公共建筑中央空调系统的集成实施

公共建筑中央空调系统的集成实施作者：焦金龙米孟前言随着我国人均生活水平的日益提高，人们对生活环境的关注越来越多，特别是对大型公共建筑室内热湿环境及空气品质的要求越来越高。于是，用于解决公共建筑室内热湿环境和空气品质问题的中央空调系统，逐渐得到重视。据不完全统计，浙江地区公共建筑的中央空调系统能耗，占到同一建筑总能耗的40%以上，按照目前状况，中央空调系统的节能降耗大有可为。节能中央空调的实现，是一个系统的集成过程，它包括中央空调系统的设计、设备采购、系统安装、系统调试、系统运行管理及维护。良好的中央空调效果，基于科学完整的中央空调系统集成过程，即合理的系统设计，可靠的设备性能，科学的施工安装及调试，有效的维护及运行管理。而中央空调系统节能降耗工作，主要可以从设计、实施（设备采购、系统安装、系统调试）及运行管理等几个方面进行。节能设计，主要由设计单位完成，相对易于推行；系统实施及运行管理，通常由建设单位协调施工单位及设备供应商来完成，因涉及单位较多，节能工作却相对难以推进。由于系统实施过程的好坏，关系到节能设计意图的实现与否，因此本文着重介绍中央空调系统实施过程中的节能解决方案。一体化实施、专业化施工、全方位调试，是我们在中央空调系统实施过程中节能工作经验的总结，本文主要从这几个方面进行讨论。一、目前中央空调系统实施过程现状中央空调系统的实施过程正确理解应该是由设计方案沟通、设备选型采购、系统安装、系统调试几个环节组成，而我们往往简单地把它等同于中央空调系统安装工程，忽略了设计沟通、设备选型、系统调试等重要环节。具体到现行的中央空调系统实施过程中，设计方案由设计单位出具并进行现场交底后，设备由建设单位自行采购，安装由传统的机电安装单位或总包单位来承接，而空调系统整体的调试则由建设单位协调设备厂家、安装单位进行。由于缺乏明确的责任方，设计方案的深化沟通和系统调试都存在较大的欠缺，自然也无法确保系统的稳定性和节能性。中央空调系统实施过程，本应该是一个系统的连贯的沟通和实行过程，却由于种种原因，常常出现各个环节执行者相互脱节、专业化程度不够等一些问题。问题之一，实施过程与设计缺乏沟通。因为设计者无法常驻现场，也无权监督施工，同时建设单位或施工单位因专业水平有限，也不能主动地去与设计师进行沟通，了解设计方案并进行进一步施工深化，势必导致部分设计意图无法被正确执行和实现。此外，那些需要专业单位进行二次深化设计的中央空调系统，也可能因为专业集成单位与设计单位缺乏沟通，而导致二次深化方案与设计意图相违背的现象，造成二次深化设计的部分与整个系统无法协同运行。问题之二，设备选型集成缺乏专业性和系统性。建设单位在单独进行设备采购时，更多的是考察单个设备的性能和价格，较少考虑整个系统不同设备搭配的合理性及运行的经济性，经常出现“高档品牌设备组合，系统效果或节能性却不理想”和“大马拉小车”的现象。而传统的安装单位，对施工工艺方面虽熟悉，但对设备性能的了解程度有限，也不能为建设单位提供专业的合理的设备选型建议和设备集成要求。问题之三，系统集成缺乏专业性，安装单位专业化施工集成能力有限。一些的安装单位，因为对不同中央空调系统的工作原理和运行特性不熟，不精于中央空调系统的整体控制及系统的细部优化，对中央空调系统配套强电弱电控制也是知之甚少。一味地机械照图施工，无法灵活地把设计思想转变成实际的工程，更无法将自动控制系统和中央空调系统完美地融合为一体。特别是在一些新型的或者专业性比较强的中央空调系统实施过程中，这一问题更加明显。比如地热源热泵空调系统、蓄能空调系统、变风量空调系统、辐射采暖空调系统、置换通风系统等等，这些系统需要安装单位进一步与设计师进行沟通，并进行二次深化。而普通的安装单位却因缺乏相关的施工经验和技术支持，难以保证系统的正常实施。问题之四，系统调试责任方不明确，调试工作不全面不彻底。按照传统的中央空调系统实施方式，设备由甲方采购，安装施工由安装单位进行。系统安装完毕后，设备需要甲方组织厂家技术人员调试，设备配电、系统管路由安装单位调试，但是系统联合调试及带负荷试运行调试却需要设备厂商，安装单位、设计单位相互配合才能顺利完成。因为责任划分不清，没有明确的单位对整个中央空调系统调试的效果及其运行能耗负主责，若建设单位协调工作不到位，极有可能由于缺少专业人员全面而系统的调试，而导致系统的在非正常状况或非最佳状况运行，同时造成设备折损加速、系统效果不理想、运行能耗大等等一系列问题。除上述的四个问题外，在系统实施过程中还会出现其它的一些沟通不够、责任不明确、监管不利等问题。问题虽不同，但解决问题的办法大多一致，此处就不一一罗列。以下，是我们在多个中央空调系统集成实施项目中总结出来的一些经验，可作为中央空调系统实施过程中节能解决方案的参考措施。二、中央空调系统实施过程中节能解决方案1．中央空调系统一体化实施要实现经济节能型中央空调系统，必须有系统的连贯的中央空调系统实施过程作为保障。中央空调系统一体化实施，可减少沟通工作，明确系统责任，加强对系统控制力度，在一定程度上确保节能设计方案向节能空调系统实体的转变，同时也大大减少了建设单位协调工作量和风险性。我们在余杭财税大楼、华源发展大厦、杭州市委党校迁建工程、杭州四季青服装交易中心等项目中推行中央空调系统一体化实施，均取得较好的效果。按照划分标准不同，一体化实施可分为两个方面的内容：系统工程服务的一体化，系统集成的一体化。系统工程服务一体化，是指实施过程各环节的一体化。即设计方案沟通或二次深化、设备选型及采购、系统安装、系统调试、维护保养全部整合为一体，交由同一家专业中央空调集成单位来实施。采取该模式，建设单位将整个中央空调系统一体化实施内容打包招标，通过综合比较选定中标单位。中标单位承担中央空调系统方案沟通、施工方案深化、设备选型采购、系统安装调试和后期服务全部内容，对系统效果和节能实现负全部责任。由于责任明确，中标单位作为系统实施的主体，能主动与相关单位进行沟通和配合；同时，系统实施过程中大部分环节的交接和沟通都在同一公司内部进行，在与设计单位、设备厂家及建设单位沟通过程中又处于枢纽位置，中标单位也具备了系统实施的整合条件。可从主观和客观上确保节能型中央空调系统的实现。专业集成单位在优化内部环节沟通和交接的同时，可在设计单位的指导下进一步优化中央空调系统方案，并按优化后的图纸施工；通过与设计单位、合作设备厂家、建设单位充分沟通，按照项目情况进行系统设备选型配置，促成系统设备搭配的节能性合理性；通过有计划地组织设备厂家技术人员、系统集成技术人员、系统设计人员进行系统调试，把系统调整到最佳运行状态；通过试运行期间的参数调整和观察，制定系统运行管理和维护方案，以实现节能运行。因此建设单位在选定专业集成单位后，只需在合同中明确工程服务一体化的内容，并确定相关制约条款，便可为节能型中央空调系统的实现奠定良好的基础。系统集成的一体化，是指中央空调系统及关联系统的一体化。即中央空调系统本体集成、中央空调配电系统集成、中央空调自动控制系统集成合为一体，由同一家专业集成单位实施。中央空调系统本体集成，主要指空调设备、空调风系统、空调水系统集成；中央空调配电系统集成，主要指空调设备配电控制柜及控制柜下端配电线路的集成；中央空调自动控制系统集成，主要指用于空调系统参数监测及运行模式控制的弱电设备、弱电网络及控制软件的集成。由于中央空调系统实施过程中，空调设备数量、配电容量、安装位置往往较设计方案有所变更，从而相应的配电装置和线路也需要调整，若采用系统集成一体化，同一单位施工，既可以减少各分系统间沟通工作量，又可确保配电系统按照空调系统实际需求和变更及时优化调整，减少返工和材料浪费。而对于中央空调自动控制系统集成，一般需由专业空调集成单位进行二次深化设计和实施。由于合理自动控制基于对空调系统设备性能、系统检测参数分析、系统运行模式选择的充分把握，稳定通畅的自控系统连接基于空调对设备通讯接口、配电装置触点的充分了解，若由弱电专业施工单位实施，因其对上述内容的了解不多，难以将自控系统与空调系统充分地融合，极有可能使空调自控系统出现“形同虚设”、“监而不控”或“控而无效”等现象。而采用系统集成一体化，三个子系统的集成由同一公司甚至是同一部分进行，统一的集成思路下方便而快捷的沟通，为自控系统与空调系统的合理整合提供十分有利的条件，客观上增加了空调自控系统的智能性和稳定性。系统集成的一体化，关键在于增强三个子系统的匹配性和融合性，使中央空调系统有健全的肢体，有通畅的经脉，更有一个智能的大脑。通过三者之间的优化组合，来为中央空调系统节能运行提供完善的硬件基础。2.中央空调系统实施专业化实施中央空调系统实施过程中专业化实施，是对专业集成单位施工的具体要求。也是建设单位选择一体化实施的专业集成单位的参考标准。专业化实施包含内容颇多，此处选择性地列举几个关键内容进行说明。专业化实施要求之一，专业集成公司技术团队专业化。承接中央空调一体化实施的专业集成单位，应具有一定的技术集成力量。首先，要能贯彻设计意图、深化设计图纸，能与设计者进行良好的沟通。在项目实施的准备过程中，专业集成单位需与设计单位进行沟通，在充分了解设计意图的前提下对系统设计方案进行消化和二次深化设计，为施工做好准备。特别是对专业性较强的中央空调系统、中央空调自动控制系统、中央空调配电控制柜系统，二次深化设计尤其重要。专业集成单位在二次深化设计过程中应和设计师沟通，深化完成后需将深化设计方案送原设计单位确认。尔后，付诸实施，从而保证系统的统一性和合理性。其次，应熟悉空调系统内设备性能、能进行设备优化选型组合。专业集成单位技术人员，应能根据设计要求和设备厂家提供的设计选型表，进行分析以框定可选设备型号和品牌范围，并提出推荐的系统设备组合；应能根据建设单位要求、设备性价比、系统各设备的搭配性，在框定的设备品牌中择优选用。力求系统所选择的各设备档次均衡、性能匹配，以实现系统的经济节能配置。专业化实施要求之二，项目技术人员专业化。项目技术人员是在实施过程中现场技术执行者和监督者，深化后的设计方案能否被有效的执行，取决于其对设计方案的掌握程度。因此项目技术人员需具有一定的专业化程度，能理解和消化二次深化后的设计方案。需对中央空调系统、中央空调自控系统及配电系统集成有一定的理论基础和项目经验，能够对现场实施过程中一些细部的变更和调整进行指导，能对现场出现的一些较大的技术问题与公司技术人员沟通后进行快速处理。节能型中央空调集成方案能否变成实际的节能系统，专业的项目技术人员的专业性是关键因素。专业化实施要求之三，安装制作工艺流程化或工厂化。系统使用寿命长短及稳定性，很大程度上制约于系统安装工程的质量。而流程化和工厂化安装制作工艺，又是良好的系统安装工程质量的保障。因此，安装制作工艺的流程化和工厂化亦是提高节能空调系统运行可靠性的间接保障。3.中央空调系统实施全方位调试严格按照节能设计方案实施的中央空调系统安装完毕后，能否在保证空调效果的前提下真正意义上地实现节能运行。取决于系统实施过程中又一关键环节——系统的调试。全方位的调试是节能型中央空调系统实施过程中的最后一个环节。也是以往中央空调系统实施过程中常常被轻视或忽略的一个关节。完整的中央空调系统调试包括：空调设备单机运行调试，系统无负荷运行调试，系统带负荷运行调试。空调设备单机试运转调试，主要是对设备电气接线检查、电气通断检查、电动设备运转检查。例如空调主机、冷却塔、水泵等设备的单机调试。系统无负荷运行调试，主要是指系统管路流程调试，设备联动调试，水系统、风系统阻力平衡调试，包括各自控运行模式下设备及电动执行机构的联动情况检查和调试。系统带负荷运行调试，主要是在不同负荷状况下，通过系统运行模式的选定、系统设备参数设置、系统管路的阀件的微调、自控系统相关参数的设定，来实现良好的空调效果；同时，通过对系统试运行过程中系统参数的监测和分析，进行系统节能运行调试和设定。调试过程中，专业集成单位，应借助合作厂家技术力量，统一组织协调和配合各设