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广州某办公建筑通风与空调系统的现场节能检测案例分析

广州某办公建筑通风与空调系统的现场节能检测案例分析

(广东省建筑材料研究院 许东平 鲁秀韦)

摘要:阐述广州某办公建筑通风与空调系统的现场节能检测项目的目的及方法。

关键词:建筑节能,通风与空调,检测

1引言

位于广州市南沙区,为一栋地上12层的中高层建筑,总建筑面积为10332㎡,并设地下一层,为停车场及设备间。该建筑采用中央空调系统,主机采用三台水冷螺杆式冷水机组,冷却塔放置在天面层;首层大堂及部分大型会议室采用全空气系统,其余空间均采用风机盘管加新风系统,各层新风直接引自各层室外进气口,经新风机处理送至室内与风机盘管出风混合后送入空调房间。地下负一层无空调供冷,但设有机械通风,整栋建筑全年无采暖设计。在其通风与空调系统施工完毕后,须进行空调与通风系统节能性能检测。根据现行国家标准GB50411-2007《建筑节能工程施工质量验收规范》的要求,确认现场主要检测项目(风系统总风量与风口风量、水系统水流量、室内温湿度)。本文将结合本工程实例,分析节能检测目的重要性及对测试方法、抽样规则做比较详细陈述。

2检测目的与方法、现场抽样数量确认

2.1总风量与风口风量

GB50411-2007的要求,需要对空调系统及通风矩形风管25点布点法系统进行总风量与风口风量进行检测。检测总风量的目的在于检验现场使用的设备的性能能够达到设计换气量及空调负荷量的要求,若总风量的检测结果不能达到或接近设计要求,则说明安装施工结果将不能满足实际使用需求,而实际风量比设计值超出太大时则会造成能量浪费,因为风机消耗的电功率会随风量的加大而增加。检测风口风量的目的在于检验空调区域内气流组织。优劣性,由于气流组织的好坏,直接影响舒适性甚至安全性(尤其对于通风系统),而对于空调系统,当风管的风量达不到平衡时,长期使用下来,也会出现部分区域过冷而部分区域过热的情况,对能耗控制也是不利的。风管系统总风量与风口风量的检测方法,主要按照JGJ/T177-2009执行。本工程总风量的侧量,采用了风管风量的测量方法,用热球式风速仪按25点布点法测量风管内的平均速度v,用卷尺测量矩形风管的截面尺寸以计算截面积F,按公式L=Fv计算得到检测。具体做法为,在风管系统总干管直管段上按距上游局部阻力部件大于或等于5倍直径(或矩形风管长边尺寸)、并距下游局部阻力构件大于或等于2倍管径(或矩形风管长边尺寸)的位置确定测量截面位置,按照图1A向尺寸分布要求在矩形风管底部钻5个直径为Φ5mm的孔,将热球式风速仪的感应探头风别伸入5个孔,每个孔中伸入深度按图1H向尺寸分布要求各测5个数据,伸入深度从风速仪上的标尺确认,测量时闲置的孔使用软塞堵住以免漏气,各测点的测量读数由风速仪自动15秒加权平均所得。而风口风量的检测,由于本工程中所选系统的风口为500×500mm方形散流器及600×1200mm矩形风口(下送),所以采用风量罩直接测得。风量罩是一套操作简易的设备,测量时只需要保证罩口能够包含整个风口并与接触面密封即可,此时由风口送出的风通过风量罩引导全部流过多点动压感应装置,经设备自动运算即可显示风量值,方法简单,在这里就不再赘述。

风系统总风量与风口风量检测数量,按照风管系统数量抽查10%(不少于1个系统)确定,对所抽中的风管系统的所有分风口均须检测风口风量。本工程中,通风系统的风管系统总计14个,空调系统的风管系统总计17个,按要求,通风与空调系统各抽取两个系统,所含风口总计51个。

22水系统水流量

对于空调系统水流量的检测,也属于GB50411-2007的要求的主要检测内容,项目包括空调机组水流量以及冷冻水、冷却水总流量。空调机组水流量的检测,目的在于检测空调水管网水力平衡情况。尤其需要检测确认最末端的空调器设备(包括风机盘管)处的空调水流量,因为月远端的末端设备,意味着其沿程阻力就越大,其水流量就越难以保证,造成的结果就是在那里的空调效果有可能无法满足设计使用的要求。而末端水流量过大也是不合适的,因为水流量大则会造成空调水泵运行能耗的增加,而且水流量大时,在空调负荷一定的情况下,那么空调水温差就会变小,对于空调主机的运行效率也会有负面影响的,故而对于节能是不利的。当然,为了检验整个管网的水力平衡情况,仅仅检测某一台末端的水流量是肯定不够的,需要对该系统近端、中区、远端三个部分都进行抽查检测,这样的结果才能够一定程度上体现其真实的情况。而对冷冻水、冷却水总流量检测的目的。则是在于确认系统符合节能设计的基本条件。冷冻水、冷却水总流量太大,则水泵运行能耗高,造成浪费;冷冻水总流量太小,则会影响空调效果,冷却水总流量太小,则会影响空调效果,冷却水总流量太小时对冷源设备的运行效率也极为不利。

无论是空调机组水流量,还是冷冻水、冷却水总流量,检测方法都是一样的,唯一差异的只是测量部位。水流量检测使用的设备主要为超声波测厚仪及游标卡尺。确定检测部位后,选择管路直管段(距下游至少10d并距上游至少5d位置为宜,现场条件不允许时根据现场情况确定)确认准确检测位置。 然后,使用游标卡尺测量水管外直径, 同一位置每转动60°测一次共三组数据,其平均值为外直径检测结果;依照同样的方法,使用超声波测厚仪在同一部位测量三组壁厚数据,其平均值为壁厚检测结果。以上两个数据是使用超声波流量计准确测量水流量的重要依据,须要将该两个数据输入超声波流量计的设定菜单中,后按照V式、Z式或W式,并按超声波流量计菜单显示的距离在测量水管上安装超声波传感器,以便传感器能获得理想的信号强度,以提高测量结果的准确性。

空调机组水流量的检测数量,是按系统数量抽查10%(不少于1个系统)确定,本工程按上述办法抽取两个系统。冷冻水、冷却水总流量则全检。

2.3室内温湿度

室内温湿度的检测,其目的主要为了验证实际空调效果能够达到设计要求,另外也可以检验空调房间温控器控制性能优劣。控制灵敏的温控系统不仅能够保证空调舒适性,对于降低能耗也是有利的。室内温湿度检测是对空调系统运行效果最直接的检验。

室内温湿度检测的方法比较简单,就是将温湿度自动记录仪通过PC电脑设定好记录的起止时间及记录时间间隔,然后悬空置于选定的空调房间内,将房间空调温度设定在26℃(夏季),即可。需要注意的是,在选定检测房间时不应该是随意的。首先,所选房间应该分布在首层,中间层和顶层,除此之外,我觉得也应该考虑不同朝向以及房间处于水管网近端、中区或远端的因素,只有把这些方面都考虑起来,最后检测的结果才能够比较客观的反应整个空调系统的实际效果。

室内温湿度检测的数量,是按照空调房间数的10%来确定的,面积小于16㎡时只需要布置一个测点,面积大时需依照标准增加测点。本工程在首层、五层、六层、十一层、十二层共抽查10个房间,涵盖对朝向及所处管网段的考虑因素。

3 结论

尽管《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007)早在2007101日起便开始实施,实际上在广州地区,空调系统节能性能现场检查是在2009年开始才得到较大推广。在进场检测过程中,发现人们很关注系统是否采用高效率设备,而对于现场检查各项的意义不甚理解。因此,在我们进场检测时,现场施工人员及业主方几乎不清楚需要做些什么准备。在进场后,我们发现现场通风管系统、水管网系统甚至还没有进过任何的调试,只是确认了安装的风机,水泵等设备可以启动运行,如此而已。最直观的例子,地下停车场排风管上的双层百叶风口没有经过任何的调整,最远端的风口反而是几乎全闭的,这样的风管系统,其通风区域内部的气流组织肯定是十分不理想的,实际使用的效果也将大打折扣,而这样的情况并不仅仅在这一个工地现场发生过。

事实上,建筑中使用高效率的设备以降低能耗,这对于节能来说是至关重要的,也是毋庸置疑的,但是,节能是在保证实际使用需求的前提下而谈的,如果只是一味的追求低能耗而忽略实际使用效果,那么这样的理解是片面的。自从2005年《公共建筑节能设计标准》开始实施以来,已经造就了大批落后机电设备的淘汰,现在,中央空调主机、风柜、水泵等空调设备,效率的准入门槛越来越高,这对节能的深化是极为有利的。而对于风系统及水系统管网的水力平衡,设计院方面一直以来都是按设计手册上的经验数据进行计算,对于实际施工后的效果,在此之前却很少进行检验确认,施工单位也很少在这方面给予关注。在GB50411-2007中,没有过多提到现场检测各机电设备的实际消耗功率,而是强调了风系统总风量与风口风量、水系统水流量、室内温湿度等这些项目作为主要检测项目,我认为其目的更多是要检验确认空调系统施工后实际使用效率,而不是简单地把测量各机电设备的实际消耗电量情况便称为节能性能检测。因此,相关的施工单位应在检测单位进场检测前便应对系统的运行情况做一个比较全面的确认,以避免二次检测。