文|大連軟件園騰飛發展有限公司 李 霄
皇家空調設備工程(廣東)有限公司 陳欣堯
變風量系統(Variable Air Volume System,以下簡稱VAV系統)的基本原理,就是通過改變送風量來滿足室內變化的負荷需求。VAV系統追求以較少的能耗來滿足室內空氣環境的要求,同時結合控制系統實現智能化控制。VAV系統并不是一種新的特殊模式,而只是在裝置上最大程度地考慮了運行的經濟性。
業主確定了大樓的品質定位后,可針對各種空調系統在舒適性、節能性以及整個工程生命期等方面的表現進行比較,分析各種系統的投資,來決定是否采用VAV空調系統;在確定方案后交由設計院進行方案設計。VAV系統雖然在國內已經有較長時間的應用,但由于發展受到傳統系統思維的影響以及投資資金的限制,還未能大范圍普及;因此在投資、設計、施工及物業管理等方面都存在缺乏實際應用經驗的問題。因自身技術特點決定,VAV系統與傳統的定風量空調系統相比要求更嚴格,也更易出現問題。因此,在VAV系統的實施階段,必須注意技術分析、嚴格控制施工質量,確保系統能達到設計要求,能夠得到合理使用。
與傳統的定風量系統不同,VAV系統在深化設計中需要核算的是AHU(Air Handling Unit)空調機負荷的峰值,而不是末端負荷的總和;其目的在于平衡風量、實現能量的轉移、減少綜合能耗。因此,設計計算與布局十分重要。由于VAV系統未能大范圍應用,很多實施VAV系統項目的管理人員缺少相關的實際應用的經驗。因此,需要聘請經驗豐富的承包商或技術顧問公司對設計方案進行深化分析設計。
負荷計算需要選用較多的參數,如方向、外幕墻導熱系數、室內設備人員配置等。不同的設計師在某些參數取值上的不同選擇,會直接影響設計結果。計算值偏小,會不利于獲得良好的空調效果;計算值過大,不利于實現設備投資和設備能效的優化。為確保項目效果,在項目深化設計階段,承包商、技術顧問和設計師須多次溝通、反復驗算,以得出合理的計算結果。
在全空氣系統中,通風管道起到合理輸送氣流的關鍵作用。合理的設計是減少管道占用空間、降低設備能耗、減少局部噪音等的保證。因此對于管道的走向,三通、彎頭、變徑等部件的設置,沿程阻力的計算都需要詳細分析,以確保整個風系統的合理運行。深化設計中,為使系統的調試運行獲得良好的效果,可對風管的一些局部進行合理的調整。
VAV系統有多種控制方法,如定靜壓控制法、變靜壓控制法、總風量控制法等。各種控制方法都有其各自的特點,在具體工程運用中,不論是從節能的角度,還是系統穩定性的角度,都要加以仔細考慮,以找到一種適合項目的控制方法。
VAV系統有別于傳統的定風量系統,末端設備是根據區域的負荷自動調節的,因此要求有很合理的管道設計和末端配置。很多項目往往由于二次裝修大量變動,造成原有系統無法合理使用。因此,在設計深化階段,可以規劃裝修的變動,預先考慮設備數量,預留分支管道等,以便后期靈活應用。
VAV系統較容易產生噪聲問題,因此在深化設計階段要進行聲學設計,并分析現有技術及設備的可靠性。在阻斷噪音的傳播方面,合理配置管道消聲器、增加機房隔音墻、采用消聲軟管等措施都能起到明顯的效果。
在目前的建筑施工行業中,由于設計、施工、調試、使用管理都有明顯的分工,各個環節之間缺乏實質的技術溝通與經驗交流,使得一些技術上的潛在問題不能及時得到反映,往往到最后的使用階段才被暴露出來,難以補救。施工階段既是實現設計理念的階段,同時也是保證后期調試運行成功的關鍵環節,因此這一階段的技術質量控制至關重要。
大部分的機電安裝公司對施工規范都十分熟悉,質量控制也比較到位;但仍須對VAV項目的施工中,一些關鍵部位的施工的特殊要求提起注意,因為即使是細微的疏忽都可能對日后的運行造成不良影響,甚至影響空調效果。為此,組織設計單位、施工單位、調試單位、物業管理單位進行技術討論,請經驗豐富的系統集成商進行技術交底,對施工的順利開展十分有利。通過技術指導交底,可以大量減少施工過程中的返工,而且可以保證系統調試的順利進行。
施工是一個動態的過程,而且施工工人的技術水平參差不齊;因此在每個階段都會出現不同的施工質量問題,甚至于重復出現同樣的技術問題。為加強質量控制,除監理單位嚴格監督按規范施工以外,定期的質量巡檢、質量問題通報等方法都能有效控制施工質量。在施工管理中,使用現場質量問題的照片對施工班組進行講解,能起到有效的作用。
VAV系統由于其自身的技術特點要求,在一些關鍵部位(主要是風管的三通、彎頭、支管等位置)很容易出現通病。VAV系統的制作要求十分嚴格,須保證系統滿足風量變化時的不同工況的要求。為實現VAV系統,在系統施工的整個過程中,由具有成功實施VAV系統經驗的技術顧問進行技術交底和質量檢查,可使得施工關鍵部位的隱患得以消除。
在常規定風量系統的施工中,很多現場施工方案的調整是由施工單位把握設計原則進行處理的,有些甚至不報送設計復核。但在VAV系統的施工中,局部施工的調整則需要十分謹慎。這是因為這些調整可能會影響局部空調效果,引發噪音,嚴重時甚至會影響系統平衡。因此當現場施工需要調整時,必須報送設計和技術顧問審核,以確保變更合理。
VAV系統不只是單一的空調系統,它不但需要有完整的控制系統,同時還涉及到設備動力電氣系統。還有的VAV系統被并入大樓BAS(Building Automation System)樓宇自動化系統。因此整個系統的實現需要各個專業之間的緊密配合。在施工開始階段,業主和監理的專業工程師就應該組織各個專業分包理清相互之間的結合點的技術要求。在施工過程中,各專業須加強溝通,相互檢查,以免產生因專業分工方面問題造成的漏洞,在調試階段才發現缺少控制點、通信協議不同等問題。
VAV系統的調試需要分步進行,每個步驟均有相應的技術要求,且同時涉及多個專業,需要各個專業共同配合。為提高調試效率,需要有效地組織系統調試。
VAV末端設備單機調試比常規風機盤管的調試有著更嚴格的要求,調試的內容包括最大、最小風量的調整,以及風口出風量的平衡。很多系統由于沒有進行到位的調試,在實際使用時出現了室內冷熱不均、噪音過大等問題。
在調整風系統時,要進行自控系統通信狀況檢查,溫控器偏差校驗等工作。如果出現問題,安裝人員、調試人員須互相配合,及時查明原因并予以解決。
對于AHU、水泵、冷卻塔、冷水機組等設備,在進行自動控制試驗前必須先進行單機手動試驗,以免在與自控結合中出現故障時難以判斷故障原因。在進行設備單機試驗時,需要請生產廠家的技術人員參與,以便在出現故障時及時找到原因、采取相應的措施。
在完成單機調試后,按照系統運行的步驟開始系統調試。這個階段的工作十分需要各個專業密切配合,各自檢查關鍵的設備和系統,如監視運行狀態、壓力、噪音、電流等。如期間出現故障應及時通過對講機溝通,采取應急措施。由于空調系統涉及面廣,一旦出現質量事故影響較大,因此每個設備、子系統啟動運行時都應觀察一段時間,待其穩定后再進行下一步工作。
系統調試成功后,需要進行連續試運行,以檢查系統穩定性。這一階段仍需要施工和調試人員進行巡檢,以防設備出現故障。調試人員需要對室內的空調效果,如溫度、濕度、噪音等進行檢測。自控調試人員需要對所有設備進行監控,根據報警信息有針對性地檢查系統及設備。試運行過程是對整個系統全面檢查的過程(在很多項目中,這個階段,各個專業都在同步試運行),也是對整個項目是否達到了設計要求,能否順利通過驗收的最后檢驗。
項目通過驗收后,最關鍵的工作是對物業管理人員的技術培訓。由于目前大部分的物業管理人員都未曾接觸過VAV系統,不了解系統的特點、運行的原理、維護的要求。培訓不到位,往往會使得正常的系統無法合理運行,故障難以排除,甚至導致了很多項目將VAV系統修改為定風量系統來使用;結果既沒能實現節能的效果,也無法正常達到智能化控制和空調使用要求。
在培訓中,系統承包商應提供完整的系統圖紙和調試報告,以及完整、易懂的說明書、操作指南等資料;對每個操作步驟進行演示和詳細說明;對常見故障進行分析并傳授解決方法;提供系統及設備維護手冊。為達到更好的培訓效果,可組織物業人員參加更專業的VAV系統知識培訓。
VAV系統的施工管理過程是將整個項目規劃設計方案最終付諸實現的重要環節,也是決定整個VAV系統是否能實現節能、智能,符合使用要求的技術質量控制階段。只有注意技術分析,做好施工組織,加強質量監督,進行嚴謹調試,開展詳盡的售后培訓,才能打造出成功的VAV系統。