天津生態(tài)城綠色建筑研究院 周玉焰

中新天津生態(tài)城建設(shè)建設(shè)局 李 博 孫曉峰

天津生態(tài)城綠色建筑研究院 王 興 鄒芳睿

0 引言

隨著我國綠色建筑標(biāo)識制度的建立和推廣，從2008年僅10個項(xiàng)目獲得綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)識，發(fā)展到2017年的10 927個項(xiàng)目；建筑面積從2008年的141萬m2發(fā)展到2017年超過10億m2。然而，在這些獲得綠色建筑標(biāo)識的項(xiàng)目中，僅有7%為運(yùn)營標(biāo)識[1]。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，一方面是由于設(shè)計(jì)標(biāo)識的準(zhǔn)入門檻較低易于取得，另一方面則是大部分項(xiàng)目運(yùn)行效果無法滿足設(shè)計(jì)預(yù)期。通過項(xiàng)目實(shí)地調(diào)研，總結(jié)項(xiàng)目運(yùn)營效果差的原因主要是：綠色建筑技術(shù)應(yīng)用與實(shí)際需要存在偏差，運(yùn)維專業(yè)人員專業(yè)水平低無法使綠色技術(shù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)或無法與現(xiàn)場實(shí)際相匹配[2]，運(yùn)營階段各主體權(quán)責(zé)不清晰從而缺乏持續(xù)保持建筑綠色節(jié)能舒適的動力[3]，少量建筑是由于技術(shù)壽命問題導(dǎo)致的性能衰減。這些問題成為長期阻礙綠色建筑發(fā)揮性能的重要因素，遲遲無法解決，部分項(xiàng)目直接采用更換系統(tǒng)、設(shè)備的形式提升運(yùn)行效果，無疑成本投入很大，很難為其他項(xiàng)目所借鑒。在不進(jìn)行改造和更新的情況下，雖然無法改變長周期下建筑性能下降的大趨勢，但是可以通過對綠色建筑進(jìn)行調(diào)適，促進(jìn)周期性的對建筑硬件進(jìn)行維修，起到改進(jìn)提高運(yùn)營措施和管理水平、小幅度提升建筑性能的作用。

建筑調(diào)適源于西方發(fā)達(dá)國家，是一種質(zhì)量保證體系，已經(jīng)發(fā)展40多年，但我國起步較晚，近些年才逐漸被建筑行業(yè)所認(rèn)知和重視。目前國內(nèi)尚無國家性或地方性標(biāo)準(zhǔn)對調(diào)適技術(shù)規(guī)范化，且尚無規(guī)模化的成熟調(diào)適業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)。雖然有一批企業(yè)和技術(shù)團(tuán)隊(duì)具備調(diào)適能力，但相對于調(diào)適產(chǎn)業(yè)的需求和期望而言，人數(shù)過少。國內(nèi)市場尚未認(rèn)識到調(diào)適在新建建筑領(lǐng)域和既有建筑運(yùn)行領(lǐng)域的作用，新建建筑領(lǐng)域往往將完善的調(diào)適與之前流程化、文本化的調(diào)試相混同，既有建筑運(yùn)行領(lǐng)域則易將調(diào)適與節(jié)能改造或加強(qiáng)節(jié)能管理相混同。但隨著經(jīng)濟(jì)形勢的進(jìn)一步變化和國內(nèi)有識人士的不斷呼吁，調(diào)適必將成為今后一段時間內(nèi)國內(nèi)建筑建設(shè)、運(yùn)行領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。

本次開展建筑調(diào)適實(shí)踐工作，一方面驗(yàn)證建筑調(diào)適技術(shù)的可行性，另一方面為行業(yè)開展調(diào)適工作提供一種思路。本文案例項(xiàng)目通過建筑調(diào)適技術(shù)應(yīng)用，建筑性能、建筑環(huán)境明顯提升，證實(shí)建筑調(diào)適可以在一定程度上解決目前綠色建筑在運(yùn)營階段面臨的問題。對建筑而言，理論上物業(yè)公司是綠色建筑日常維護(hù)的主體，承擔(dān)了保證綠色建筑運(yùn)營效果的義務(wù)。然而，在我國傳統(tǒng)的綠色建筑維護(hù)管理業(yè)務(wù)中，運(yùn)維的管理費(fèi)用和系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用是脫鉤的，物業(yè)公司只會考慮到冷、熱、電、水等的正常供應(yīng)，以及在機(jī)組故障時進(jìn)行修理和更換，對系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀、機(jī)組的運(yùn)行效率、控制方式等的變化并不掌握，亟需專業(yè)團(tuán)隊(duì)輔助項(xiàng)目運(yùn)營。由此可見，綠色建筑十分有必要定期開展調(diào)適工作(見圖1)。

圖1 理想狀態(tài)下開展持續(xù)調(diào)適的綠色建筑運(yùn)營效果變化曲線

1 綠色建筑持續(xù)調(diào)適方法研究

建筑調(diào)適起源于歐美發(fā)達(dá)國家[4]。LEED標(biāo)準(zhǔn)體系將調(diào)適作為評價其綠色建筑等級的關(guān)鍵評分項(xiàng)。建筑調(diào)適的內(nèi)涵是讓項(xiàng)目中的系統(tǒng)處于最適宜的工作狀態(tài)和為項(xiàng)目中的人員提供最舒適的使用環(huán)境。調(diào)適工作覆蓋綠色建筑全壽命周期，從設(shè)計(jì)階段到運(yùn)營階段。將綠色建筑作為滿足人們對于空間各種需求的“產(chǎn)品”來考慮，可以考慮引入質(zhì)量控制理論，針對綠色建筑在運(yùn)營階段開展持續(xù)調(diào)適，可以確保設(shè)備系統(tǒng)在使用過程中能夠達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的性能目標(biāo)[5]。

PDCA是一項(xiàng)循環(huán)管理的質(zhì)量保障體系，將質(zhì)量管理分為4個階段(見圖2)，即Plan(計(jì)劃)、Do(執(zhí)行)、Check(檢查)和Action(處理)。該理念與建筑調(diào)適不謀而合，建筑運(yùn)營并非一成不變或一次解決長久安逸的，需要在不同時期不同階段不斷地開展建筑調(diào)適，才能讓建筑持續(xù)綠色、健康運(yùn)行。

圖2 PDCA循環(huán)示意圖

基于PDCA循環(huán)理論，從計(jì)劃—執(zhí)行—檢查—處理的閉環(huán)循環(huán)管理角度出發(fā)，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)，筆者將其演變?yōu)榫G色建筑運(yùn)營階段循環(huán)調(diào)適工作的4個閉環(huán)循環(huán)管理環(huán)節(jié)，分別是：調(diào)適準(zhǔn)備—建立調(diào)適基線—實(shí)施調(diào)適—重復(fù)驗(yàn)證，見圖3。

圖3 基于PDCA循環(huán)理論的綠色建筑持續(xù)調(diào)適方法

1.1 調(diào)適前準(zhǔn)備工作

調(diào)適前準(zhǔn)備工作是制定調(diào)適目標(biāo)的重要工作基礎(chǔ)。通過收集綠色建筑設(shè)計(jì)、施工過程等基礎(chǔ)資料，對項(xiàng)目運(yùn)行概況(設(shè)備運(yùn)行情況、各類資源消耗情況)、用戶滿意度等有一個大致的了解。調(diào)適前準(zhǔn)備主要包含以下2項(xiàng)工作內(nèi)容。

1) 調(diào)研用戶需求。了解用戶訴求是開展調(diào)適工作的首要任務(wù)。訴求分為2個方面：一是主觀需要，使用者對冬夏季室內(nèi)溫濕度、空氣品質(zhì)等的需要；二是客觀需要，使用者對項(xiàng)目使用能耗、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)、設(shè)備能效方面存在需要。用戶訴求調(diào)研的方法一般采用問卷調(diào)查、與業(yè)主訪談、現(xiàn)場檢測等形式。

2) 數(shù)據(jù)在線監(jiān)測。建筑調(diào)適的依據(jù)在于數(shù)據(jù)。為了核實(shí)項(xiàng)目提出訴求的主客觀程度，找出項(xiàng)目運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，掌握項(xiàng)目不同季節(jié)運(yùn)行基線和調(diào)適后的效果驗(yàn)證，項(xiàng)目必須對各系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況和各房間環(huán)境品質(zhì)情況進(jìn)行監(jiān)測。

除此之外，正式調(diào)適前還需甲方單位與原實(shí)施廠家、設(shè)備廠家、維保廠家、樓控廠家等協(xié)調(diào)確認(rèn)設(shè)備的升級和修護(hù)情況，共同保障調(diào)適方案的落地推進(jìn)。

1.2 建立調(diào)適基線

在執(zhí)行調(diào)適方案前，對項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測，掌握項(xiàng)目當(dāng)下運(yùn)營狀態(tài)和調(diào)適基線，為之后的效果驗(yàn)證提供依據(jù)。調(diào)適基線包含室內(nèi)環(huán)境基線、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)基線、運(yùn)行能耗基線3種。其中，室內(nèi)環(huán)境基線會依據(jù)氣候特點(diǎn)再進(jìn)一步細(xì)化：以寒冷地區(qū)制冷季為例，會按照夏季氣候特點(diǎn)，分別確立高溫高濕和高溫低濕氣候下的調(diào)適基線。

1.3 正式實(shí)施調(diào)適

1) 故障診斷：針對現(xiàn)有監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合大量圖紙復(fù)核、現(xiàn)場踏勘調(diào)研、設(shè)備運(yùn)行情況檢測工作與在線監(jiān)測管理平臺的數(shù)據(jù)分析工作。通過設(shè)備運(yùn)行情況，復(fù)核檢測與在線監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，找出用能系統(tǒng)運(yùn)行問題作為實(shí)施調(diào)適的工作重點(diǎn)。

2) 優(yōu)化提升：針對故障診斷結(jié)果給出方案完善、運(yùn)行提升意見；若涉及大規(guī)模改造部分，應(yīng)給出成本概算。依據(jù)用戶訴求和現(xiàn)場問題制定建筑調(diào)適方案并予以實(shí)施。

1.4 重復(fù)驗(yàn)證

1) 功能性能驗(yàn)證：調(diào)適后1年作為監(jiān)測時間點(diǎn)，確認(rèn)調(diào)適后建筑運(yùn)行情況及室內(nèi)環(huán)境滿意度是否達(dá)到目標(biāo)。

2) 持續(xù)跟進(jìn)：指導(dǎo)物業(yè)單位持續(xù)更新調(diào)適記錄、控制系統(tǒng)記錄，編制運(yùn)行維護(hù)手冊，定期對物業(yè)單位開展培訓(xùn)。

本文選取G項(xiàng)目，對綠色建筑持續(xù)調(diào)適方法加以應(yīng)用。G項(xiàng)目為獲得綠色建筑三星級的政府辦公項(xiàng)目，位于天津生態(tài)城內(nèi)，建筑面積3 500 m2，2013年投入運(yùn)行，至今已運(yùn)行7 a時間。通過對具體案例開展分析，以印證上述方法的可行性。項(xiàng)目已獲得我國綠色建筑設(shè)計(jì)三星級設(shè)計(jì)標(biāo)識，設(shè)計(jì)達(dá)到美國LEED白金獎、新加坡GREENMARK白金獎的要求。設(shè)計(jì)中優(yōu)先采用被動技術(shù)，獲得良好自然通風(fēng)、自然采光，降低建筑負(fù)荷；采用變風(fēng)量方式調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度、獨(dú)立末端調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的主動技術(shù)，提高系統(tǒng)能效，降低建筑能源需求；采用地源熱泵系統(tǒng)作為冷熱源，降低系統(tǒng)能耗；利用太陽能光伏系統(tǒng)發(fā)電作為補(bǔ)充，抵消建筑能源消耗。綜合上述先進(jìn)技術(shù)，最終使得項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)零能耗。然而，通過實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)目建筑實(shí)際能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其零能耗的設(shè)計(jì)期望值，節(jié)能潛力巨大；同時，通過現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分房間有用戶反映存在不舒適問題。

2 調(diào)適準(zhǔn)備

2.1 用戶訴求調(diào)研

依據(jù)GB/T 50378—2019《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》[6]中對人員滿意度要求，制定滿意度調(diào)研問卷，發(fā)放問卷68份，回收問卷65份，超過調(diào)研樣本數(shù)量的80%。通過用戶滿意度調(diào)研發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)環(huán)境的訴求集中在室內(nèi)溫度和濕度兩方面。溫度方面，大廳出風(fēng)口處過冷，吹風(fēng)感造成不適，部分辦公室夜間過冷；濕度方面，建筑內(nèi)整體過濕，部分辦公室濕度過大導(dǎo)致檔案資料受潮，檔案室內(nèi)放置除濕機(jī)除濕。

該項(xiàng)目訴求特點(diǎn)是：1) 室內(nèi)環(huán)境略有不足，但用戶滿意度較高，并無強(qiáng)烈的整改需要，僅在辦公大廳由于改造和使用用途的改變，導(dǎo)致該區(qū)域冷熱供應(yīng)不足，出現(xiàn)夏季過熱、冬季過冷的情況。2) 節(jié)能需求強(qiáng)烈，項(xiàng)目現(xiàn)場樓宇自控系統(tǒng)失效，機(jī)組故障頻發(fā)，現(xiàn)場空調(diào)系統(tǒng)的使用方式已由各系統(tǒng)聯(lián)動運(yùn)行變成了單一模式運(yùn)行，設(shè)計(jì)預(yù)期效果沒有在項(xiàng)目中得到良好的體現(xiàn)。因此，在開展G項(xiàng)目調(diào)適工作時，將任務(wù)的重心放在建筑節(jié)能，其次才是室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)。

2.2 數(shù)據(jù)監(jiān)測

在G項(xiàng)目調(diào)適時，查看了項(xiàng)目能源管理平臺，由于無人維護(hù)，系統(tǒng)很多數(shù)據(jù)都沒有上傳，環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)均異常。只能通過重新安裝監(jiān)測點(diǎn)位獲取項(xiàng)目運(yùn)行數(shù)據(jù)。在現(xiàn)場內(nèi)共加設(shè)數(shù)據(jù)監(jiān)測點(diǎn)位共55個，包括19個室內(nèi)環(huán)境點(diǎn)位、1個室外環(huán)境點(diǎn)位、7個三相電能表計(jì)、7個水系統(tǒng)流量計(jì)、14個水系統(tǒng)溫度計(jì)、4個風(fēng)系統(tǒng)溫濕度傳感器、2個管道壓力傳感器、1個機(jī)組智能接口。其中三相電能表實(shí)時監(jiān)測熱泵主機(jī)、4臺水泵、空氣處理機(jī)組AHU-1風(fēng)機(jī)與PAU(溶液除濕機(jī)組)風(fēng)機(jī)的電能及功率；水系統(tǒng)流量計(jì)與溫度計(jì)監(jiān)測水循環(huán)管道中用戶側(cè)總管、地埋側(cè)總管、PAU支路、AHU支路、FCU(風(fēng)機(jī)盤管)支路、FPU(地板供暖)支路與RADW(輻射毛細(xì)管)支路的流量與溫度，并計(jì)算得出各支路的冷熱量；風(fēng)系統(tǒng)溫濕度傳感器監(jiān)測PAU取風(fēng)及空氣處理機(jī)組AHU-1新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)的溫濕度狀態(tài)；管道壓力傳感器監(jiān)測分集水器總管的壓力。

通過對能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出，整樓的運(yùn)行能耗強(qiáng)度為82.3 kW·h/(m2·a)。圖4顯示了一個自然年項(xiàng)目的用能情況，其中暖通空調(diào)能耗占總能耗的49%。建筑調(diào)適包含從圍護(hù)結(jié)構(gòu)到機(jī)組設(shè)備再到人的行為引導(dǎo)等，范圍覆蓋建筑的方方面面，依據(jù)監(jiān)測結(jié)果，考慮項(xiàng)目投入，本次將調(diào)適重點(diǎn)優(yōu)先放在暖通空調(diào)系統(tǒng)。

圖4 全年能耗及各分項(xiàng)占比

采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)將指導(dǎo)對目前環(huán)境及能耗基線的確認(rèn)，支撐系統(tǒng)運(yùn)行過程中的故障診斷與現(xiàn)場調(diào)適，實(shí)時監(jiān)測室內(nèi)環(huán)境變化與能耗情況，為調(diào)適工作的開展打好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。項(xiàng)目調(diào)適中的運(yùn)行分析和調(diào)適策略的制定將依托于此套數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)開展對應(yīng)工作。

3 基線設(shè)置

調(diào)適團(tuán)隊(duì)監(jiān)測了自2019年8月6日以來天津中新生態(tài)城氣候變化，捕獲了G項(xiàng)目室外氣候特征，將室外溫濕度情況繪制成散點(diǎn)圖，如圖5所示。其中橙色部分與藍(lán)色部分分別代表高溫高濕和高溫低濕2種典型氣候。高溫高濕氣候下的運(yùn)行重點(diǎn)在于保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性；高溫低濕氣候下的運(yùn)行重點(diǎn)在于最大程度挖掘節(jié)能潛力，提高節(jié)能量。供冷季工況的運(yùn)行測試也將以這2種典型氣候?qū)?yīng)的運(yùn)行情況與能耗情況作為基線，開展后續(xù)調(diào)適工作。

圖5 室外溫濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)

3.1 室內(nèi)環(huán)境基線

圖5中高溫高濕氣候?qū)?yīng)的時間段為8月6—14日。將此時段室內(nèi)19個監(jiān)測點(diǎn)位工作時間(08:00—18:00)內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)繪制成溫濕度散點(diǎn)圖，同時參考對比ASHRAE 55-2013標(biāo)準(zhǔn)中定義的舒適區(qū)，發(fā)現(xiàn)基線運(yùn)行下被監(jiān)測環(huán)境點(diǎn)位中僅有不到5%的點(diǎn)位滿足舒適區(qū)要求，其他環(huán)境點(diǎn)位反映出相對濕度過大或室內(nèi)溫度過低或兩者兼具的問題，見圖6。

圖6 高溫高濕氣候下的室內(nèi)環(huán)境溫濕度散點(diǎn)圖

3.2 運(yùn)行狀態(tài)基線

系統(tǒng)主要機(jī)組(包括熱泵機(jī)組、水泵、AHU風(fēng)機(jī))24 h全天候運(yùn)行，其中熱泵機(jī)組根據(jù)負(fù)荷情況間歇運(yùn)行，其實(shí)際蒸發(fā)器出水溫度為12～14 ℃；水泵與AHU風(fēng)機(jī)由于無法變頻，保持全天工頻運(yùn)行；AHU新風(fēng)閥與回風(fēng)閥無法調(diào)節(jié)開度，保持100%開度狀態(tài)；PAU機(jī)組關(guān)閉；FCU根據(jù)末端需求開啟，開啟后處于自動模式，夜間仍有部分FCU開啟，少數(shù)設(shè)定溫度低至19 ℃。表1顯示了高溫高濕氣候下暖通系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

表1 高溫高濕氣候下暖通系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)

3.3 運(yùn)行能耗基線

圖7顯示了G項(xiàng)目暖通系統(tǒng)主要機(jī)組的運(yùn)行功率。其中熱泵機(jī)組由于間歇運(yùn)行，功率在0～24 kW之間頻繁振蕩，平均功率為15 kW；用戶側(cè)、地埋管側(cè)水泵全天候定頻運(yùn)行，功率分別保持在最大值3.5 kW與4.2 kW；PAU風(fēng)機(jī)關(guān)閉，功率接近0 kW；AHU風(fēng)機(jī)定頻運(yùn)行，全天保持在最大功率6.4 kW左右。

圖7 高溫高濕氣候下機(jī)組運(yùn)行功率

同理，建立高溫低濕氣候下的基線，發(fā)現(xiàn)高溫低濕氣候下的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與高溫高濕氣候下一致；機(jī)組運(yùn)行功率與高溫高濕氣候下運(yùn)行功率水平一致，熱泵機(jī)組間歇運(yùn)行，其他主要機(jī)組功率水平全天基本不變。

4 實(shí)施調(diào)適

4.1 故障診斷

針對現(xiàn)有監(jiān)測數(shù)據(jù)，調(diào)適團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大量圖紙復(fù)核、現(xiàn)場踏勘調(diào)研、設(shè)備運(yùn)行情況檢測工作與在線監(jiān)測管理平臺的數(shù)據(jù)分析工作。通過設(shè)備運(yùn)行情況復(fù)核檢測與在線監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，G項(xiàng)目暖通系統(tǒng)運(yùn)行問題整理如下。

4.1.1熱泵機(jī)組運(yùn)行問題

1) 機(jī)組全天候間歇運(yùn)行。

熱泵機(jī)組全天候不停機(jī)，間歇運(yùn)行。通過現(xiàn)場踏勘調(diào)研得知，運(yùn)維人員(保安)在非工作時段通過手動關(guān)閉末端設(shè)備降低負(fù)荷，使熱泵機(jī)組降速至待機(jī)狀態(tài)；如圖8所示，熱泵機(jī)組在間歇時段功率為0 kW，運(yùn)行期間峰值功率為23 kW左右，機(jī)組在夜間和周末等非工作時段的運(yùn)行強(qiáng)度與工作時段無異，能耗水平與工作時段相當(dāng)。夜間仍保持常規(guī)開啟的運(yùn)行方式造成不必要的能耗浪費(fèi)。由于夜間溫度較低、負(fù)荷更小，這部分冷量造成室內(nèi)環(huán)境過冷，部分房間夜間溫度低至20 ℃，直到次日工作時間08：00才開始慢慢攀升。同時，間歇運(yùn)行方式的能效極低，機(jī)組頻繁啟停對熱泵機(jī)組本身會造成一定的損耗，功率大幅波動也反映出機(jī)組在低負(fù)荷情況下難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的問題。

圖8 熱泵機(jī)組運(yùn)行功率

2) 蒸發(fā)器供回水溫度失調(diào)。

地源熱泵機(jī)組制冷額定的供/回水溫度為16 ℃/21 ℃，與PAU和AHU的設(shè)計(jì)額定工況一致。但監(jiān)測數(shù)據(jù)表明實(shí)際蒸發(fā)器出水溫度為12～14 ℃，嚴(yán)重偏離設(shè)定值；同時，如圖9所示，熱泵機(jī)組蒸發(fā)器回水溫度為13～15 ℃，與供水溫度的溫差極小，多在1 ℃左右。

圖9 G項(xiàng)目泵房運(yùn)行記錄

現(xiàn)有的供水溫度設(shè)定策略為物業(yè)運(yùn)維人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，存在較大的優(yōu)化空間。供水溫度低會增加冷水機(jī)組功耗，供水溫度高又難以滿足負(fù)荷需求。在實(shí)際運(yùn)行中，供水溫度的設(shè)定需同時平衡系統(tǒng)能效與負(fù)荷需求，結(jié)合對能耗及室內(nèi)環(huán)境影響的定量分析，在不同工況下設(shè)定適宜的供水溫度。

3) 變頻水泵定頻運(yùn)行。

該項(xiàng)目機(jī)組配置的水泵為變頻水泵，但其能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示工作水泵基本定頻運(yùn)行(見圖10)，工況單一，無法響應(yīng)實(shí)際負(fù)荷變化，不具備調(diào)節(jié)能力。當(dāng)末端負(fù)荷較小時，水泵無法根據(jù)實(shí)際冷量需求匹配流量；同時全天候定頻運(yùn)行導(dǎo)致水泵能耗較大。經(jīng)排查，按照現(xiàn)有配電箱接線方式，無法實(shí)現(xiàn)水泵的變頻運(yùn)行，需要進(jìn)行配電箱內(nèi)線路調(diào)整改造。

圖10 水泵運(yùn)行功率

4.1.2組合空調(diào)機(jī)組運(yùn)行問題

1) 基線運(yùn)行不具備除濕能力。

通過對室內(nèi)外溫濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)的對比(見圖11)分析發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)外空氣含濕量接近，基線運(yùn)行中除濕環(huán)節(jié)缺失。

圖11 同一時刻室內(nèi)外環(huán)境溫濕度對比示例

由于PAU關(guān)閉，其除濕功能未啟用。同時，比較通過AHU表冷器前后的回風(fēng)、送風(fēng)狀態(tài)，其含濕量亦無明顯變化，AHU未提供除濕能力。對于采用干式風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的外區(qū)辦公室等區(qū)域，同樣存在新風(fēng)未經(jīng)有效除濕、干式風(fēng)機(jī)盤管的供水溫度也無法滿足除濕效果的問題。原有基線運(yùn)行不具備除濕能力，導(dǎo)致室內(nèi)空氣濕度受室外空氣濕度影響大；室外處于高濕天氣時，室內(nèi)環(huán)境整體濕度過大。

2) PAU與AHU運(yùn)行策略不當(dāng)。

基線運(yùn)行中，PAU風(fēng)機(jī)關(guān)閉，AHU風(fēng)機(jī)以100%轉(zhuǎn)速全天候運(yùn)行。取風(fēng)由AHU抽入風(fēng)道，AHU前端壓力異常。新風(fēng)系統(tǒng)機(jī)房內(nèi)主要風(fēng)管風(fēng)量測量數(shù)據(jù)如表2所示，其中風(fēng)機(jī)盤管區(qū)域新風(fēng)管道風(fēng)量為6 895 m3/h，但送風(fēng)方向與設(shè)計(jì)相反，這部分風(fēng)量倒灌至AHU機(jī)組，新風(fēng)管變回風(fēng)管。

表2 新風(fēng)系統(tǒng)管道風(fēng)量測量值

3) AHU新風(fēng)閥位無法調(diào)節(jié)。

G項(xiàng)目AHU的新風(fēng)、回風(fēng)閥都采用電動閥控制，在設(shè)計(jì)中電動閥可根據(jù)需求調(diào)整閥開度，滿足不同區(qū)域的負(fù)荷需求。但在當(dāng)前運(yùn)行中，AHU新風(fēng)閥和回風(fēng)閥的開度長期保持在100%，自控系統(tǒng)已經(jīng)廢棄，未進(jìn)行過新回風(fēng)調(diào)控。進(jìn)一步排查發(fā)現(xiàn)，由于執(zhí)行器內(nèi)部接線錯誤，電動閥的控制已失效。新風(fēng)風(fēng)量無法通過機(jī)組調(diào)節(jié)，風(fēng)機(jī)盤管區(qū)域和AHU區(qū)域的新風(fēng)量分配也不能獨(dú)立調(diào)節(jié)。

4) 風(fēng)機(jī)變頻功能被廢棄。

機(jī)組始終處于單一工況運(yùn)行，風(fēng)機(jī)變頻功能基本未啟用，頻率不可調(diào)，導(dǎo)致AHU風(fēng)機(jī)在不同工況下僅能以100%轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，無法根據(jù)不同的負(fù)荷情況調(diào)整轉(zhuǎn)速及設(shè)備功耗。

4.1.3末端控制問題

1) 部分溫控器設(shè)定不當(dāng)。

當(dāng)前運(yùn)行中，由于部分溫控器設(shè)定溫度過低，結(jié)合機(jī)組夜間不停機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)狀，對應(yīng)辦公室區(qū)域(如圖12中的房間101、102)室內(nèi)夜間溫度低至20.5 ℃，且室溫在此時段無回升趨勢，仍遠(yuǎn)低于室外空氣溫度。這些房間的室溫從次日08:00左右開始升高，至下午穩(wěn)定在較適宜的溫度區(qū)間內(nèi)。人員調(diào)研反饋與室內(nèi)溫度變化吻合，由于夜間室內(nèi)溫度過低，早上需要通過開窗或關(guān)閉風(fēng)機(jī)盤管改善室內(nèi)低溫狀況。對于房間設(shè)定溫度過低的房間，風(fēng)機(jī)盤管全開也無法達(dá)到設(shè)定低溫，即使在夜間負(fù)荷更小的時段，機(jī)組與末端風(fēng)機(jī)盤管仍然持續(xù)為建筑供冷，造成室內(nèi)低溫問題。而設(shè)定溫度過低導(dǎo)致的供冷量超過實(shí)際負(fù)荷需求的現(xiàn)狀也造成整個系統(tǒng)的能源浪費(fèi)。

圖12 房間101、102室內(nèi)溫度變化情況

2) 溫控器反饋溫度偏離。

通過對風(fēng)機(jī)盤管與溫控器的排查與對室內(nèi)環(huán)境溫度的檢測，發(fā)現(xiàn)溫控器面板上的反饋溫度與室內(nèi)實(shí)際溫度不符；同一房間內(nèi)不同溫控器的反饋溫度存在0.5～2.0 ℃的差別。溫控器反饋溫度與實(shí)際環(huán)境溫度的偏差使得風(fēng)機(jī)盤管的響應(yīng)偏離實(shí)際需求。

3) 部分風(fēng)機(jī)盤管控制面板損壞。

建筑內(nèi)現(xiàn)有風(fēng)機(jī)盤管共56個，其中監(jiān)測區(qū)域風(fēng)機(jī)盤管控制器共35個，已損壞14個，無法正常工作。風(fēng)機(jī)盤管數(shù)量的減少使得房間風(fēng)量低于設(shè)計(jì)值，供冷能力相應(yīng)減弱。如果風(fēng)機(jī)盤管損壞數(shù)量繼續(xù)增加，將嚴(yán)重影響室內(nèi)環(huán)境舒適度。

4.2 優(yōu)化提升

持續(xù)調(diào)適是項(xiàng)目定期的自我診斷優(yōu)化過程，其并非單一通過將故障設(shè)備修復(fù)而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目運(yùn)行性能提升，而是通過診斷發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目存在問題，依據(jù)問題嚴(yán)重程度和用戶實(shí)際需要制定不同運(yùn)行方案進(jìn)行對比測試，衡量設(shè)備的投入與產(chǎn)出，進(jìn)行必要的設(shè)備維修更換，在最經(jīng)濟(jì)條件下實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目節(jié)能和為使用者提供更加舒適的環(huán)境。G項(xiàng)目在完成前期調(diào)適準(zhǔn)備工作后，依據(jù)用戶訴求和現(xiàn)場問題制定建筑調(diào)適方案。通過針對監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)的問題，優(yōu)先對項(xiàng)目失效的風(fēng)閥執(zhí)行器和風(fēng)機(jī)變頻器進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)如下：

1) 恢復(fù)新風(fēng)、回風(fēng)閥執(zhí)行器功能。

通過現(xiàn)場測試，溶液除濕機(jī)組的新風(fēng)閥和回風(fēng)閥長期處于100%開啟狀態(tài)，電動閥無法對其進(jìn)行調(diào)控，無法分配建筑內(nèi)各區(qū)域新風(fēng)量，因此通過將電動閥線路梳理重接，恢復(fù)其執(zhí)行功能，讓新風(fēng)閥和回風(fēng)閥重新具備開度調(diào)控功能。

2) 恢復(fù)AHU風(fēng)機(jī)變頻器功能。

G項(xiàng)目的暖通空調(diào)系統(tǒng)普遍存在變頻器失效的問題，設(shè)備均處于定頻狀態(tài)下運(yùn)行。經(jīng)監(jiān)測，空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)的頻率始終保持在工頻50 Hz，無法進(jìn)行調(diào)控，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)是由于物業(yè)管理人員擔(dān)心變頻器燒壞而主動將線路斷開。經(jīng)重新接線，使AHU風(fēng)機(jī)可根據(jù)負(fù)荷需求調(diào)整頻率，從而降低能耗。

在各類設(shè)置恢復(fù)基本功能后，通過前期對設(shè)計(jì)理念的理解和現(xiàn)場實(shí)際情況的調(diào)研，設(shè)定了4種運(yùn)行測試工況，以期從中找到系統(tǒng)的最佳運(yùn)行方式。4種工況分別為：變溫運(yùn)行+額定風(fēng)量運(yùn)行、變溫運(yùn)行+變風(fēng)量運(yùn)行、變溫運(yùn)行+風(fēng)機(jī)盤管運(yùn)行、原始運(yùn)行+變風(fēng)量運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果如圖13～16所示。通過4種工況的節(jié)能量對比，發(fā)現(xiàn)變溫運(yùn)行+變風(fēng)量運(yùn)行的策略取得的效果最佳，節(jié)能量為20.7%。

5 重復(fù)驗(yàn)證

G項(xiàng)目按照第4種方式運(yùn)行。通過對項(xiàng)目進(jìn)行為期1年的在線監(jiān)測，項(xiàng)目能耗和機(jī)組能效得到了很大的改善，滿足綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)中對于項(xiàng)目能耗和機(jī)組能效的相關(guān)要求(見圖17、18及表3)。

表3 項(xiàng)目優(yōu)化前后暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗對比

圖17 調(diào)適前后運(yùn)行能耗對比

圖18 調(diào)適后室內(nèi)環(huán)境舒適性

6 結(jié)語

基于PDCA理論，由調(diào)適準(zhǔn)備—建立基線—實(shí)施調(diào)適—重復(fù)驗(yàn)證4個步驟循環(huán)構(gòu)成了綠色建筑單次調(diào)適方法，而每經(jīng)歷一次調(diào)適循環(huán)就能夠在一定時期內(nèi)保障和提升綠色建筑的運(yùn)營效果。同時提出持續(xù)調(diào)適方法不再只關(guān)注具體技術(shù)的運(yùn)營狀況，而是更關(guān)注建筑的整體運(yùn)行效果。例如，建立調(diào)適能耗基準(zhǔn)線，根據(jù)主要能耗指標(biāo)判斷建筑的節(jié)能潛力，并提出建筑的主要運(yùn)營問題；在實(shí)施調(diào)適過程中，根據(jù)詳細(xì)能耗指標(biāo)判斷建筑提高能效的具體措施；持續(xù)調(diào)適有助于確保建筑的所有分系統(tǒng)、設(shè)施設(shè)備正常運(yùn)行，故障率遠(yuǎn)低于常規(guī)物業(yè)管理水平；當(dāng)設(shè)施設(shè)備出現(xiàn)故障等問題時，解決問題的時間大幅度縮短；合理延長建筑和系統(tǒng)設(shè)備的壽命；使項(xiàng)目達(dá)到設(shè)定的節(jié)能減排目標(biāo)；提升建筑室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、空氣品質(zhì)，提高建筑使用者滿意度并達(dá)到設(shè)定目標(biāo)等。