某圖書館機(jī)電系統(tǒng)檢測(cè)與鑒定評(píng)估關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究

鐘 源，路建嶺，唐輝強(qiáng)

（廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)總站有限公司，廣東 廣州 510599）

0 引言

隨著現(xiàn)在建筑行業(yè)各項(xiàng)功能不斷發(fā)展，機(jī)電系統(tǒng)已經(jīng)成為了建筑中重要的組成部分，如消防安保系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、配電照明系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)等，它們相互依存配合形成一個(gè)復(fù)雜的整體［1］。

然而在建筑竣工之后，隨著時(shí)間推移，設(shè)備逐漸老化，大部分建筑并沒有配套專業(yè)技術(shù)人員對(duì)建筑機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行管理，或?qū)I(yè)人員管理不到位，存在脫節(jié)現(xiàn)象，使得機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備未得到良好的維護(hù)，出現(xiàn)故障未及時(shí)發(fā)現(xiàn)。機(jī)電系統(tǒng)能源利用率低下，處于高耗能狀態(tài)，室內(nèi)舒適性、安全性得不到保證［2］。

對(duì)建筑機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)估鑒定是一個(gè)很好的手段，可以對(duì)機(jī)電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀況、性能及存在的問題隱患進(jìn)行分析，查明原因并提出節(jié)能改進(jìn)措施，為業(yè)主節(jié)省能源，同時(shí)也進(jìn)一步推動(dòng)“十四五”時(shí)期廣州市公共機(jī)構(gòu)節(jié)約能源資源和生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作［3，4］。

1 檢測(cè)項(xiàng)目概況

1.1 工程概況

本工程所在地為廣東省，建筑為一體大型綜合性圖書館，總建筑面積約 73 257 m2，其中空調(diào)面積45 886 m2，空調(diào)面積占總建筑面積 63 %，地下室 1 層，地上 3 層，總建筑高度 27 m。

本建筑 20 08 年投入使用，至 2021 年已運(yùn)行近 13 年，對(duì)該建筑機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察和調(diào)研，發(fā)現(xiàn)該建筑內(nèi)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備存在不同程度的腐蝕和損壞，水管保溫局部腐爛和損壞，金屬件存在銹蝕現(xiàn)象；同時(shí)設(shè)備性能下降明顯，運(yùn)行效果較差，較難滿足夏季最熱時(shí)段的使用要求。

1.2 暖通空調(diào)系統(tǒng)概況

1.2.1 空調(diào)冷熱源系統(tǒng)

根據(jù)項(xiàng)目資料可知，該空調(diào)冷熱源系統(tǒng)總共設(shè)計(jì)了 3 臺(tái)水冷螺桿機(jī)組，總冷負(fù)荷為 5 496 kW。

冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔的容量與冷水機(jī)組容量相匹配，冷凍水供回水溫度分別為 7 ℃/12 ℃?？照{(diào)水系統(tǒng)為一次泵變水量雙管系統(tǒng)，為了利于冷凍水管網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，供回水總管間設(shè)置有壓差旁通裝置，上設(shè)電動(dòng)二通閥，按比例調(diào)節(jié)運(yùn)行，本工程空調(diào)水系統(tǒng)為異程式，各末端設(shè)備的回水管上裝動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)兩通閥或動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)比例積分調(diào)節(jié)閥。

1.2.2 空氣處理系統(tǒng)檢測(cè)

后勤辦公區(qū)域及圖書館的空調(diào)末端設(shè)備采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)機(jī)分層、分區(qū)設(shè)置。新風(fēng)通過豎向管井自屋面引下至各層新風(fēng)處理機(jī)房。排風(fēng)經(jīng)室內(nèi)天花排氣扇排出室外。

首層及電腦信息中心區(qū)域采用全空氣變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。設(shè)置變風(fēng)量空調(diào)風(fēng)柜（VAHU），空調(diào)送風(fēng)通過水平風(fēng)管送至辦公區(qū)域上方的各變風(fēng)量末端裝置，由變風(fēng)量末端裝置分配至散流器送風(fēng)口，回風(fēng)經(jīng)與燈盤相統(tǒng)一的回風(fēng)口進(jìn)入吊頂空問，由吊頂內(nèi)的回風(fēng)短管連接至空調(diào)機(jī)房。

1.3 檢測(cè)內(nèi)容

現(xiàn)抽檢部分暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備，對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)與鑒定評(píng)估，以反映系統(tǒng)整體的運(yùn)行狀態(tài)、老化程度，并發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題。

需抽檢的暖通空調(diào)設(shè)備：2 臺(tái)冷水機(jī)組、2 臺(tái)冷凍水泵（2 用 1 備）、2 臺(tái)冷卻水泵（2 用 1 備）、2 組冷卻塔、2 臺(tái)恒溫恒濕機(jī)、2 臺(tái)空氣處理機(jī)組、4 臺(tái)冷水空調(diào)風(fēng)柜、10 臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管和3臺(tái)新風(fēng)冷水空調(diào)器。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果

2.1 冷水機(jī)組檢測(cè)結(jié)果

表 1 為冷水機(jī)組性能檢測(cè)結(jié)果，該檢測(cè)是在水泵變頻運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。表 1 中實(shí)測(cè)值為多組檢測(cè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，同下文。

表1 冷水機(jī)組性能檢測(cè)結(jié)果

2.2 水泵檢測(cè)結(jié)果

表 2、表 3 為冷凍水泵及冷卻水泵檢測(cè)結(jié)果，該檢測(cè)是在水泵工頻（50 Hz）運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。依據(jù) JGJ/T 177-2009《公共建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》［5］規(guī)定，檢測(cè)工況下，水泵效率檢測(cè)值＞設(shè)計(jì)值的 80 % 判定為合格。

表2 冷凍水泵效率檢測(cè)結(jié)果

表3 冷卻水泵效率檢測(cè)結(jié)果

2.3 冷卻塔檢測(cè)結(jié)果

表 4 為冷卻塔效率檢測(cè)結(jié)果，依據(jù) DBJ 15-65-2009《廣東省建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》［6］規(guī)定，冷卻塔效率檢測(cè)值≥銘牌值的 80 % 判定為合格。

表4 冷卻塔效率檢測(cè)結(jié)果

2.4 末端風(fēng)柜檢測(cè)結(jié)果

表 5 為風(fēng)柜性能檢測(cè)結(jié)果，本項(xiàng)目冷凍水供回水溫度設(shè)計(jì)值為 7 ℃/12 ℃，依據(jù) JGJ/T 177-2009《公共建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》要求，供回水溫差檢測(cè)值不應(yīng)小于設(shè)計(jì)溫差的 80 %。風(fēng)柜水流量與設(shè)計(jì)流量的允許偏差應(yīng)≤20 %。

表5 末端風(fēng)柜性能檢測(cè)結(jié)果

2.5 末端新風(fēng)機(jī)檢測(cè)結(jié)果

表 6 為末端新風(fēng)機(jī)性能檢測(cè)結(jié)果，依據(jù) GB 50189-2015《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》［7］要求，新風(fēng)系統(tǒng)的單位風(fēng)量耗功率應(yīng)≤0.24 W/（m3/h）。

表6 新風(fēng)冷水空調(diào)器性能檢測(cè)結(jié)果

2.6 末端風(fēng)機(jī)盤管檢測(cè)結(jié)果

表7為末端風(fēng)機(jī)盤管性能檢測(cè)結(jié)果，依據(jù) JGJ/T 177-2009《公共建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》要求風(fēng)口風(fēng)量與設(shè)計(jì)風(fēng)量的允許偏差應(yīng)≤10 %。下述風(fēng)口編號(hào)，1 號(hào)為房間遠(yuǎn)離門側(cè)的風(fēng)口，2 號(hào)為靠近門側(cè)的風(fēng)口。

表7 末端風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)量檢測(cè)結(jié)果

2.7 水系統(tǒng)總流量及供回水溫差檢測(cè)結(jié)果

表 8 為水系統(tǒng)總流量檢測(cè)結(jié)果，該檢測(cè)是在水泵工頻運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。

表8 總水流量檢測(cè)結(jié)果

表 9 為冷凍水供回水溫差檢測(cè)結(jié)果，該檢測(cè)是在水泵工頻運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。水泵變頻運(yùn)行狀態(tài)下測(cè)試。本項(xiàng)目冷凍水供回水溫度設(shè)計(jì)值為 7 ℃/12 ℃，依據(jù) JGJ/T 177-2009《公共建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》要求，供回水溫差檢測(cè)值不應(yīng)＜設(shè)計(jì)溫差的 80 %。

表9 冷凍水供回水溫差檢測(cè)結(jié)果 ℃

3 暖通空調(diào)系統(tǒng)評(píng)估鑒定

3.1 冷水機(jī)組評(píng)估鑒定

由表 1 可知，2 臺(tái)冷水機(jī)組均未達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)作，且冷水機(jī)組冷凍水流量偏小，未達(dá)到要求。

1）冷水機(jī)組 1 # 機(jī)組負(fù)荷率為 84 %，實(shí)測(cè)供水溫度為 7.1 ℃，符合設(shè)計(jì)供水溫度（7 ℃）；冷水機(jī)組1#的實(shí)測(cè)性能系數(shù)（COPd）為 5.3，滿足設(shè)計(jì)要求。

2）冷水機(jī)組 2 # 的機(jī)組負(fù)荷率為 90 %，實(shí)測(cè)供水溫度為 7.3 ℃，符合設(shè)計(jì)供水溫度（7 ℃）；冷水機(jī)組3#的實(shí)測(cè)性能系數(shù)（COPd）為 4.2，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求。

2 臺(tái)冷水機(jī)組已使用 11 年，2 # 機(jī)組依舊保持較好的性能，加強(qiáng)日常維護(hù)即可，而 2 # 機(jī)組，實(shí)測(cè)性能系數(shù)（COPd）遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，運(yùn)行能耗較大，運(yùn)行費(fèi)用較高，制冷性能明顯下降，已影響正常使用，建議對(duì)冷水機(jī)組進(jìn)行更換處理，以滿足空調(diào)制冷的需求。

3.2 水泵評(píng)估鑒定

1）冷凍水泵 1 #、2 # 的實(shí)測(cè)揚(yáng)程及流量均明顯＜設(shè)計(jì)值，因?yàn)槟┒藱C(jī)組并未全開，負(fù)荷低，水泵不是滿載運(yùn)行的。

2）冷凍水泵 1 # 水泵效率高于設(shè)計(jì)值，符合 JGJ/T 177-2009《公共建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》要求，符合設(shè)計(jì)要求，建議加強(qiáng)日常維護(hù)即可。冷凍水泵 2 # 水泵效率嚴(yán)重偏低，僅有設(shè)計(jì)值得 69 % 不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，需要更換處理。

3）冷卻水泵1#的水泵各項(xiàng)數(shù)值與設(shè)計(jì)值十分接近，滿足標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求，建議加強(qiáng)日常維護(hù)。

4）冷卻水泵 2 # 的實(shí)測(cè)流量、揚(yáng)程均低于設(shè)計(jì)值，水泵效率遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，只有設(shè)計(jì)值的 59.6 %，不符合標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求，已有明顯老化現(xiàn)象，建議更換處理。

3.3 冷卻塔評(píng)估鑒定

冷卻塔的效率實(shí)測(cè)值均滿足標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求，建議對(duì)冷卻塔進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)處理，提高冷卻塔換熱能力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

3.4 末端風(fēng)柜評(píng)估鑒定

在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，圖書館內(nèi)的大部分風(fēng)柜供水流量由相關(guān)工作人員按照工作經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門控制，并不是由自動(dòng)控制平臺(tái)控制，這是一種非常粗略簡(jiǎn)易的控制方式，會(huì)導(dǎo)致大部分風(fēng)柜的水流量設(shè)置不合理，無法及時(shí)按照當(dāng)時(shí)的使用要求自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，末端房間供冷量嚴(yán)重不足，甚至出現(xiàn)不制冷現(xiàn)象。大多數(shù)風(fēng)柜處于高耗能低效率狀態(tài)。

檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，冷凍水供水管道年久老化，且維護(hù)人員無良好地進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，各管道外保溫層均有不同程度的破損、腐蝕，保溫性能低下，導(dǎo)致上述風(fēng)柜均供水水溫偏高，無法滿足室內(nèi)供冷需求，需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)供回水管保溫進(jìn)行排查檢修。

3.5 末端新風(fēng)機(jī)評(píng)估鑒定

檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)圖書館內(nèi)部所有新風(fēng)冷水空調(diào)器均未開啟，圖書館內(nèi)部處于無新風(fēng)狀態(tài)，不符合防疫要求。為完成新風(fēng)冷水空調(diào)器的檢測(cè)，要求相關(guān)工作人員開啟新風(fēng)冷水空調(diào)器進(jìn)行測(cè)量，開啟后檢測(cè)由上表可知，新風(fēng)冷水空調(diào)器風(fēng)量很低，幾乎處于送風(fēng)狀態(tài)，單位風(fēng)量耗功率很高。經(jīng)過排查得知，是因?yàn)槟┒斯艿啦糠诛L(fēng)閥未打開，由于風(fēng)閥被封裝在吊頂內(nèi)部且一條管道含有多個(gè)風(fēng)閥，現(xiàn)場(chǎng)條件難以逐一開啟風(fēng)閥進(jìn)行測(cè)量，圖書館內(nèi)的新風(fēng)系統(tǒng)基本處于不可用狀態(tài)。原設(shè)計(jì)值的單位風(fēng)量耗功率也不滿足 GB 50189-2015《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的節(jié)能要求。建議打開所有末端管道內(nèi)的風(fēng)閥，重新開啟新風(fēng)冷水空調(diào)器并給新風(fēng)系統(tǒng)加裝自動(dòng)控制。

3.6 末端風(fēng)機(jī)盤管評(píng)估鑒定

檢測(cè)前，已將風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)量開至最大。測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)口風(fēng)量均未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，詢問相關(guān)工作人員得知，風(fēng)機(jī)盤管選型后續(xù)經(jīng)過修改，并未在圖紙中或其他資料文件中進(jìn)行記錄，所以風(fēng)機(jī)盤管均無法滿足之前的設(shè)計(jì)要求。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查得知，當(dāng)前的風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)量能夠滿足室內(nèi)人員使用，部分室內(nèi)人員提出風(fēng)量過大需降低風(fēng)量等意見，該項(xiàng)檢測(cè)需建筑使用者自身明確需求，決定風(fēng)機(jī)盤管是否需要更換。

4 結(jié)語

1）本項(xiàng)目暖通空調(diào)系統(tǒng)部分冷熱源設(shè)備已出現(xiàn)嚴(yán)重老化問題，風(fēng)柜供回水流量紊亂，換熱效率下降，冷凍水供回水管道保溫嚴(yán)重老化，室內(nèi)舒適性難以保證。

2）新風(fēng)系統(tǒng)未按照防疫要求開啟使用，室內(nèi)人員安全性難以保證，存在防疫風(fēng)險(xiǎn)。

3）風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行更換后沒有相關(guān)文件記錄，相關(guān)技術(shù)人員管理并不到位，出現(xiàn)了部分脫節(jié)現(xiàn)象，許多設(shè)備問題沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行維修保養(yǎng)，圖書館內(nèi)暖通空調(diào)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于不正常運(yùn)行狀態(tài)。Q