空調(diào)系統(tǒng)調(diào)適在重點(diǎn)工程中應(yīng)用
—杭州G20峰會(huì)工程實(shí)踐
摘要：
在杭州G20峰會(huì)場館（杭州國際博覽中心）空調(diào)系統(tǒng)的改造工程中，基于最終效果的系統(tǒng)調(diào)適貫穿了設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行階段。調(diào)適顧問與各方建立了良好的溝通渠道和方式，通過定期的調(diào)適例會(huì)，調(diào)適團(tuán)隊(duì)對(duì)每個(gè)系統(tǒng)、專業(yè)的進(jìn)度有了準(zhǔn)確把握，調(diào)適計(jì)劃得以及時(shí)更新、實(shí)施，技術(shù)難題得到及時(shí)解決，保證了工程的質(zhì)量、進(jìn)度和最終效果。通過本案例看出系統(tǒng)調(diào)適技術(shù)可以為工程項(xiàng)目的全過程保駕護(hù)航，尤其對(duì)大型重點(diǎn)工程項(xiàng)目更體現(xiàn)出了其重要性和必要性。
關(guān)鍵詞：調(diào)適；水力平衡；舒適度；模擬；驗(yàn)證
Application of Air Conditioning System Commissioning Technology
in Key Projects
----- G20 Summit Venues in
Hangzhou
Niu
Li-min Song Ye-hui Yang Chun
Zhang Shi-dong Liao Yan
（China
Academy of Building Research,Beijing,10013）
Abstract：In the air conditioning system renovation project of Hangzhou G20
summit venue，the system adjustment
based on the final effect runs through the design, construction and operation
phases. The adjustment consultant has established the good communication
channel and the way with all sides. Through regular meetings，the commissioning team has an accurate grasp about the progress of
each system and specialty. The commissioning plan is updated and implemented in
time，technical problems are
solved in time. Finally， the quality
and progress of the project are guaranteed. Through this case, we can see that
the system commissioning can escort the whole process of the project，especially for key projects, it is more important and necessary.
Keywords：commissioning；hydraulic balance；comfort degree；simulation；verification
1 前言
建筑調(diào)適，源于歐美發(fā)達(dá)國家，屬于北美建筑行業(yè)成熟的管理和技術(shù)體系。ASHRAE指南1-1996中將建筑調(diào)適定義為：“一種使得建筑各個(gè)系統(tǒng)在方案設(shè)計(jì)、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、安裝、單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)、性能測試、運(yùn)行和維護(hù)的整個(gè)過程中確保能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)意圖和滿足業(yè)主的使用要求的工作程序和方法。” [1] 我國新編《建筑節(jié)能基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》中給出了對(duì)建筑“用能系統(tǒng)調(diào)適”的定義，即：通過在設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收和運(yùn)行維護(hù)階段的全過程監(jiān)督和管理，保證建筑能夠按照設(shè)計(jì)和用戶要求，實(shí)現(xiàn)安全、高效的運(yùn)行和控制的工作程序和方法。在相應(yīng)的條文解釋中指出了此處的“調(diào)適”主要包含兩個(gè)含義，首先是
“調(diào)試”，指建筑用能設(shè)備或系統(tǒng)安裝完畢，在投入正式運(yùn)行前進(jìn)行的測試與調(diào)節(jié)工作。其次是 “調(diào)適”，指建筑用能系統(tǒng)的優(yōu)化，與用能需求相匹配，使之實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行的過程[2]。
在建筑用能系統(tǒng)中，中央空調(diào)系統(tǒng)是非常重要的組成部分。杭州國際博覽中心G20峰會(huì)會(huì)場為改造項(xiàng)目，考慮到建設(shè)工期、實(shí)施條件及厲行節(jié)約等因素，場館的空調(diào)冷源均采用原有冷源系統(tǒng)，部分空調(diào)機(jī)組也是在原有設(shè)備進(jìn)行功能提升，由于功能的改變必然會(huì)影響負(fù)荷需求、平衡需求的變化，因此系統(tǒng)調(diào)適在其中起到非常關(guān)鍵的作用，調(diào)適工作貫穿了改造設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行階段。
2 調(diào)適項(xiàng)目概況
2016年杭州峰會(huì)是中國首次舉辦G20峰會(huì)，國際會(huì)議有其特殊政治屬性，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)匠心打造“氣宇軒昂”的建筑風(fēng)格征服了世界，場館從整體到細(xì)節(jié)融合了中國形象和氣質(zhì)。那么對(duì)于承載“構(gòu)建創(chuàng)新、活力、聯(lián)動(dòng)、包容的世界經(jīng)濟(jì)”主體會(huì)議場所室內(nèi)環(huán)境必然是高標(biāo)準(zhǔn)的要求，空氣品質(zhì)、溫度場、濕度場、風(fēng)速場、噪聲等必須嚴(yán)格滿足設(shè)計(jì)的要求，任和細(xì)節(jié)都力求完美。該項(xiàng)目午宴廳、主會(huì)議廳等主要功能區(qū)域均為高大空間，空調(diào)系統(tǒng)布置既要考慮不影響室內(nèi)裝飾風(fēng)格，有要求氣流組織合理，以滿足室內(nèi)溫度場、風(fēng)速場、溫度梯度等要求，同時(shí)對(duì)施工和調(diào)適也提出較高的要求。
該項(xiàng)目調(diào)適范圍主要為重點(diǎn)功能區(qū)域，包括主會(huì)議廳、午宴廳、新聞發(fā)布廳、迎賓廳及前廳、多功能廳、南連廊、各國領(lǐng)導(dǎo)人休息廳。調(diào)適從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)行階段開展全過程調(diào)試技術(shù)咨詢服務(wù)。
（1）設(shè)計(jì)階段：
在方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，應(yīng)用模擬軟件對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬校核，并提出優(yōu)化咨詢方案建議，同時(shí)對(duì)優(yōu)化變更設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證模擬分析，最終協(xié)助甲方實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化建筑通風(fēng)空調(diào)室內(nèi)環(huán)境方案確定。
（2）施工及運(yùn)營階段：
1）編制空調(diào)及自控系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)要求；2）組建調(diào)試團(tuán)隊(duì)，明確調(diào)試內(nèi)容、流程、方法和對(duì)調(diào)試結(jié)果的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等；3）組織、推進(jìn)調(diào)試、測試工作；4）負(fù)責(zé)編寫調(diào)試、測試用程序和技術(shù)表格；5）協(xié)助解決調(diào)試過程中技術(shù)問題；6）審核調(diào)試總包及各分包提供的技術(shù)和成果資料；7）對(duì)各個(gè)階段調(diào)試結(jié)果進(jìn)行檢查和驗(yàn)證；8）提供平衡調(diào)試技術(shù)指導(dǎo)和最終調(diào)試結(jié)果確認(rèn)；9）提供聯(lián)合調(diào)試技術(shù)指導(dǎo)；10）組織開展綜合效果調(diào)試；11）會(huì)議期間運(yùn)行保障。
3 調(diào)適過程及作用
3.1協(xié)助實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)域最優(yōu)化設(shè)計(jì)
通過對(duì)城市客廳、主會(huì)議廳、接待大廳等重點(diǎn)區(qū)域室內(nèi)氣流組織效果及熱環(huán)境模擬、室內(nèi)自然通風(fēng)被動(dòng)制冷效果模擬、室內(nèi)自然通風(fēng)被動(dòng)制冷效果模擬，分析人員活動(dòng)區(qū)內(nèi)熱濕環(huán)境、風(fēng)速場、室內(nèi)PMV-PPD指標(biāo)等是否滿足設(shè)計(jì)要求，并提供改善優(yōu)化建議，最終實(shí)現(xiàn)各區(qū)域空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在不影響美觀的前提下達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
主會(huì)議廳經(jīng)過兩輪模擬優(yōu)化后最終設(shè)計(jì)方案模擬結(jié)果：室內(nèi)平均PMV值為0.18，平均PPD值為5.82，滿足ISO7730中A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（PPD值小于6%，PMV值-0.2~+0.2）。室內(nèi)溫度分布較均勻，圓桌周邊風(fēng)速小于0.15m/s滿足設(shè)計(jì)要求。圓桌周邊空氣溫度分布較均勻，平均溫度22.2℃，完全滿足設(shè)計(jì)要求。
3.2促進(jìn)設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備及各專業(yè)之間的協(xié)調(diào),確保工程進(jìn)度和質(zhì)量
項(xiàng)目調(diào)適團(tuán)隊(duì)與設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、設(shè)備供應(yīng)商等相關(guān)管理部門建立了良好的溝通渠道和方式，通過定期的調(diào)適例會(huì)，各相關(guān)單位對(duì)每個(gè)系統(tǒng)、專業(yè)的進(jìn)度有了準(zhǔn)確把握，調(diào)適計(jì)劃得以及時(shí)更新、實(shí)施，各方面的問題及時(shí)解決，且各階段工作成果得到及時(shí)檢查和確認(rèn)，避免施工過程各方獲得信息不對(duì)等，出現(xiàn)“踢皮球”現(xiàn)象，提高了團(tuán)隊(duì)的工作效率。如空調(diào)系統(tǒng)調(diào)適過程中最容易出現(xiàn)和自控系統(tǒng)脫節(jié)的現(xiàn)象，很多工程項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，自控系統(tǒng)調(diào)試不到位、甚至未完全安裝，導(dǎo)致自控系統(tǒng)成擺設(shè)。該項(xiàng)目中調(diào)適團(tuán)隊(duì)在自控系統(tǒng)安裝、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)調(diào)試及與空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)適各環(huán)節(jié)都實(shí)施檢查、跟蹤和調(diào)試指導(dǎo)，確保自控系統(tǒng)正常使用。
3.3施工過程中的缺陷和問題及時(shí)得到整改
鑒于項(xiàng)目工期緊，分包多，導(dǎo)致總包對(duì)施工質(zhì)量把控有限，調(diào)適團(tuán)隊(duì)按計(jì)劃在各關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查和測試，確保各個(gè)系統(tǒng)的問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)和整改，該項(xiàng)目在調(diào)適過程中發(fā)現(xiàn)的典型問題如風(fēng)管漏風(fēng)，風(fēng)管保溫，風(fēng)管被擠壓導(dǎo)致無風(fēng)量以及自控元件缺失或安裝不到位等，這些問題發(fā)現(xiàn)后經(jīng)全面排查和整改，都得到了徹底的解決，保障了室內(nèi)空調(diào)效果。
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圖1風(fēng)管漏風(fēng)
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圖2 風(fēng)管外保溫結(jié)露
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3.4技術(shù)難題得到及時(shí)解決
1、午宴廳室內(nèi)溫濕度效果不滿足要求
由于是改造工程，改造區(qū)域使用面積拓展和功能改變，冷源系統(tǒng)總體負(fù)荷的增加30%以上，系統(tǒng)實(shí)測水流量只有現(xiàn)狀設(shè)計(jì)流量70%，各區(qū)域負(fù)荷的變化要求冷源水系統(tǒng)重新進(jìn)行水平衡調(diào)試。
調(diào)適團(tuán)隊(duì)對(duì)現(xiàn)狀問題進(jìn)行分析診斷，組織原設(shè)計(jì)單位、改造設(shè)計(jì)單位、總包、建設(shè)單位對(duì)該問題進(jìn)行討論，商量確定解決措施和方案，采取的措施包括：1）調(diào)整、確認(rèn)午宴廳支路各機(jī)組平衡閥設(shè)置正確；2對(duì)午宴廳所屬冷源系統(tǒng)水系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)試，考慮到會(huì)議區(qū)域的重要保障功能，逐個(gè)區(qū)域確認(rèn)是否為G20峰會(huì)使用區(qū)域，對(duì)非使用區(qū)域空調(diào)機(jī)組的水閥采取強(qiáng)制關(guān)小或關(guān)斷，以改善會(huì)議使用區(qū)域的水系統(tǒng)流量不足的問題，若午宴廳流量仍不滿足要求，考慮直接從其他冷源系統(tǒng)引入一個(gè)支路并入午宴廳支路。3）對(duì)午宴廳綜合效果進(jìn)行模擬測試，確保效果滿足要求，在以上工作的基礎(chǔ)上，典型工況下對(duì)午宴廳空調(diào)效果進(jìn)行模擬測試，以確保室內(nèi)效果滿足要求。
經(jīng)采取以上措施再調(diào)試后，午宴廳流量支路的流量有了很大程度的改善，基本滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)測流量與設(shè)計(jì)比值由45%提高到90%，滿足規(guī)范對(duì)平衡調(diào)試的要求。調(diào)整后在典型工況對(duì)系統(tǒng)送風(fēng)溫度和室內(nèi)溫度場進(jìn)行測試，午宴廳的送風(fēng)溫度可達(dá)到15℃，工作區(qū)域室內(nèi)平均溫度（1.2米高度）為20.4℃。說明在確保流量和供水溫度的條件下，午宴廳空調(diào)設(shè)備制冷能力滿足負(fù)荷需求。
圖3 午宴廳支路水系統(tǒng)調(diào)試前后對(duì)比
2、會(huì)議區(qū)域冷源系統(tǒng)供冷能力提升
1）冷源品質(zhì)問題解決
在進(jìn)行各區(qū)域冷源綜合效果調(diào)試階段，發(fā)現(xiàn)會(huì)議區(qū)域冰蓄冷系統(tǒng)聯(lián)合供冷模式供水溫度最低只能達(dá)到6.9℃，達(dá)不到設(shè)計(jì)溫度5.5℃的要求，通過現(xiàn)場逐步排查、測試診斷發(fā)現(xiàn)，板式換熱器一次側(cè)實(shí)測阻力達(dá)19米，一次側(cè)臟堵嚴(yán)重，清洗處理后，一次側(cè)阻力降為5米，二次側(cè)出水溫度可達(dá)5.3℃。在此強(qiáng)調(diào)空調(diào)系統(tǒng)儀表的準(zhǔn)確性非常重要，是指導(dǎo)運(yùn)行的參考依據(jù)，而在實(shí)際項(xiàng)目中現(xiàn)場儀表尤其是壓力表失準(zhǔn)的現(xiàn)象十分普遍，在此次診斷過程中發(fā)現(xiàn)，壓力表示數(shù)偏差誤導(dǎo)了運(yùn)行團(tuán)隊(duì)，運(yùn)行人員一再強(qiáng)調(diào)壓力正常，給診斷設(shè)置了障礙，導(dǎo)致在對(duì)冷源系統(tǒng)做了全面的“體檢”才找到“病根”所在。
2）局部改造補(bǔ)充，提高保障性
雖然會(huì)議區(qū)域的冷源品質(zhì)問題得到了解決，午宴廳支路通過調(diào)試流量也達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，考慮到國際會(huì)議高保障性及會(huì)議期間可能的需求增加、調(diào)整，以及開會(huì)期間極端天氣的可能性帶來的風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)調(diào)適團(tuán)隊(duì)商議，確定從會(huì)展中心冷源系統(tǒng)引入一個(gè)支路并入會(huì)議冷源系統(tǒng)支路備用，提升了會(huì)議區(qū)域冷源系統(tǒng)供冷能力，為午宴廳良好的供冷效果提供強(qiáng)有力的保障。
3、主會(huì)議廳風(fēng)口結(jié)露
主會(huì)議廳送風(fēng)口設(shè)置環(huán)形吊頂內(nèi)，雖然設(shè)計(jì)考慮了高溫高濕的氣候條件，采用防結(jié)露送風(fēng)口，但在調(diào)試和實(shí)際運(yùn)行過程中，四個(gè)方向通往主會(huì)議廳大門很難保持長時(shí)間關(guān)閉，因此主會(huì)議廳通過走廊與室外間接相通，無組織進(jìn)風(fēng)量大，導(dǎo)致主會(huì)議廳室內(nèi)濕度難于達(dá)到設(shè)計(jì)要求，由于濕度偏大，室內(nèi)露點(diǎn)溫度提高，送風(fēng)溫度低于露點(diǎn)溫度，造成中間環(huán)形排列的部分金屬風(fēng)口結(jié)露，滴落在圓桌桌面上。為了解決該問題，調(diào)試團(tuán)隊(duì)組織設(shè)計(jì)、運(yùn)行和總包單位，對(duì)主會(huì)議廳空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行模式進(jìn)行調(diào)試，增加控制系統(tǒng)檢測點(diǎn)擊控制參數(shù)。確定會(huì)議前不同時(shí)段、會(huì)議期間系統(tǒng)的運(yùn)行頻率、控制參數(shù)、條件限定等，確保會(huì)議期間的舒適度、噪聲等滿足設(shè)計(jì)要求，即使在開會(huì)期間設(shè)置大面積花壇，濕負(fù)荷增加的情況下，也未發(fā)生結(jié)露問題。
3.5 空調(diào)系統(tǒng)效果全面驗(yàn)收測試
主會(huì)議廳、午宴廳、新聞發(fā)布廳等各主要功能區(qū)域空調(diào)及控制系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試后，設(shè)備性能均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，控制功能正常。在典型工況下對(duì)室內(nèi)溫度、風(fēng)速、新風(fēng)量、室內(nèi)空氣分布特性指標(biāo)、噪聲主要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，均滿足設(shè)計(jì)和使用要求，舒適度較高。主會(huì)議廳典型位置室內(nèi)溫度溫度穩(wěn)定，區(qū)域溫差小，66個(gè)點(diǎn)中有61個(gè)點(diǎn)的有效溫差值在-1.7℃和1.1℃之間，室內(nèi)空氣分布特性指標(biāo)ADPI值為92%，舒適度較高。
4 結(jié)論
重點(diǎn)工程項(xiàng)目有其政治、歷史等特殊屬性，建成后多成為城市標(biāo)志性建筑，如國家大劇院、奧運(yùn)場館、雁棲湖國際會(huì)議中心等，無論從外觀到內(nèi)在都有著高標(biāo)準(zhǔn)需求。功能特殊、機(jī)電系統(tǒng)復(fù)雜且高度集成，自控系統(tǒng)越來越重要，需要各專業(yè)之間全程密切配合，系統(tǒng)與系統(tǒng)之間才能達(dá)到完美融合。單一設(shè)備和系統(tǒng)的調(diào)試滿足不了功能需求，從最終的效果考慮，應(yīng)該多專業(yè)聯(lián)合調(diào)適。
另外，我國工程建設(shè)管理體系側(cè)重于建筑安裝質(zhì)量是否符合監(jiān)管，設(shè)備、系統(tǒng)性能缺乏保障，尤其新技術(shù)的應(yīng)用、特殊要求區(qū)域的性能和效果缺乏保障。且各專業(yè)在施工、調(diào)試過程中缺乏高效的溝通，專業(yè)交叉責(zé)任不明確、不能預(yù)知過程的沖突及問題，導(dǎo)致問題暴露晚、錯(cuò)過解決時(shí)間和條件等現(xiàn)象。
綜上，重點(diǎn)工程項(xiàng)目尤其需要引入調(diào)適管理和技術(shù)體系，著眼于最終的效果和功能，對(duì)各個(gè)過程進(jìn)行監(jiān)管和控制，對(duì)質(zhì)量和性能進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨平臺(tái)的協(xié)調(diào)與協(xié)同，以共同實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)工程項(xiàng)目高標(biāo)準(zhǔn)需求。
參考文獻(xiàn)：
[1]逄秀峰. 建筑設(shè)備與系統(tǒng)調(diào)適[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015:1~9.
[2]GB/T 51140-2015，建筑節(jié)能基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015.