歷時120天綠色改造,花旗集團大廈煥然新生

原創  • 2023年6月28日  • 艾肯網/楊帆

引言:自2020年“雙碳”目標提出之后,我國各行各業都掀起了節能減碳、綠色可持續發展的熱潮。作為占社會碳排放總量40%的耗能大戶,建筑行業也在持續積極探索綠色轉型的新方式。作為上海市的金融地標建筑之一,矗立在黃浦江畔的花旗集團大廈已經迎來了它的18歲“綠色成人禮”。

花旗集團大廈竣工于2005年,高180米,共42層,是中國第一幢由外資金融集團參與設計建造并冠名的國際化金融大廈,花旗銀行中國總部、瑞士銀行、洲際酒店中國總部、中糧信托等一眾國內外知名企業都入駐其中,是上海重要的金融地標、商業地標、傳媒地標。

18歲對于人來說,正值少年,風華正茂。但是對于一幢大型辦公建筑的中央空調系統來說,18歲卻已經是設備老化,技術落伍,能耗很高。設備老化導致性能衰減嚴重,系統故障率高,整體能效水平低等問題都在困擾著花旗集團大廈的運營方,同時,相比同時期上海市綜合辦公建筑的平均水平,花旗集團大廈的單位面積能耗量要高出30%以上,制冷效果也越來越差。因此,不論是基于雙碳政策的推動,還是基于大廈運營方的節能降耗需求,花旗集團大廈都亟需一場脫胎換骨的節能改造。

全生命周期綠色節能解決方案

據了解,花旗集團大廈原來的空調系統由3臺溴化鋰和2臺離心機組成,共計4600冷噸,采用二次泵系統,經過18年的運行之后,其實際能效僅為1.0W/W左右,且由于溴化鋰機組本身效率低,配套的冷卻泵和冷卻塔比電制冷機組能耗高40%左右,二次泵系統揚程偏大也造成很大的能源浪費,急需進行改造升級。

對此,花旗集團大廈業主方提出了三點訴求:一是要節能,需拆除機房內原系統設備及管線,重新設計制冷機房并完成安裝;二是要如期交付,需在2023年5月1日前完成制冷系統啟用且改造期間不能影響大樓運營;三是新系統要智慧高效運營,提高系統穩定性和系統節能性。

2022年11月20日,在與眾多國內外頂尖品牌的競爭中,依靠從產品到運營、多維度的全生命周期綠色節能解決方案,美的樓宇科技最終脫穎而出,秉承“把復雜留給美的,讓用戶更簡單”的莊嚴承諾,成為了花旗集團大廈的節能改造“合作人”。

美的樓宇科技采用施工總承包(EPC)模式,對花旗集團大廈集中能源站進行整體優化升級,提供包括制冷、采暖、強電、自控、土建、裝配式管道、云平臺等一站式解決方案,從方案設計到交付落地進行全流程管理,助力其打造高能效機房,并爭創LEED鉑金認證。這一項目將成為美的樓宇科技對于現代辦公建筑進行節能改造的樣板之作。

全程參與花旗發展大廈節能改造的美的樓宇科技解決方案高級架構師宋應乾向艾肯網表示,花旗集團大廈運營方選擇美的樓宇科技的原因,源于美的樓宇科技的數字化技術應用和裝配式安裝工藝,以及美的樓宇科技高效的項目信息溝通和貼心的服務。

為了真實把握花旗集團大廈的負荷需求,美的樓宇科技借助數字化技術,通過仿真模擬,測算出建筑全年冷負荷分布,并結合上海的氣候條件,考慮了不同季節的用能需求,模擬了大廈全年8760小時的實際運營情況及冷負荷分布情況,最終確定了3臺1200RT變頻直驅離心機組+1臺600RT磁懸浮變頻離心機組+免費供冷模塊的組合方案,最終設定的機房總制冷量相比原機房降低了400RT。

在設備選型及系統配置方面,采用更高效的暖通設備。該項目采用了美的鯤禹磁懸浮離心機,該設備具備無油高效、穩定可靠、寬域運行、低噪環保、節省費用等無可比擬的優勢,其自備的發電模式和長壽命備降軸承雙重保護機制,能在意外斷電時使變頻器無縫切換到自發電模式,保障機組的運行安全可靠。而本次承擔夏日供冷主要任務的美的鯤禹變頻直驅離心機,集合了單軸直驅技術、航天氣動技術、創新葉輪設計、雙級補氣増焓技術、雙級壓縮等行業領先的高端技術,其全系列能效均達到國家一級標準,是系統節能降耗的主力軍。并且,所有機組均接入ChillerDoctor數字化控制系統,隨時采集運行數據,實現機組控制優化,并周期性形成運維報告,提升運營效率。

同時,美的樓宇科技將機房二次泵系統改為一次泵變流量系統,通過電動閥調節平衡;通過加大冷卻塔換熱面積,實現冷卻水溫31/36℃;冬季區域供冷由冷水機組和板換切換,實現冷卻塔免費供冷。

25天疾速裝配  刷新美的綠改速度

在解決了設計方面的難點后,施工成為橫亙在美的樓宇科技面前的另一個難題;ㄆ旒瘓F大廈入駐率接近90%,工作日時有數千人在大樓中同時辦公,為了保障它原有的工作秩序不受影響,只能通過上海本就短暫的過渡季節進行施工,整個改造窗口期僅有60天。同時,原來的二次泵系統設備多管路復雜,拆除工作難度大且只能通過周末運輸,還要保證現場安全,減少噪音和揚塵污染,這些都給美的樓宇科技的改造團隊提出了不小的挑戰。

“為了不負業主所托,也為了打響美的樓宇科技在既有辦公建筑節能改造中的頭炮,我們組建了全精英的項目團隊,在項目管理上,提前規劃里程碑節點,通過周報及月報機制實行PDCA管控,確保各里程碑如期完成! 宋應乾表示,“針對整個花旗集團大廈高效機房節能改造項目,我們創造性地提出了裝配式機房概念,然后按照美的高效機房標準化建設五步法,穩扎穩打,最終提前交付!

據介紹,美的樓宇科技通過搭建1:1高精度的BIM模型模型,在工廠分模塊完成預制,并做了很多預調試和精細化調節,從而判定整個控制系統有沒有做得不完善的地方,保證現場安裝的合理性和可靠性。在現場拆除和運輸方面,編制了合理的拆除計劃和場內交通運輸路線,并對運輸能力、吊裝能力進行反復推演,確保拆除、運輸過程通暢。最終的結果證明,在整個項目的施工過程中,花旗集團大廈運營方沒有收到任何一起大廈租戶關于改造施工的投訴,對整個項目的實施過程滿意度也非常高。

最終,美的樓宇科技通過合理規劃,統籌管理,再加裝配式工藝,僅用時25天就完成了系統裝配,刷新了美的高效機房建造速度。

智慧升級  打造“軟硬一體”綜合方案

早期的中央空調機房都有個普遍的問題,就是智能化程度較低。近幾年隨著技術發展,智慧控制系統已經可以適配建筑樓宇的各類需求,成為了提升企業辦公和運維體驗、節省運行成本的重要手段。

美的樓宇科技在花旗集團大廈中的綠色改造中,也充分發揮了自身的技術優勢,打造了一個高度數字化、智能化運維的管理平臺,通過云端、軟件、硬件三位一體的頂層設計方案,把設備、應用、數據統一集中管理,實現對建筑的全面感知,讓建筑可以智慧化的響應與決策,并實現系統全自動優化運行。

在硬件層面,搭載美的高效機房多智能體分布式節能控制系統,用軟件定義硬件的方式將系統劃分為高效一體機模組(主機+冷凍水泵+冷卻水泵)、高效冷卻塔模組及高效機房多智能體指揮官,通過模組的自組織調度協作實現機房整體的高效優化運行。配備了內置高效機房算法與物聯網調試模式的美控KONG DDC系列 E0 Plus,通過實驗室中的模擬仿真計算,確,F場交付的效果與效率。使用AI E+E(能效+環境)優化算法,集成智能控溫、智能啟停、智能控載、智能尋優、智能聯動五大功能,最終實現系統全自動優化運行。

在軟件層面,以iBUILDING底層數字能力為支撐,應用美的智慧運營中心IOC及云能效管理平臺,實現整個大廈能耗管理、負荷控制和高效運維。其中,IOC基于物聯網平臺,提供空間可視化的數據展示與事件驅動的工作方式,全面覆蓋樓宇環境、樓宇自控、照明等系統,實現“能”“碳”雙控管理,為企業樓宇搭建起360°全天候的實時動態感知與智能輔助決策路徑。

歷時120天,經過美的樓宇科技從方案設計到交付落地的全流程綠色改造,成功讓花旗集團大廈的制冷系統能效從改造前的1.0W/W左右提升到5.5W/W以上的水平,系統運行費用降低了40%以上,每年節省能源支出超300萬元,相當于每年降低碳排放超2600噸。在這份節能減碳成績單的背后,是既有商業建筑與新興綠色科技的深度融合,也是數字化時代立足iBUILDING美的樓宇數字化平臺的創新實踐,將開辟出一條嶄新的建筑數字化低碳之路。

投身低碳浪潮  共建可持續的智慧空間  

在我國的既有建筑中,建筑運行能耗占社會總能耗30%以上,空調能耗占建筑能源消耗50%以上,目前國內90%機房運行能效低于3.5,處于需改善的水平。同時,所有新建項目也都有智慧建筑的需求。圍繞著數字化和低碳化,大量的市場機會擺在了所有品牌面前。

善于捕捉市場機會的美的率先成立樓宇科技事業部,成功轉型智慧建筑集成解決方案服務商,將業務方向拓展為暖通系統、電梯業務、樓宇智能化、能源管理等與智慧建筑息息相關的方方面面。在連續兩年的樓宇科技TRUE大會上,美的樓宇科技發布“iBUILDING美的樓宇數字化平臺”和“智慧建筑數字化總承包(DEPCO)模式”,并落地到包含園區、醫院、工廠、交通、地產等標桿案例中。

花旗集團大廈的節能改造將是美的樓宇科技進軍存量市場的一把鑰匙。它的背后,是硬件設備帶來的效率提升和數字化帶來的智慧運維,體現了美的樓宇科技對于存量市場改造提供“軟硬一體”綜合方案的全方位服務的能力,成為美的樓宇科技綠改商業建筑的典范。

當然,不同的建筑“智慧場景”需求也不一樣。在美的樓宇科技荊州工廠,iBUILDING智慧管理中心作為強力引擎,高度融合廠區數據資源,通過數字孿生將工廠實況全場景總覽式呈現,從產品質量、設備運行、生產情況、碳排和能耗、園區安全等維度進行綜合監測分析。管理者可以全面快速掌控廠區運行態勢,促進協同管理和生產鏈的全程優化。

在佛山和祐國際醫院項目中,美的樓宇科技通過iBUILDING美的樓宇數字化平臺,對內實現美的醫療其他業務板塊的聯通,對外保留高通量數據接口,實現各個系統接入,去突破智慧醫院頂層設計缺乏、設計標準模糊、信息孤島等主要痛點難點。

在智慧建筑成為行業趨勢的大潮下,美的樓宇科技一方面保持了研發更“智慧”的硬件產品優勢,另一方面繼續加大對“軟實力”的投入。美的樓宇科技以價值驅動智慧建筑發展,以科技賦能智慧建筑發展,以全生命周期管理智慧建筑,提出在建造期通過裝配式減少碳排放,在運營期通過高效機房減少碳排放,進而實現整個建筑全生命周期的價值鏈閉環。

基于此,共建可持續的智慧空間成為美的樓宇科技的使命與愿景,也即美的樓宇科技“GREEN FOR ONE”的雙碳戰略——依托建筑全鏈路綠色低碳產品&服務,積極投身全場景低碳行業解決方案,以iBUILDING全面數字化底層能力支撐,助力各界應對低碳產業轉型挑戰。

回到智慧建筑本身,美的樓宇科技的每一次創新和實踐,都貫徹了這句質樸而真誠的服務理念——“把復雜交給美的,讓用戶更簡單”。

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