建筑機(jī)電系統(tǒng)調(diào)適的必要性

建筑機(jī)電系統(tǒng)調(diào)適的必要性

摘要：

目前，建筑機(jī)電系統(tǒng)調(diào)適已經(jīng)引起建筑業(yè)主及行業(yè)專家們的重視，近年來(lái)在G20峰會(huì)場(chǎng)館、廈門金磚峰會(huì)場(chǎng)館等重點(diǎn)、高端項(xiàng)目中得到了很好的應(yīng)用，本文闡述了調(diào)適應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合工程案例和時(shí)間，對(duì)建設(shè)過(guò)程中各環(huán)節(jié)常見問(wèn)題進(jìn)行提煉、歸納，進(jìn)而建筑機(jī)電系統(tǒng)調(diào)適的必要性和重要性進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：調(diào)適；業(yè)主項(xiàng)目需求；全過(guò)程

The Necessity of Commissioning of Buildings

 Mechanical and Electrical System

Niu Li-min  Wei Zheng  Song Ye-hui  Zhang Shi-dong  Yang Chun

（China Academy of Building Research,Beijing,10013）

Abstract：At present, the Commissioning of of Buildings Mechanical and Electrical System has attracted the attention of building owners and industry experts. In recent years, it has been well applied in key and high-end projects such as G20 summit venue, Xiamen BRICS summit venue, etc. This paper elaborates the current situation of adjustment and application, combined with engineering cases and time, to extract and summarize common problems in various links in the construction process, and then analyze the necessity and importance of the adjustment of architectural electromechanical systems.

Keywords：commissioning；Owner project requirements；The whole process

1前言

隨著我國(guó)建筑市場(chǎng)的快速發(fā)展，建筑用能系統(tǒng)的功能更加豐富，其復(fù)雜程度也不斷增強(qiáng)，這使得機(jī)電系統(tǒng)內(nèi)各專業(yè)之間的耦合性越來(lái)越緊密,尤其是樓宇自控系統(tǒng)和其他各專業(yè)的關(guān)系越來(lái)越密切。大量交付使用的建筑工程都不同程度存在機(jī)電系統(tǒng)舒適度差、調(diào)控能力差、系統(tǒng)能耗高的問(wèn)題。究其原因發(fā)現(xiàn)，我國(guó)現(xiàn)行的工程建設(shè)體制是由建設(shè)方、設(shè)計(jì)院、總包方、各專業(yè)分包商和設(shè)備供應(yīng)商等多方構(gòu)成，在建設(shè)過(guò)程中，建筑、暖通空調(diào)、給排水、弱電、強(qiáng)電各專業(yè)之間的配合較差，造成工作界面不清晰、現(xiàn)行的聯(lián)合調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法滿足目前復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)匹配要求。這些問(wèn)題嚴(yán)重制約了建筑的節(jié)能運(yùn)行，因此在我國(guó)現(xiàn)行的工程建設(shè)體制下，機(jī)電系統(tǒng)調(diào)適對(duì)建筑良好的應(yīng)用效果和節(jié)能運(yùn)行起到非常重要的作用。

2國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

調(diào)適（Commissioning）一詞最早出現(xiàn)在西方的船舶制造工業(yè)中，1977年，調(diào)適的概念被首次運(yùn)用到建筑工程中，加拿大公共事務(wù)局在其公共建設(shè)工程中開始使用調(diào)適。第一個(gè)調(diào)適工程項(xiàng)目是1981年迪士尼位于佛羅里達(dá)州的未來(lái)世界主題公園，在該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工以及試運(yùn)行階段均采用了建筑調(diào)適的概念。1984年，ASHRAE成立了暖通空調(diào)系統(tǒng)調(diào)適指南委員會(huì)，成為建筑調(diào)適的里程碑，標(biāo)志著調(diào)適的概念被正式引入到建筑行業(yè)。建筑調(diào)適的重要性在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已得到充分重視，已成為建筑節(jié)能的一個(gè)重要手段，相應(yīng)的研究工作已開展30多年。ASHRAE、 建筑調(diào)適聯(lián)合會(huì)、波特蘭節(jié)能研究院 (PECI) 和加州調(diào)適聯(lián)合會(huì)等組織都在此方面進(jìn)行了大量研究和工程實(shí)踐，制訂了相對(duì)完善的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范^[1]。

系統(tǒng)調(diào)適的思想和方法在國(guó)內(nèi)的引入始于20世紀(jì)90年代清華大學(xué)與日本的Nakahara的交流與合作。清華大學(xué)朱穎心、夏春海等與日本山武公司合作，以北京某高檔寫字樓變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)改造工程為對(duì)象，較為全面地對(duì)其實(shí)施了既有建筑空調(diào)系統(tǒng)改造調(diào)適過(guò)程，并在實(shí)測(cè)分析的基礎(chǔ)上提出了對(duì)該工程進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)適的必要性。2014年，由美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、住建部科技發(fā)展促進(jìn)中心及中國(guó)建筑科學(xué)研究院牽頭，聯(lián)合多家科研院所、高校和企業(yè)，在中美清潔能源研究中心建筑能效聯(lián)盟的科研合作項(xiàng)目中成立了建筑調(diào)適的課題。中美雙方的科研團(tuán)隊(duì)將在此平臺(tái)上開發(fā)適應(yīng)中國(guó)的建筑調(diào)適技術(shù)導(dǎo)則與調(diào)適技術(shù)，標(biāo)志著我國(guó)建筑調(diào)適技術(shù)體系應(yīng)用示范已取得了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支撐。2015年實(shí)施的新版國(guó)家《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中，首次在其運(yùn)行評(píng)價(jià)的施工管理指標(biāo)的評(píng)分項(xiàng)中，加入了建筑調(diào)適的內(nèi)容^[2]。2017年出版《綠色建筑運(yùn)行維護(hù)技術(shù)規(guī)范》中明確建筑調(diào)適的技術(shù)要求^[3]，這些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施將對(duì)我國(guó)建筑調(diào)適發(fā)展的影響是巨大的，必將大大促進(jìn)建筑調(diào)適在我國(guó)的發(fā)展，成為我國(guó)建筑調(diào)適發(fā)展的里程碑。

3 案例分析

根據(jù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況來(lái)看，調(diào)適大多是在公共建筑的機(jī)電系統(tǒng)中應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，由于缺乏調(diào)適相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，因此真正的調(diào)適應(yīng)用項(xiàng)目還比較少。目前主要集中在幾種類型的建筑項(xiàng)目中，如國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目；新技術(shù)應(yīng)用較多且復(fù)雜項(xiàng)目；高端商業(yè)建筑項(xiàng)目等等。中國(guó)建筑科學(xué)院近些年來(lái)先后完成了多個(gè)機(jī)電系統(tǒng)調(diào)適項(xiàng)目，包括2014年北京“APEC”場(chǎng)館， 2016年杭州“G20”峰會(huì)場(chǎng)館，2017年廈門“BRICS”峰會(huì)場(chǎng)館等國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目，此外還有部分高端酒店項(xiàng)目以及國(guó)內(nèi)首個(gè)變風(fēng)量全過(guò)程調(diào)適咨詢項(xiàng)目。

以國(guó)內(nèi)某工程項(xiàng)目為例，對(duì)調(diào)適在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中起到的作用和效果進(jìn)行分析，可以看出調(diào)適在機(jī)電工程項(xiàng)目中的重要性。此項(xiàng)目采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)置兩臺(tái)組合式空調(diào)機(jī)組，通過(guò)吊頂內(nèi)環(huán)形風(fēng)管路系統(tǒng)，由裝飾吊頂環(huán)形設(shè)置的風(fēng)口送入室內(nèi)。在空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)的各階段發(fā)現(xiàn)了很多問(wèn)題，通過(guò)調(diào)適團(tuán)隊(duì)的介入使問(wèn)題得到了妥善的解決，并取得了良好效果。

（1）設(shè)計(jì)階段

1）業(yè)主要求沒有明確、細(xì)化

設(shè)計(jì)文件有明確的室內(nèi)溫度、濕度要求，但沒有溫度控制精度范圍、區(qū)域溫差要求等更細(xì)的參數(shù)要求，而這些都是影響空調(diào)系統(tǒng)的配置、自控系統(tǒng)配置的主要因素，而在后續(xù)調(diào)試階段才提出滿足 “溫度22±0.5℃，濕度60±5%” 控制要求，后經(jīng)調(diào)適團(tuán)隊(duì)討論溝通對(duì)控制系統(tǒng)采取一些措施并，經(jīng)運(yùn)行控制精度要求做了適當(dāng)調(diào)整，最終滿足業(yè)主的需求。

2）弱電分包未按設(shè)計(jì)要求對(duì)自控系統(tǒng)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件中雖明確提出空調(diào)系統(tǒng)通用控制要求, “檢測(cè)機(jī)組送回風(fēng)溫濕度、水溫、室外溫濕度等，溫度控制，回風(fēng)溫度控制空氣處理機(jī)組風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（優(yōu)先）及水路電動(dòng)閥開度?！钡⑽瓷婕翱刂七壿嫛⑹覂?nèi)溫濕度控制精度等，弱電分包未對(duì)空調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，實(shí)際安裝過(guò)程施工隊(duì)按常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)安裝點(diǎn)位。

（2）施工階段

1）施工團(tuán)隊(duì)缺乏充溝通

在自控系統(tǒng)調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題如下：傳感器安裝缺項(xiàng)，包括空調(diào)機(jī)組進(jìn)出口水溫、機(jī)組送風(fēng)溫濕度、回風(fēng)濕度，不滿足設(shè)計(jì)要求；傳感器安裝位置不符合要求；控制參數(shù)設(shè)定問(wèn)題，導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境參數(shù)不穩(wěn)定。解決措施：對(duì)漏裝傳感器進(jìn)行補(bǔ)裝，增加參與控制的參數(shù)、并對(duì)傳感器進(jìn)行修正，調(diào)整PID設(shè)定，最終實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)控制功能和要求。

2）忽視專業(yè)之間交叉施工成品保護(hù)問(wèn)題

如在綜合效果調(diào)試階段，發(fā)現(xiàn)主會(huì)議廳經(jīng)過(guò)良好平衡調(diào)試風(fēng)系統(tǒng)，部分環(huán)形風(fēng)口卻幾乎沒有風(fēng)或者風(fēng)量很小，檢查后發(fā)現(xiàn)吊頂內(nèi)環(huán)形送風(fēng)管連接各風(fēng)口的軟管一半以上被穿線管嚴(yán)重?cái)D壓、多處被踩癟，比較嚴(yán)重的占三分之一，經(jīng)過(guò)對(duì)各區(qū)域送風(fēng)軟管的全面檢查整改，問(wèn)題得到了徹底的解決。

（3）運(yùn)行階段

該空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)調(diào)適完成后主管部門對(duì)環(huán)境參數(shù)需求有了進(jìn)一步的調(diào)整，加上室內(nèi)大面積花壇布置散濕量大，增加室內(nèi)熱濕負(fù)荷擾動(dòng)，產(chǎn)生風(fēng)口結(jié)露問(wèn)題，后經(jīng)采取增加室內(nèi)無(wú)線監(jiān)控點(diǎn)、調(diào)整運(yùn)行參數(shù)及頻率控制等措施，結(jié)露問(wèn)題得到徹底解決。

通過(guò)多個(gè)調(diào)適項(xiàng)目的工程實(shí)踐，對(duì)在工程建設(shè)的設(shè)計(jì)階段、建設(shè)階段和運(yùn)行階段常見問(wèn)題進(jìn)行了分析總結(jié)（表1）。這些問(wèn)題對(duì)工程項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度和效果都有著或多或少的影響，很多問(wèn)題無(wú)法由設(shè)計(jì)方、建設(shè)方或施工方單方面解決，需要一個(gè)調(diào)適團(tuán)隊(duì)通過(guò)檢測(cè)、評(píng)估和協(xié)調(diào)等手段保證項(xiàng)目順利進(jìn)行，因此調(diào)適工作應(yīng)該貫穿于規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)行管理的全過(guò)程。

表1 工程建設(shè)過(guò)程中常見問(wèn)題

4、調(diào)適必要性

綜上，以上在工程建設(shè)各環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合國(guó)內(nèi)規(guī)范體系，目前我國(guó)機(jī)電系統(tǒng)最缺少的是在方案設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)各階段進(jìn)行系統(tǒng)性的過(guò)程管理和優(yōu)化，也就是全過(guò)程調(diào)適。調(diào)適的必要性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）建筑需求提高

隨著我國(guó)飛快的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及高速的城鎮(zhèn)化進(jìn)程，每年新建大量的酒店、辦公樓、醫(yī)院、商場(chǎng)等公共建筑，伴隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、發(fā)展及對(duì)能源、環(huán)境關(guān)注度提高，建筑功能多指標(biāo)化發(fā)，建筑機(jī)電系統(tǒng)復(fù)雜化，控系統(tǒng)越來(lái)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。

（2）業(yè)主項(xiàng)目要求粗線條

隨著需求的提高，業(yè)主項(xiàng)目要求應(yīng)細(xì)化、明確，但國(guó)內(nèi)大多數(shù)業(yè)主和開發(fā)商尚未建立自己的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，有需求，但不能落實(shí)到對(duì)技術(shù)具體細(xì)節(jié)的把控。不能形成系統(tǒng)的、細(xì)化的技術(shù)文件，在咨詢公司和設(shè)計(jì)單位側(cè)重于對(duì)國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的遵循，導(dǎo)致建筑系統(tǒng)的部分功能無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)，達(dá)不到業(yè)主的期望。

（3）監(jiān)理制度側(cè)重于施工質(zhì)量 

   我國(guó)在工程質(zhì)量控制過(guò)程中現(xiàn)采用建設(shè)工程監(jiān)理制度，國(guó)內(nèi)監(jiān)理單位的監(jiān)理程序側(cè)重于建筑系統(tǒng)和設(shè)備安裝質(zhì)量符合國(guó)家的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求，側(cè)重于施工質(zhì)量結(jié)果的保證。忽視設(shè)備、系統(tǒng)等性能的保證。監(jiān)理制度的實(shí)施在一定程度上對(duì)我國(guó)的建設(shè)工程的工期，施工質(zhì)量和造價(jià)方面起到了一定的效果，建設(shè)工程的主體比較適用，但對(duì)于動(dòng)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電系統(tǒng)的適用性較差。

（4）施工單位的系統(tǒng)調(diào)試與業(yè)主期望之間存在差距。

 建筑的設(shè)備與系統(tǒng)完成安裝后，測(cè)試與調(diào)試成為系統(tǒng)能否達(dá)到設(shè)計(jì)的意圖，并滿足業(yè)主的項(xiàng)目需求的關(guān)鍵。但目前國(guó)內(nèi)的施工單位只能按照驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行施工質(zhì)量的驗(yàn)收；但這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范只是規(guī)定了基本測(cè)試方法及達(dá)到效果的要求，缺乏具體落實(shí)的動(dòng)態(tài)過(guò)程要求，缺少能夠具體指導(dǎo)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)試、保證機(jī)電系統(tǒng)效果和節(jié)能運(yùn)行的詳細(xì)內(nèi)容。

5 結(jié)論和展望

近年來(lái)在國(guó)內(nèi)，系統(tǒng)調(diào)適工作已經(jīng)引起建筑業(yè)主及行業(yè)專家們的重視，并且已具備一定的技術(shù)基礎(chǔ)和工程案例，但是調(diào)適工作依然缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和管理制度進(jìn)行指導(dǎo)，為推廣建筑調(diào)適在公共建筑中的規(guī)范應(yīng)用，迫切需要完善適合我國(guó)國(guó)情現(xiàn)狀的建筑機(jī)電系統(tǒng)全過(guò)程調(diào)適管理和技術(shù)體系，對(duì)于保障建筑用能系統(tǒng)的效果和提升建筑用能系統(tǒng)的能效具有重大意義。

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