近日，我院焦艳梅副教授课题组的研究论文《Risk-informed multi-objective techno-economic assessment of air-to-liquid retrofits with heat recovery in legacy air-cooling data centers》发表于 《Energy & Buildings》（IF=7.1，JCR一区，中科院大类二区）。该研究为传统数据中心面向高密度、低能耗与水效综合优化的改造实践提供了新思路与决策工具，对推动数据中心绿色低碳发展具有积极意义。

图1传统风冷数据中心构架及其PUE、WUE示意图

随着云计算、5G 与生成式人工智能的迅猛发展，数据中心的计算负载与单位机柜功率持续攀升，传统风冷系统在能效、运行可靠性及水资源消耗方面均面临着严峻挑战。如何在尽量不影响现有基础设施的前提下，通过引入冷板液冷改造、实现余热资源化利用，达成节能、节水与经济可行的综合优化，成为数据中心低碳转型的关键课题。

针对上述问题，研究团队构建了一套风险感知的多目标技术经济评价理论框架。该框架系统量化了数据中心能效与用水效率：将总能耗分解为IT设备、变压器损耗、冷却系统等环节，将水耗拆解为冷却塔、加湿及其他设施用水，并基于此计算PUE（电能利用效率）与 WUE（水资源利用效率）等核心指标。同时，框架纳入风险感知维度，对冷板液冷改造方案的投资经济性、运行可靠性与环境影响予以多目标权衡分析，为既有数据中心的优化改造、余热回收配置以及分阶段升级决策提供了定量支撑。

研究发现，余热回收能够显著降低冷板液冷改造的投资与运行成本，但当前实际工程中余热回收率仍普遍偏低，且回收效果不仅取决于技术经济性，也受制于改造的技术难度、运维成本及环境约束等多种因素。论文据此提出了兼顾风险与效益的改造策略，为数据中心在不同场景下的低碳升级提供了细化的实施路径与科学依据。

该研究的创新之处在于，将冷板热工水力特性、机房级冷却响应、冷却塔补水、投资回收期和不确定性风险评价贯通起来，形成了从物理建模到风险传播、代理预测和多目标决策的完整评价链条。相关成果不仅为传统风冷数据中心向混合风液冷系统升级提供了可计算、可比较和可复现的方法，也为不同气候条件下数据中心节能节水改造、余热资源化利用和分阶段投资决策提供了理论依据与工程参考。

我院焦艳梅副教授与香港中文大学（深圳）的纪冬旭助理教授、城建院的王瑜教授为论文的共同通讯作者。论文第一作者为香港中文大学（深圳）博士生赵润辰，系课题组毕业本科生。课题组本科生杨涵参与部分工作。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2026.117535