某圖書館機電系統檢測與鑒定評估關鍵技術應用研究

鐘 源，路建嶺，唐輝強

（廣東省建設工程質量安全檢測總站有限公司，廣東 廣州 510599）

0 引言

隨著現在建筑行業各項功能不斷發展，機電系統已經成為了建筑中重要的組成部分，如消防安保系統、給排水系統、配電照明系統、暖通空調系統等，它們相互依存配合形成一個復雜的整體［1］。

然而在建筑竣工之后，隨著時間推移，設備逐漸老化，大部分建筑并沒有配套專業技術人員對建筑機電系統進行管理，或專業人員管理不到位，存在脫節現象，使得機電系統設備未得到良好的維護，出現故障未及時發現。機電系統能源利用率低下，處于高耗能狀態，室內舒適性、安全性得不到保證［2］。

對建筑機電系統進行檢測與評估鑒定是一個很好的手段，可以對機電系統實際運行狀況、性能及存在的問題隱患進行分析，查明原因并提出節能改進措施，為業主節省能源，同時也進一步推動“十四五”時期廣州市公共機構節約能源資源和生態環境保護工作［3，4］。

1 檢測項目概況

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，其中空調面積45 886 m2，空調面積占總建筑面積 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 年已運行近 13 年，對該建筑機電系統進行現場勘察和調研，發現該建筑內暖通空調系統設備存在不同程度的腐蝕和損壞，水管保溫局部腐爛和損壞，金屬件存在銹蝕現象；同時設備性能下降明顯，運行效果較差，較難滿足夏季最熱時段的使用要求。

1.2 暖通空調系統概況

1.2.1 空調冷熱源系統

根據項目資料可知，該空調冷熱源系統總共設計了 3 臺水冷螺桿機組，總冷負荷為 5 496 kW。

冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔的容量與冷水機組容量相匹配，冷凍水供回水溫度分別為 7 ℃/12 ℃。空調水系統為一次泵變水量雙管系統，為了利于冷凍水管網的穩定運行，供回水總管間設置有壓差旁通裝置，上設電動二通閥，按比例調節運行，本工程空調水系統為異程式，各末端設備的回水管上裝動態平衡電動兩通閥或動態平衡電動比例積分調節閥。

1.2.2 空氣處理系統檢測

后勤辦公區域及圖書館的空調末端設備采用風機盤管加新風系統，新風機分層、分區設置。新風通過豎向管井自屋面引下至各層新風處理機房。排風經室內天花排氣扇排出室外。

首層及電腦信息中心區域采用全空氣變風量空調系統。設置變風量空調風柜（VAHU），空調送風通過水平風管送至辦公區域上方的各變風量末端裝置，由變風量末端裝置分配至散流器送風口，回風經與燈盤相統一的回風口進入吊頂空問，由吊頂內的回風短管連接至空調機房。

1.3 檢測內容

現抽檢部分暖通空調系統設備，對這些設備進行檢測與鑒定評估，以反映系統整體的運行狀態、老化程度，并發現系統存在的問題。

需抽檢的暖通空調設備：2 臺冷水機組、2 臺冷凍水泵（2 用 1 備）、2 臺冷卻水泵（2 用 1 備）、2 組冷卻塔、2 臺恒溫恒濕機、2 臺空氣處理機組、4 臺冷水空調風柜、10 臺風機盤管和3臺新風冷水空調器。

2 暖通空調系統檢測結果

2.1 冷水機組檢測結果

表 1 為冷水機組性能檢測結果，該檢測是在水泵變頻運行狀態下進行。表 1 中實測值為多組檢測數據的算術平均值，同下文。

表1 冷水機組性能檢測結果

2.2 水泵檢測結果

表 2、表 3 為冷凍水泵及冷卻水泵檢測結果，該檢測是在水泵工頻（50 Hz）運行狀態下進行。依據 JGJ/T 177-2009《公共建筑節能檢測標準》［5］規定，檢測工況下，水泵效率檢測值＞設計值的 80 % 判定為合格。

表2 冷凍水泵效率檢測結果

表3 冷卻水泵效率檢測結果

2.3 冷卻塔檢測結果

表 4 為冷卻塔效率檢測結果，依據 DBJ 15-65-2009《廣東省建筑節能工程施工質量驗收規范》［6］規定，冷卻塔效率檢測值≥銘牌值的 80 % 判定為合格。

表4 冷卻塔效率檢測結果

2.4 末端風柜檢測結果

表 5 為風柜性能檢測結果，本項目冷凍水供回水溫度設計值為 7 ℃/12 ℃，依據 JGJ/T 177-2009《公共建筑節能檢測標準》要求，供回水溫差檢測值不應小于設計溫差的 80 %。風柜水流量與設計流量的允許偏差應≤20 %。

表5 末端風柜性能檢測結果

2.5 末端新風機檢測結果

表 6 為末端新風機性能檢測結果，依據 GB 50189-2015《公共建筑節能設計標準》［7］要求，新風系統的單位風量耗功率應≤0.24 W/（m3/h）。

表6 新風冷水空調器性能檢測結果

2.6 末端風機盤管檢測結果

表7為末端風機盤管性能檢測結果，依據 JGJ/T 177-2009《公共建筑節能檢測標準》要求風口風量與設計風量的允許偏差應≤10 %。下述風口編號，1 號為房間遠離門側的風口，2 號為靠近門側的風口。

表7 末端風機盤管風量檢測結果

2.7 水系統總流量及供回水溫差檢測結果

表 8 為水系統總流量檢測結果，該檢測是在水泵工頻運行狀態下進行。

表8 總水流量檢測結果

表 9 為冷凍水供回水溫差檢測結果，該檢測是在水泵工頻運行狀態下進行。水泵變頻運行狀態下測試。本項目冷凍水供回水溫度設計值為 7 ℃/12 ℃，依據 JGJ/T 177-2009《公共建筑節能檢測標準》要求，供回水溫差檢測值不應＜設計溫差的 80 %。

表9 冷凍水供回水溫差檢測結果 ℃

3 暖通空調系統評估鑒定

3.1 冷水機組評估鑒定

由表 1 可知，2 臺冷水機組均未達到滿負荷運作，且冷水機組冷凍水流量偏小，未達到要求。

1）冷水機組 1 # 機組負荷率為 84 %，實測供水溫度為 7.1 ℃，符合設計供水溫度（7 ℃）；冷水機組1#的實測性能系數（COPd）為 5.3，滿足設計要求。

2）冷水機組 2 # 的機組負荷率為 90 %，實測供水溫度為 7.3 ℃，符合設計供水溫度（7 ℃）；冷水機組3#的實測性能系數（COPd）為 4.2，遠低于設計要求。

2 臺冷水機組已使用 11 年，2 # 機組依舊保持較好的性能，加強日常維護即可，而 2 # 機組，實測性能系數（COPd）遠低于設計值，運行能耗較大，運行費用較高，制冷性能明顯下降，已影響正常使用，建議對冷水機組進行更換處理，以滿足空調制冷的需求。

3.2 水泵評估鑒定

1）冷凍水泵 1 #、2 # 的實測揚程及流量均明顯＜設計值，因為末端機組并未全開，負荷低，水泵不是滿載運行的。

2）冷凍水泵 1 # 水泵效率高于設計值，符合 JGJ/T 177-2009《公共建筑節能檢測標準》要求，符合設計要求，建議加強日常維護即可。冷凍水泵 2 # 水泵效率嚴重偏低，僅有設計值得 69 % 不符合標準要求，需要更換處理。

3）冷卻水泵1#的水泵各項數值與設計值十分接近，滿足標準及設計要求，建議加強日常維護。

4）冷卻水泵 2 # 的實測流量、揚程均低于設計值，水泵效率遠低于設計值，只有設計值的 59.6 %，不符合標準及設計要求，已有明顯老化現象，建議更換處理。

3.3 冷卻塔評估鑒定

冷卻塔的效率實測值均滿足標準及設計要求，建議對冷卻塔進行維護保養處理，提高冷卻塔換熱能力，實現節能運行。

3.4 末端風柜評估鑒定

在檢測中發現，圖書館內的大部分風柜供水流量由相關工作人員按照工作經驗手動調節閥門控制，并不是由自動控制平臺控制，這是一種非常粗略簡易的控制方式，會導致大部分風柜的水流量設置不合理，無法及時按照當時的使用要求自動調節流量，末端房間供冷量嚴重不足，甚至出現不制冷現象。大多數風柜處于高耗能低效率狀態。

檢測中發現，冷凍水供水管道年久老化，且維護人員無良好地進行維護保養，各管道外保溫層均有不同程度的破損、腐蝕，保溫性能低下，導致上述風柜均供水水溫偏高，無法滿足室內供冷需求，需對整個系統供回水管保溫進行排查檢修。

3.5 末端新風機評估鑒定

檢測中發現圖書館內部所有新風冷水空調器均未開啟，圖書館內部處于無新風狀態，不符合防疫要求。為完成新風冷水空調器的檢測，要求相關工作人員開啟新風冷水空調器進行測量，開啟后檢測由上表可知，新風冷水空調器風量很低，幾乎處于送風狀態，單位風量耗功率很高。經過排查得知，是因為末端管道部分風閥未打開，由于風閥被封裝在吊頂內部且一條管道含有多個風閥，現場條件難以逐一開啟風閥進行測量，圖書館內的新風系統基本處于不可用狀態。原設計值的單位風量耗功率也不滿足 GB 50189-2015《公共建筑節能設計標準》的節能要求。建議打開所有末端管道內的風閥，重新開啟新風冷水空調器并給新風系統加裝自動控制。

3.6 末端風機盤管評估鑒定

檢測前，已將風機盤管的風量開至最大。測試中發現，風機盤管風口風量均未達到設計要求，詢問相關工作人員得知，風機盤管選型后續經過修改，并未在圖紙中或其他資料文件中進行記錄，所以風機盤管均無法滿足之前的設計要求。經現場調查得知，當前的風機盤管風量能夠滿足室內人員使用，部分室內人員提出風量過大需降低風量等意見，該項檢測需建筑使用者自身明確需求，決定風機盤管是否需要更換。

4 結語

1）本項目暖通空調系統部分冷熱源設備已出現嚴重老化問題，風柜供回水流量紊亂，換熱效率下降，冷凍水供回水管道保溫嚴重老化，室內舒適性難以保證。

2）新風系統未按照防疫要求開啟使用，室內人員安全性難以保證，存在防疫風險。

3）風機盤管進行更換后沒有相關文件記錄，相關技術人員管理并不到位，出現了部分脫節現象，許多設備問題沒有及時發現進行維修保養，圖書館內暖通空調系統長時間處于不正常運行狀態。Q