制系统配置了手动、全自动、半自动和快速加减载四种操作模式。
图表14 高效机房四大控制模式
4.高效建造
整个项目通过标准化设计、施工及运维,以及从解决方案到项目交付的端到端协同管理,实现软硬件同步设计和一体化交付,项目建设周期降低30%,管理效率提升30%以上,确保交付进度及质量。
5.智慧运维
通过美的i能效平台,以及三大智能引擎——数据挖掘、优化决策、故障诊断,项目实现能效跟踪、高效运维和持续优化。
图表15 高效机房三大智能引擎
五、写在最后
鼎好DH3高效机房项目是美的楼宇科技既有建筑低碳节能改造的一个缩影。近年来,随着国家持续优化政策环境,加快推动大规模设备更新和消费品以旧换新(“双新”),以及支持城市开展更新示范,加快推进城市基础设施更新改造,进一步完善城市功能、提升城市品质、改善人居环境,推动建立“好社区、好城区”等,美的楼宇科技绿色建筑解决方案已走进全球超10万栋绿色建筑,贡献了众多行业经典案例。
图表16 美的楼宇科技曾实施多家大型建筑/产业园区高效机房项目
随着我国对“双新”、城市更新、“双碳”等政策的持续推进,以及对建筑业降碳要求的进一步提高,相信美的楼宇科技必将为行业绿色低碳转型升级作出更大贡献。