水蓄冷在南方基地二期項目中的建設(shè)實踐

李奇

摘? 要：根據(jù)南方基地二期項目在水蓄冷項目建設(shè)模式，積極探索實施策略，以實現(xiàn)項目規(guī)劃的整體目標(biāo)。通過建設(shè)實踐，本項目從專業(yè)設(shè)計模塊化施工轉(zhuǎn)變?yōu)橐惑w化施工，最終提升了蓄冷效果。

關(guān)鍵詞：水蓄冷;建設(shè)模式;實踐

中圖分類號：TU831 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）17-0068-02

Abstract： According to the construction model of the second phase of South Base in the water storage project， this research actively explored implementation strategies to achieve the overall goal of the project. Through construction practice， this project changed from professional design modular construction to integrated construction， which ultimately improved the cool storage effect.

Keywords： water storage; construction model; practice

南方基地二期項目在蓄冷技術(shù)方面積極探索，結(jié)合廣州市電價政策優(yōu)惠開展蓄冷技術(shù)[1]的應(yīng)用與實踐。為了運營更加節(jié)省，項目在蓄冷方式與策略做了深入研究，并在項目設(shè)計前實地調(diào)研了多家蓄冷項目，分析蓄冷的模式。經(jīng)過對比研究分析，南方基地二期項目在一階段采用了水蓄冷技術(shù)。

1 項目概述

南方基地二期項目一階段占地約78畝，地上可建計容建筑面積為9.19萬m2。根據(jù)項目需求，該項目規(guī)劃建設(shè)總建筑面積為14.02萬m2，辦公面積為9.19萬m2，可提供辦公人數(shù)約4千人入駐。為此，本項目水蓄冷技術(shù)應(yīng)用要求其系統(tǒng)設(shè)計需經(jīng)濟(jì)可靠、節(jié)能安全，并滿足常規(guī)狀態(tài)下主機(jī)獨立供冷、蓄冷槽蓄冷、蓄冷槽放冷、主機(jī)末端供冷同時蓄冷槽蓄冷、蓄冷槽和主機(jī)聯(lián)合供冷。

根據(jù)蓄冷工況需要，本項目的布水設(shè)計要求[2]。蓄冷槽有效蓄水體積約8000m3，最大蓄冷量為1.52萬RT。同時，在本項目的蓄冷槽布水設(shè)計采用自然分層布水技術(shù)，并根據(jù)運行策略分析及使用要求，將蓄冷終溫度為5℃，釋冷終溫度為12℃。為較好的達(dá)到蓄冷目的，項目蓄冷要求斜溫層厚度不得大于700mm，以確保項目蓄放冷效率。

2 設(shè)計方案

2.1 設(shè)計內(nèi)容

本項目水蓄冷設(shè)計包括水蓄冷系統(tǒng)的水池與保溫系統(tǒng)、自控管理系統(tǒng)設(shè)計、二次配電系統(tǒng)設(shè)計、產(chǎn)品選型、設(shè)備及管線布置、軟件編寫、系統(tǒng)調(diào)試等工作。蓄冷水池擬建設(shè)在地下負(fù)三層，建筑面積為2100平方米，蓄冷體積為8600立方米，蓄冷水池保溫防水由擠塑板（64mm）+聚氨酯（30mm）+聚脲（2mm）構(gòu)成。水蓄冷項目的自控方案采用三級自控層次，就地、手動、自動（PLC+上位機(jī)），定量表述自控系統(tǒng)的各種控制模式，控制管理軟件具有良好的擴(kuò)展與支持功能，軟件可依據(jù)實際負(fù)荷進(jìn)行運行曲線擬合與預(yù)測。

2.2 自控系統(tǒng)

本水蓄冷的自控系統(tǒng)[3]由中央控制單元、系統(tǒng)PLC控制柜、電動閥、傳感檢測器件、系統(tǒng)軟件等部分組成，建成后應(yīng)能進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測與優(yōu)化控制，確保實現(xiàn)系統(tǒng)控制模式的參數(shù)定量化，實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化運行。中央控制單元采用微機(jī)，現(xiàn)場控制機(jī)采用PLC，同時配置彩色人/機(jī)對話觸摸屏。水蓄冷裝置及冷凍水管分別配置必要的電磁流量計、溫度傳感器。放冷泵、板換冷凍循環(huán)泵配置變頻器（一對一原則）;每個蓄冷槽配置一組液位傳感器;每個蓄冷槽配置一組測溫電纜，蓄冷水池內(nèi)部垂直方向，每250mm設(shè)置一個溫度傳感器;并與自控系統(tǒng)進(jìn)行對接。項目的自控系統(tǒng)要求工況轉(zhuǎn)換、控制系統(tǒng)溫度及流量必須的電動閥、傳感器等，這將實現(xiàn)自控系統(tǒng)所有功能必須的其它控制器與控制元器件、軟件等。

控制系統(tǒng)能通過對主機(jī)、蓄冷裝置、板式換熱器、水泵、系統(tǒng)管路調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，調(diào)整蓄冷系統(tǒng)各應(yīng)用工況的運行參數(shù)，在最經(jīng)濟(jì)的情況下給空調(diào)末端提供供水溫度穩(wěn)定的冷凍水?？刂葡到y(tǒng)能根據(jù)室外溫濕度、天氣預(yù)報、天氣走勢、歷史記錄進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，自動選擇主機(jī)優(yōu)先、放冷優(yōu)先或全放冷，進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化控制。自動檢測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，保障蓄冷空調(diào)系統(tǒng)正常、安全運行。

2.3 設(shè)備選型

水蓄冷項目主要設(shè)備由蓄冷布水器、水泵、板式轉(zhuǎn)換器、冷凍泵等組成，這類設(shè)備的選型將影響整個蓄冷目標(biāo)的實現(xiàn)，也同時影響其生命周期。同時，水蓄冷布水器的選擇以斜溫層控制為主，采用專業(yè)廠家自有產(chǎn)品。水蓄冷項目的水泵、板式轉(zhuǎn)換器、冷凍泵屬于空調(diào)暖通的通用類設(shè)備，市場已有成熟優(yōu)良的產(chǎn)品，這類產(chǎn)品主要通過產(chǎn)品參數(shù)、型號及品牌設(shè)置來控制產(chǎn)品質(zhì)量。

3 建設(shè)方式

項目前期，由于建設(shè)者在水蓄冷建設(shè)方面沒有太多經(jīng)驗，通過實地考察調(diào)研等方式熟悉該領(lǐng)域。同時，水蓄冷項目通過各專業(yè)分拆完成設(shè)計，將建筑、暖通、電氣及自控等專業(yè)化設(shè)計，未有將其組冊為專項工程。在招標(biāo)中，項目的計價清單按圖紙模塊化計量并納入總承包施工范圍，并簽署合同，這為后期實施方式帶來挑戰(zhàn)。

3.1 模塊化實施

在施工總承包實施中，水蓄冷按合同要求履約，則施工方可以分塊實施，且不需專業(yè)單位配合。由于水蓄冷專業(yè)施工圖紙未有深化，這是當(dāng)前設(shè)計模式所決定，需要專業(yè)單位深化方能實現(xiàn)設(shè)計意圖。面對總承包單位可模塊化實施的方式，本項目的水蓄冷建設(shè)成效可能出現(xiàn)較大隱患。這主要由于本項目的總包單位本身不是專業(yè)單位，其在水蓄冷建設(shè)領(lǐng)域缺乏足夠的經(jīng)驗，更對水蓄冷的工況知之甚少。模塊化施工還存在專業(yè)各自為陣，不能有效統(tǒng)籌與對前期隱蔽驗收的嚴(yán)格把控[4]，及其容易將蓄冷做失敗。

經(jīng)過慎重評估，建設(shè)團(tuán)隊認(rèn)為總承包沒有水蓄冷專業(yè)技術(shù)能力，且無法承擔(dān)起專業(yè)施工所需的各項要求。為此，模塊化實施對水蓄冷項目風(fēng)險極高，為未來極易造成安全運營隱患。

3.2 一體化實施

經(jīng)研究分析后，建設(shè)單位積極調(diào)整前期規(guī)劃不足，明確將水蓄冷項目一體化，將專業(yè)的事交給專業(yè)的機(jī)構(gòu)。為此，建設(shè)單位通過相關(guān)策略[5]實現(xiàn)了水蓄冷主要系統(tǒng)一體化（未含設(shè)備部分），并要求總承包委托須以專項工程委托專業(yè)單位實施。根據(jù)專業(yè)單位的深化圖紙及施工經(jīng)驗，本水蓄冷項目對保溫方案做了調(diào)整，以更好的實現(xiàn)保溫作用。同時，專業(yè)單位本身在水蓄冷行業(yè)深耕幾十年，擁有完整從產(chǎn)業(yè)鏈與自主產(chǎn)品，特別其提供的蓄冷布水器能較好的解決項目斜溫層所出現(xiàn)的誤差。

多次溝通協(xié)調(diào)后，專業(yè)單位對水蓄冷專項深化，水蓄冷專項圖紙經(jīng)過建設(shè)團(tuán)隊評審后，由設(shè)計院快速調(diào)整其前期的不足，通過專業(yè)單位的經(jīng)驗提升水蓄冷項目的效益。

3.3 設(shè)計優(yōu)化

項目采用一體化專項實施后，水蓄冷專業(yè)單位結(jié)合當(dāng)前實際情況，主要對地下室蓄冷水池側(cè)壁在地下室二層外露部分做保溫處理，解決局部結(jié)露問題。結(jié)合蓄水池的容量，并更好發(fā)揮蓄冷功效，項目將地下室制冷機(jī)房的板式換熱器容量增大，由3000kWh調(diào)整為5400kWh，同時增加一臺蓄放冷水泵等設(shè)施解決地下小空間自供冷需求。

由于水蓄冷保溫方案也關(guān)系到蓄冷效果，項目團(tuán)隊專題研究后將蓄水池保溫防水由原方案為擠塑板（64mm）+聚氨酯（30mm）+聚脲（2mm），調(diào)整為聚氨酯（80mm）+聚脲（2mm）。這主要解決擠塑板在蓄冷運營過程中脫落，以此提升蓄冷水池的整體保溫能力及使用周期。

通過調(diào)整及優(yōu)化蓄冷保溫、板塊容量及系統(tǒng)工藝要求，該項目的工況整體效能提高，通過一體化專業(yè)深化加強(qiáng)了各個工況轉(zhuǎn)化間的聯(lián)動。

4 實施探索

4.1 蓄水池建設(shè)

本項目為蓄冷專門建設(shè)地下室滿足其需要容量，且規(guī)劃在地下室負(fù)三層。按原設(shè)計方案，南方基地二期項目一階段是規(guī)劃地下室兩層，因蓄冷需要增加一層，這無形加大了投資成本，也增大了建設(shè)風(fēng)險。由于蓄冷需要，三層地下室的基坑高度比之前規(guī)劃的兩層基坑高度增加不少，其深基坑建設(shè)管理安全難度加大。而且，在第三次建設(shè)蓄冷水池，也無形的加大了土方等開挖成本，投資增加明顯。該蓄水池僅為本項目蓄冷所需，削弱了其本身自有的功能，比如消防應(yīng)急供水保障等。

根據(jù)后期考察研析，水蓄冷的水池有各種方式，除了本身通過建筑蓄水，還有蓄水罐等方式。在用建筑本體蓄水時，也可以考慮將蓄水池建設(shè)在園區(qū)道路下面或其他區(qū)域，這可以方便后期運營。同時，將蓄冷水池在非建筑本體內(nèi)可以通過有效的措施節(jié)省用水，即可以通過雨水回收解決蓄冷水的損失。由于水蓄冷系統(tǒng)設(shè)計本身會有凈化功能，因此雨水使用是可行的。

4.2 一體化建設(shè)

一體化實施的目標(biāo)就是需要專業(yè)單位實施，這才能高質(zhì)量實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)。項目通過一體化施工實現(xiàn)整體目標(biāo)，也應(yīng)將主設(shè)備納入其中。南方基地二期項目由于前期設(shè)計專業(yè)化開展，總承包合同也未有任何約定，其模塊化實施本無可厚非。在推動一體化時，總承包堅持任務(wù)設(shè)備科甲供，且品牌在原合同由約定，沒有風(fēng)險因素。

5 結(jié)束語

水蓄冷技術(shù)應(yīng)用在當(dāng)前國家電價政策的鼓勵下仍有較好的前景，其本身除了均有蓄冷的功能，還可以在應(yīng)急、雨水收集等方面有積極的作用。目前，南方基地二期項目的水蓄仍在實施中，其建設(shè)成果仍需待投產(chǎn)后方可知效果。通過前期建設(shè)管理，南方基地二期項目的水蓄冷專業(yè)實施效果明顯，且一體化施工后的整體質(zhì)量管控將得到提升，也在專業(yè)深化中提高了效能。

參考文獻(xiàn)：

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