办公建筑空调系统及电气专业浅析

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摘要：为了推进城市更新,开展既有建筑改造工作,减少碳排量,提高既有建筑的节能效率,近几年各大中小城市均对部分既有公共建筑进行了节能检查,对现有机电系统进行调试。机电调试的主要内容包括：建筑的暖通空调系统、给排水系统、设备的监测与控制系统、高低压供配电系统、建筑照明及室外亮化、景观照明等。在保证建筑使用功能、有效提高舒适度前提下,有效节约能源、降低能量消耗。机电调试的过程主要包括：调试前的评估、调试评估过程中的判定原则及方法、具体的调试实施。以北辰购物中心改造项目为例,对建筑空调系统、供配电系统、照明系统、监测与控制系统进行调试的全过程进行解析。

关键词：既有办公建筑;建筑空调系统;供配电系统;照明系统;监测与控制系统

本工程为北京市朝阳区北辰东路8号23号楼（现门牌25号楼北辰购物中心）装修加固改造工程。改造前总建筑面积：30163.9m2,其中地上面积为22722.9m2,地下面积为7441m2（地下2层人防不在本次改造范围内）。建筑层数为：地上5层,地下2层（地下2层人防不在本次改造范围内）建筑层高：首层为4.6m,2层为4.4m,3～5层为4.5m,地下1层为3.0m,建筑高度23.95m,建筑西侧室外地坪至女儿墙改造前后高度不变。改造后建筑的功能为办公及首层商业配套。

1调试前期评估

1.1一般要求

本项目前期,向甲方提出要求,需提供如下资料。（1）本项目的竣工图、变更、洽商等归档文件。（2）近1～3a的的机电运维记录,包括设备更新、运行情况、系统各个参数。（3）单位的能耗状况,包括水、电、热、气等能量使用及费用的支出。根据上述资料制定详细的改造诊断报告,报告需包括：各系统的运行概况、检查实际结果、分析判断节能改造的必要性、具体的调试、改造方案等内容。按暖通空调系统、供配电系统、建筑照明系统、设备监控与控制系统等专业进行编制。

1.2暖通空调系统

根据暖通空调系统的设置情况,对该系统以下的各个参数、性能进行节能诊断。（1）室内环境温度、适度的平均值测定。（2）冷热源为锅炉房、换热站、冷水机组、换热站等性能系数、运行效率。（3）水系统的回水温度的一致性、供回水温差等参数的诊断。（4）循环泵、补水泵等泵类的运行效率诊断。（5）冷却塔的风机、新风系统、送排风系统、热回收系统等风机类运行效率的诊断。（6）风机盘管、冷热媒管、管道保温性能等测试。

1.3供配电系统

对以下供配电系统设备设置情况,运行状态、参数、性能进行节能诊断。（1）系统设备变压器、风机、水泵电动机、末端用电设备、计量、测量的仪表仪盘的运行状况。（2）整个系统的用电容量及配电的系统形式是否合理。（3）是否进行了分类分项计量,计量表设置是否合理。（4）供电质量是否满足,设否设置并运行着集中补偿、就地补偿设备。

1.4照明系统

对以下照明系统设备、线路、控制方式等进行节能诊断。（1）照明灯具、光源的选择,灯具、光源都应选用高效节能光源和灯具。（2）照度标准应该按GB50034—2013《建筑照明设计标准》执行。（3）电梯厅、走道、楼梯间等公共部位照明采用节能感应灯或智能照明。（4）照明系统节能诊断应提供照明系统节电率。

1.5监测与控制系统
以下设备监测与控制系统进行节能诊断。（1）对于空调系统与集中采暖系统进行监测和控制的基本要求。（2）按基本要求对供配电系统设备来进行监测与控制操作。（3）按基本要求对照明系统设备进行监测与控制操作。

1.6总体综合诊断

既有办公等公共建筑节能诊断应包括下列内容。（1）本建筑物的所有能耗总量是多少,并观察其变化规律。（2）本建筑物能耗构成的各分项,并分析各分项的比例。（3）通过对建筑物的能耗分析,找出存在的问题及问题的关键因素,再通过经济技术分析,编写节能诊断报告。

2节能调适的判定原则与方法

2.1一般要求

在节能调试前期的准备工作时,需优先依据前期编制的节能调试检测设备报告,并结合本建筑节能调试检测准则与方式进行操作与实践,来确定是否有进行节能调试设备以及节能调试内容设备的操作的需求。公共建筑节能的调试应匹配与遵循以下判定准则与方法：单项判定、分项判定、综合判定。

2.2采暖通风空调系统单项判定

当公共建筑采暖空调系统的冷热源系统设备没有随室外气温变化时,应设置系统调节的自动控制装置系统,来进行相匹配的调试与完善。（1）公共建筑得设置空调系统的循环水泵,水泵的运行水量超过原有设计值的20％,或者水泵的运行效率低于产品功率的80％时,应该对循环水泵进行适当的调试。（2）当空调水系统供回水的温差的设计值大于实际工作运行时间的40％,超过整体工作运行时间的15％时,对空调水系统来进行适当的改造调试。（3）当空调水系统的采用为二次循环泵时,当二次循环泵没有采用变流量变速调节方法时,可以选择变流量变速调节方法进行调试。（4）当在公共建筑内部存在较大的制冷冬季内区,且原来空调系统没有天然冷源可使用时,应进行相应的改造调试。（5）当建筑物设有的新风系统工作时,新风量达不到GB50189—2015《公共建筑节能设计标准》（现行国家标准）规定时,需要对新风系统进行调试。（6）过渡季,建筑物内的通风系统和外窗面积开启都不能采用新风系统实现降温要求时,应进行新风系统的相匹配的调试。（7）建筑物内冷水系统支管主管的路回水温度偏差测量值＞2℃时,热水系统各支管主管路回水温度测量值＞4℃时,应进行相应的水力平衡调试。

2.3供配电系统单项判定

（1）本项目的风机水泵等设备均为10a前产品,设报告均需对设备进行更新,供配电系统应根据设备条件重新进行配电设置,调整相关的配电箱及控制箱。（2）根据现场调研报告,本项目变压器运行负荷率夏季为长期运行在80%左右,冬季运行在50%左右,变压器可不进行调整。（3）本项目在设计时配电室仅有总计量,没有分类、分项计量,不符合现行的国家、地方节能标准,需按新的规范重新设置,调整二级配电柜的计量系统。（4）本项目在分配电室内设置集中无功补偿系统,补偿容量为变压器容量的30%,满足补偿及供电质量的要求,可不进行调整。（5）根据调试报告三相供电电压偏差误差数据偏差应为标称系统电压的±(3～5)％;220V单相供电电压偏差误差数据偏差为标称系统电压的±(3～5)％,满足电能质量要求,可不进行调整。

2.4照明系统单项判定

（1）本项目的灯具光源均为10a前产品,部分灯具光源还是白炽灯,已不满足GB50034—2013规定的限值时要求,需要重新进行灯具、光源更换。（2）本项目的公共部分,如楼梯间、前室等没有设置节能措施,需进行调整,改为节能自熄开关。（3）本项目地下室设有采光窗,没有合理采用自然光的照明系统设备,应进行调整。

2.5控制和监测系统的单项判定

（1）本项目初期设计时,没有设置监测与控制系统,根据设备条件及弱电竖井、机房条件,设置设监测与控制系统。（2）本项目采用集中空调系统设备,在进行调试时,应对控制系统与配套的监测设备进行调试（3）监测系统装配的传感器系统、执行器系统、阀门系统、电气设备系统等选择及装配是否与设计要求相匹配,产品的说明书是否符合GB50093—2013《自动化仪表工程施工及验收规范》中有关规定,当不满足时,需进行调整。（4）当控制和监测系统无用电分项计量系统,不符合调试前后节能产生效果对比时,应及时进行调试。

3采暖通风空调系统和日常生活热水供应系统调试系统

3.1一般要求

（1）对热水供应系统的节能系统和公共建筑空调通风系统进行调试操,宜综合系统设备的更新调换和建筑物的使用功能更新升级进行。（2）对公共建筑的输配送系统、冷热源系统、末端设备系统进行调试操作时,各系统的配置应相互协调匹配。（3）建筑内空调通风系统综合节能调试后,应能实现主要用电系统设备、供热和供冷量的计量监测操作的分类分项计量监测。

3.2冷热源系统

（1）建筑内冷热源系统同时也是暖通空调系统的主要能耗,在进行节能调试操作时,首先宜充分找到已有系统设备的节能的潜在能力,并在当前设备不能与其需求相匹配时,再更换系统设备。（2）冷热源系统调节应依据现存冷热源的工作记录,通过对整个供热、供冷季负荷的进行分析和记录计算,来确定调试方案的顺利进行。（3）公共建筑内的冷热源进行更新改造时,应在现有生活热水供应及采暖空调通风系统的基础上,依据更新后建筑的使用性质、规模大小,结合当地能源的组成及价格出台政策、环境保护规定等因素,综合来确定调试的进行。（4）建筑物内的冷热源系统升级调整操作后,供回水系统温度应该能够保证已具备空调末端系统和输配系统的设计运行要求。（5）当冷水机组或者热泵机组的系统负荷与容量不符合相应要求时,在保证系统开始运行的经济性、安全性以及匹配要求性的环境下,可利用在已有热泵机组或者冷水机组上,增加设置变频器,来提升机组的实际运行速度与效率。（6）冷和热运行要求时间相异的区域内,应分别设置不同的冷热源系统来保证基本参数的测定,设备的正常运行与维修,基本的能量调节系统,冷热源及水系统的全面调节保护与联动控制。

3.3输配系统

（1）建筑物内的集中热水采暖系统（集中的热源通过管路将热量传递给用户）调试后,系统循环水泵功能的耗电输热比即全日理论水泵输送耗电量与全日系统供热量的比值（EHR）应满足GB50189—2015的规定要求。（2）建筑物内空调风系统（室内空气循环系统、室外空气循环系统、新风系统）节能改造更新后,风机的风量消耗功率应满足GB50189—2015规定。（3）当对采暖通风空调系统（HVAC）的水泵或风机进行改造时,更换后的风机系统不应低于GB19761—2009《通风机能效限定值及节能评价值》中的节能评价值;更换后的水泵不应低于GB1976—2007《清水离心泵能效限定值及节能评价值》中的节能评价值。

3.4末端系统调试

（1）风机盘管的三速开关和风机启停系统由手动控制。（2)应设置室内温控器自动控制电动水阀。（3)需设置操作风机启停与电动水阀联锁控制系统。（4）当局部房间有供冷的需求在供暖季节和过渡季节时,应首先利用直接使用室外的空气来进行降温的方法。

4供配电与照明系统调试

4.1一般要求

（1）在供配电与照明系统的调试时,应有保障未改造区域的正常工作生活用电,应制订完整的临时用电的技术措施。（2）供配电与照明系统的调试,供配电与照明系统的调试应结合设备更新的情况及建筑的装修标准进行操作。（3）照明系统和供配电系统的调试应在满足用电人身安全、功能匹配、节能需求的标准下进行,并宜利用高效节能的技术与产品。

4.2供配电系统

（1）本项目在调试时,由于部分商业增加餐饮板块,用电负荷有所增加,需要根据新的负荷重新配电,对二级配电柜出线开关整定值、出线电缆等参数重新计算。（2）配电线路利用原有竖井敷设,部分设备由于离竖井较远,为以后的运维提供方便,地下室、地上层根据需要增加线槽,并根据新规范、消防强电线槽与普通线槽分开敷设。（3）根据负荷计算,本项目可不增加容量,变压器可以进行增容调整。（4）在配电室内分类分项计量监测系统应合理设置,分类分项计量电能表的作用应必备远传功能,满足数据上传需求。

4.3照明系统

（1）当拣选光源时,应选择满足显色性、色温和开关时间等参数需求,并应依据光源、灯具及镇流器等的效能或效率、寿命等在进行综合经济技术因素分析对比后进行选择,满足GB50034—2013的规定。（2）楼梯间、门厅、走廊等公共地带的照明设施,按天然采光状况环境与建筑使用的条件采用分组和分区的控制措施;集中控制应用于公共地带,并按需求采用降低照度或调光的控制措施。（3）地下车库采用分组或雷达感应的控制的方式来调整灯具的开启。

5监测与控制系统调试

5.1一般要求

根据运行数据、建筑功能、系统类型等通过技术经济对比确定调试措施,在原控制系统平台上可以进行增减监控系统功能,接口应为对外开放型、标准接口,便于其他系统接入,电力系统监控、智能照明系统监控可以纳入设备监控系统,对于风机、水泵、电梯等设备运行参数进行修改时,应做好保护措施,调试应满足运营管理的要求。

5.2供配电系统与照明系统的监测与控制

供配电系统监测及控制应具有下列功能。（1）由监测与控制系统管理的电能计量装置（测量、记录发电量）的检查测定参数,应包括电流流量、电压量、电量、有功功率、功率因数测定、无功功率等,来满足用电分项计量的需求。（2）采取分时测定电价的用户,需选配具有多功能电能计量装置设备（高、低压电网点亮测量）或分时计量功能设备的复费率电能计量。照明系统的监测及控制宜具有的功能：控制、监测室内公共区域的分组照明控制系统,,采用办公区的照明调节控制（利用光信号的作用实现的对光源启闭及明暗度的调节）系统,进行电动遮阳系统与照明系统的联动操作控制、室外泛光照明及景观照明控制、停车场照明控制等。

6结语

通过对建筑物的室内环境进行检测,对建筑内相关的设备进行改造及节能调试;公共办公建筑节能改造调试过后,对被调试的系统或设备进行定期的评估与检测,并在相同的运行工况下采用相同的检测方法;应定时对节能效果进行评估,以实现节能减排的目的。

作者:任民 李树仁 单位:北京市住宅建筑设计研究院有限公司