某图书馆机电系统检测与鉴定评估关键技术应用研究

钟 源，路建岭，唐辉强

（广东省建设工程质量安全检测总站有限公司，广东 广州 510599）

0 引言

随着现在建筑行业各项功能不断发展，机电系统已经成为了建筑中重要的组成部分，如消防安保系统、给排水系统、配电照明系统、暖通空调系统等，它们相互依存配合形成一个复杂的整体［1］。

然而在建筑竣工之后，随着时间推移，设备逐渐老化，大部分建筑并没有配套专业技术人员对建筑机电系统进行管理，或专业人员管理不到位，存在脱节现象，使得机电系统设备未得到良好的维护，出现故障未及时发现。机电系统能源利用率低下，处于高耗能状态，室内舒适性、安全性得不到保证［2］。

对建筑机电系统进行检测与评估鉴定是一个很好的手段，可以对机电系统实际运行状况、性能及存在的问题隐患进行分析，查明原因并提出节能改进措施，为业主节省能源，同时也进一步推动“十四五”时期广州市公共机构节约能源资源和生态环境保护工作［3，4］。

1 检测项目概况

1.1 工程概况

本工程所在地为广东省，建筑为一体大型综合性图书馆，总建筑面积约 73 257 m2，其中空调面积45 886 m2，空调面积占总建筑面积 63 %，地下室 1 层，地上 3 层，总建筑高度 27 m。

本建筑 20 08 年投入使用，至 2021 年已运行近 13 年，对该建筑机电系统进行现场勘察和调研，发现该建筑内暖通空调系统设备存在不同程度的腐蚀和损坏，水管保温局部腐烂和损坏，金属件存在锈蚀现象；同时设备性能下降明显，运行效果较差，较难满足夏季最热时段的使用要求。

1.2 暖通空调系统概况

1.2.1 空调冷热源系统

根据项目资料可知，该空调冷热源系统总共设计了 3 台水冷螺杆机组，总冷负荷为 5 496 kW。

冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔的容量与冷水机组容量相匹配，冷冻水供回水温度分别为 7 ℃/12 ℃。空调水系统为一次泵变水量双管系统，为了利于冷冻水管网的稳定运行，供回水总管间设置有压差旁通装置，上设电动二通阀，按比例调节运行，本工程空调水系统为异程式，各末端设备的回水管上装动态平衡电动两通阀或动态平衡电动比例积分调节阀。

1.2.2 空气处理系统检测

后勤办公区域及图书馆的空调末端设备采用风机盘管加新风系统，新风机分层、分区设置。新风通过竖向管井自屋面引下至各层新风处理机房。排风经室内天花排气扇排出室外。

首层及电脑信息中心区域采用全空气变风量空调系统。设置变风量空调风柜（VAHU），空调送风通过水平风管送至办公区域上方的各变风量末端装置，由变风量末端装置分配至散流器送风口，回风经与灯盘相统一的回风口进入吊顶空问，由吊顶内的回风短管连接至空调机房。

1.3 检测内容

现抽检部分暖通空调系统设备，对这些设备进行检测与鉴定评估，以反映系统整体的运行状态、老化程度，并发现系统存在的问题。

需抽检的暖通空调设备：2 台冷水机组、2 台冷冻水泵（2 用 1 备）、2 台冷却水泵（2 用 1 备）、2 组冷却塔、2 台恒温恒湿机、2 台空气处理机组、4 台冷水空调风柜、10 台风机盘管和3台新风冷水空调器。

2 暖通空调系统检测结果

2.1 冷水机组检测结果

表 1 为冷水机组性能检测结果，该检测是在水泵变频运行状态下进行。表 1 中实测值为多组检测数据的算术平均值，同下文。

表1 冷水机组性能检测结果

2.2 水泵检测结果

表 2、表 3 为冷冻水泵及冷却水泵检测结果，该检测是在水泵工频（50 Hz）运行状态下进行。依据 JGJ/T 177-2009《公共建筑节能检测标准》［5］规定，检测工况下，水泵效率检测值＞设计值的 80 % 判定为合格。

表2 冷冻水泵效率检测结果

表3 冷却水泵效率检测结果

2.3 冷却塔检测结果

表 4 为冷却塔效率检测结果，依据 DBJ 15-65-2009《广东省建筑节能工程施工质量验收规范》［6］规定，冷却塔效率检测值≥铭牌值的 80 % 判定为合格。

表4 冷却塔效率检测结果

2.4 末端风柜检测结果

表 5 为风柜性能检测结果，本项目冷冻水供回水温度设计值为 7 ℃/12 ℃，依据 JGJ/T 177-2009《公共建筑节能检测标准》要求，供回水温差检测值不应小于设计温差的 80 %。风柜水流量与设计流量的允许偏差应≤20 %。

表5 末端风柜性能检测结果

2.5 末端新风机检测结果

表 6 为末端新风机性能检测结果，依据 GB 50189-2015《公共建筑节能设计标准》［7］要求，新风系统的单位风量耗功率应≤0.24 W/（m3/h）。

表6 新风冷水空调器性能检测结果

2.6 末端风机盘管检测结果

表7为末端风机盘管性能检测结果，依据 JGJ/T 177-2009《公共建筑节能检测标准》要求风口风量与设计风量的允许偏差应≤10 %。下述风口编号，1 号为房间远离门侧的风口，2 号为靠近门侧的风口。

表7 末端风机盘管风量检测结果

2.7 水系统总流量及供回水温差检测结果

表 8 为水系统总流量检测结果，该检测是在水泵工频运行状态下进行。

表8 总水流量检测结果

表 9 为冷冻水供回水温差检测结果，该检测是在水泵工频运行状态下进行。水泵变频运行状态下测试。本项目冷冻水供回水温度设计值为 7 ℃/12 ℃，依据 JGJ/T 177-2009《公共建筑节能检测标准》要求，供回水温差检测值不应＜设计温差的 80 %。

表9 冷冻水供回水温差检测结果 ℃

3 暖通空调系统评估鉴定

3.1 冷水机组评估鉴定

由表 1 可知，2 台冷水机组均未达到满负荷运作，且冷水机组冷冻水流量偏小，未达到要求。

1）冷水机组 1 # 机组负荷率为 84 %，实测供水温度为 7.1 ℃，符合设计供水温度（7 ℃）；冷水机组1#的实测性能系数（COPd）为 5.3，满足设计要求。

2）冷水机组 2 # 的机组负荷率为 90 %，实测供水温度为 7.3 ℃，符合设计供水温度（7 ℃）；冷水机组3#的实测性能系数（COPd）为 4.2，远低于设计要求。

2 台冷水机组已使用 11 年，2 # 机组依旧保持较好的性能，加强日常维护即可，而 2 # 机组，实测性能系数（COPd）远低于设计值，运行能耗较大，运行费用较高，制冷性能明显下降，已影响正常使用，建议对冷水机组进行更换处理，以满足空调制冷的需求。

3.2 水泵评估鉴定

1）冷冻水泵 1 #、2 # 的实测扬程及流量均明显＜设计值，因为末端机组并未全开，负荷低，水泵不是满载运行的。

2）冷冻水泵 1 # 水泵效率高于设计值，符合 JGJ/T 177-2009《公共建筑节能检测标准》要求，符合设计要求，建议加强日常维护即可。冷冻水泵 2 # 水泵效率严重偏低，仅有设计值得 69 % 不符合标准要求，需要更换处理。

3）冷却水泵1#的水泵各项数值与设计值十分接近，满足标准及设计要求，建议加强日常维护。

4）冷却水泵 2 # 的实测流量、扬程均低于设计值，水泵效率远低于设计值，只有设计值的 59.6 %，不符合标准及设计要求，已有明显老化现象，建议更换处理。

3.3 冷却塔评估鉴定

冷却塔的效率实测值均满足标准及设计要求，建议对冷却塔进行维护保养处理，提高冷却塔换热能力，实现节能运行。

3.4 末端风柜评估鉴定

在检测中发现，图书馆内的大部分风柜供水流量由相关工作人员按照工作经验手动调节阀门控制，并不是由自动控制平台控制，这是一种非常粗略简易的控制方式，会导致大部分风柜的水流量设置不合理，无法及时按照当时的使用要求自动调节流量，末端房间供冷量严重不足，甚至出现不制冷现象。大多数风柜处于高耗能低效率状态。

检测中发现，冷冻水供水管道年久老化，且维护人员无良好地进行维护保养，各管道外保温层均有不同程度的破损、腐蚀，保温性能低下，导致上述风柜均供水水温偏高，无法满足室内供冷需求，需对整个系统供回水管保温进行排查检修。

3.5 末端新风机评估鉴定

检测中发现图书馆内部所有新风冷水空调器均未开启，图书馆内部处于无新风状态，不符合防疫要求。为完成新风冷水空调器的检测，要求相关工作人员开启新风冷水空调器进行测量，开启后检测由上表可知，新风冷水空调器风量很低，几乎处于送风状态，单位风量耗功率很高。经过排查得知，是因为末端管道部分风阀未打开，由于风阀被封装在吊顶内部且一条管道含有多个风阀，现场条件难以逐一开启风阀进行测量，图书馆内的新风系统基本处于不可用状态。原设计值的单位风量耗功率也不满足 GB 50189-2015《公共建筑节能设计标准》的节能要求。建议打开所有末端管道内的风阀，重新开启新风冷水空调器并给新风系统加装自动控制。

3.6 末端风机盘管评估鉴定

检测前，已将风机盘管的风量开至最大。测试中发现，风机盘管风口风量均未达到设计要求，询问相关工作人员得知，风机盘管选型后续经过修改，并未在图纸中或其他资料文件中进行记录，所以风机盘管均无法满足之前的设计要求。经现场调查得知，当前的风机盘管风量能够满足室内人员使用，部分室内人员提出风量过大需降低风量等意见，该项检测需建筑使用者自身明确需求，决定风机盘管是否需要更换。

4 结语

1）本项目暖通空调系统部分冷热源设备已出现严重老化问题，风柜供回水流量紊乱，换热效率下降，冷冻水供回水管道保温严重老化，室内舒适性难以保证。

2）新风系统未按照防疫要求开启使用，室内人员安全性难以保证，存在防疫风险。

3）风机盘管进行更换后没有相关文件记录，相关技术人员管理并不到位，出现了部分脱节现象，许多设备问题没有及时发现进行维修保养，图书馆内暖通空调系统长时间处于不正常运行状态。Q