这个“世界”还会好吗?浅谈商业建筑机电现状及产品力提升
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2024年03月29日 10:58:16
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来源:机电人脉

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作者:王波

“这个世界会好吗?”梁济面对千疮百孔的晚清王朝发出了这个百年之问,三日后投水自尽,以身殉节。斯年之后,这也成了一代大儒梁漱溟之问,其一生始终在问两个问题:人为什么活着?中国向何处去? 从自身从事行业,当我深入机电全过程管理中,面对当下日趋低迷的地产环境,面对设计、施工、运营中层出不穷的问题,我不禁发问:机电的出路在何方?机电应该给建筑和人们生活带来什么? 很多房企逐渐把产品力的塑造提升到企业长远发展战略的高度,对产品的营造能力成为企业的核心竞争力。随着高周转步伐的放缓,对产品高品质的需求也越来越高,产品力是房产下半场的压舱石和推进器,举步维艰的房企现状,必须要聚焦到产品力的提升上,但建筑机电的现状不容乐观,很多项目系统处于亚健康或带病工作状态。而随着双碳政策和绿色、健康发展观念的深入人心,机电同仁也越来越重视机电产品力的提升,关注系统的合理性和落地性,关注施工情况及运行状态。


“这个世界会好吗?”梁济面对千疮百孔的晚清王朝发出了这个百年之问,三日后投水自尽,以身殉节。斯年之后,这也成了一代大儒梁漱溟之问,其一生始终在问两个问题:人为什么活着?中国向何处去?

从自身从事行业,当我深入机电全过程管理中,面对当下日趋低迷的地产环境,面对设计、施工、运营中层出不穷的问题,我不禁发问:机电的出路在何方?机电应该给建筑和人们生活带来什么?

很多房企逐渐把产品力的塑造提升到企业长远发展战略的高度,对产品的营造能力成为企业的核心竞争力。随着高周转步伐的放缓,对产品高品质的需求也越来越高,产品力是房产下半场的压舱石和推进器,举步维艰的房企现状,必须要聚焦到产品力的提升上,但建筑机电的现状不容乐观,很多项目系统处于亚健康或带病工作状态。而随着双碳政策和绿色、健康发展观念的深入人心,机电同仁也越来越重视机电产品力的提升,关注系统的合理性和落地性,关注施工情况及运行状态。

“知己知彼,百战不殆”,我们先从机电现状聊起。

#1 项目大多数处于“亚健康”状态

针对已开业的商业项目机电系统进行调研分析,发现项目普遍存在机电功能实现度低的问题,部分与物业运营管理相关功能,如楼控、群控、灯控、电力监控、能耗平台等系统不能完美实现;部分项目配套区域工程进度跟不上,造成甩项开业;部分项目机电调试、运维不到位,造成部分系统带病运行等。

亚健康情况如下图所示:

 

机电亚健康主要表现为:

1.部分系统开业时故障率高:

如某项目开业之初消防主机故障点6010个,屏蔽点80个,故障点占整个系统点位总数的19%左右(整个系统点位总数为31718),其中商业部分故障点5000个左右,占商业总点位的25%左右(商业部分总点位数19879)。另很多项目存在漏电火灾故障点较多问题,此类问题分析及解决办法在我相关文章已经阐述,在此就不进步分析了。

2.物业管理相关系统功能要求不明确,可用性及实现度低:

部分项目设计之初未充分调研物业需求,存在设计与实际需求不相符的问题,同时也存在软性功能需求前期不能具体提出需求,厂家所提产品不定制开发,特别在楼控、群控、IBMS集成软件方面表现比较突出。

3.系统调试情况仍不理想,影响系统功能与舒适度:

此类问题在我较多文章都有过多过少的阐述,可喜的是随着双碳的政策要求及企业降本增效的要求,此类问题逐步引起大家的重视,也已逐步在改善。

4.普遍存在不便于物业管理维护的问题:

此类问题主要设计缺少运营经验和运营思维,造成部分设计脱离或不满足实际运营需求。系统设计不合理:如公区与租户报警回路未分开,精装或租户调整对公区扰动较大。随着全过程管理理念的深入人心,部分问题也在逐步改善中。

#2 冷站综合效率低

根据相关数据统计,大部分项目冷站综合效率长期处于低效运营状态,冷站综合效率在3.5以上的仅有15%,普遍处于低效运行状态,造成大量的成本浪费。如下图所示:

 

空调系统是商业建筑能耗大户,占到运营能耗50%以上;制冷主机是空调系统能耗大户,占到运行能耗60%以上。

提高冷站综合效率,一方面高能效的制冷机房可以降低运营费用,降本增效,另一方高能效的制冷机房可以通过资本化率杠杆放大项目估值。

国内现状远低于欧美、新加坡的相关标准,可喜的是如广州、北京等城市相应出了相关地方标准,相关协会也出了高效制冷机房技术规程,部分企业冷站综合效率有的已达6.0以上,普通在4.5水准之上。相信冷站综合效率问题在机电同仁的共同努力下会迈上一个新的台阶。

#3 楼控系统难以为继

楼控系统功能实现度调研如下所示:

从统计图可以看出开业一年后,近一半项目存在故障较多的问题,导致大多数商业项目的楼控系统实际处于瘫痪状态,或者只监不控,无法实现智能化系统节省人工、节能降耗的设计目标。多年来,传统楼控技术在施工、调试及使用过程中存在较大痛点,如下分析:

 

1.自控功能实现度低、故障率高;
2.跨系统数据整合应用难度大;
3.运行数据分析应用程度低;
4.功能扩展难度大,更改成本高等。

如何解决此问题是个系统问题,在我群智能及楼控文章均有涉及,大家可以找一下我的其它文章看看。

#4 部分项目存在设计繁杂等问题

某项目位于我国北方寒冷地区,为商场写字楼综合体,分为东、西两地块。东区总建筑面积约13.39万m2,主营业态包括商业、影院和办公;西区总建筑面积约6.45万m2,主营业态包括商业和超市。

项目原有空调系统针对5个业态分别设置独立冷热源系统,其中东区商业、影院、办公楼分设了制冷机房,其中影院及办公不在本次改造范围内。西区商业及超市冷站独立设置,各区业态、机房及机房内主要设备信息如下图所示,其中东区商业的4台冷机均为变频离心式冷水机组。

 

通过项目实际耗冷量和水系统测试,发现原空调系统设计及运行不合理,存在空调系统划分繁杂、冷水机组装机容量过大、机组利用率偏低、机组运行效率低、水泵输配系数低、运营人工费及维保费高等问题。

4.1 冷水机组装机容量过大

经2017年8~10月至2018年4~6月的实际运行结果显示,实际需求制冷量和单位面积冷指标均低于冷水机组装机容量。五个空调系统的冷机额定制冷量和实际需求制冷量对比如下图所示,可见实际冷量需求仅为冷机额定制冷量的40%~60%。

 
各业态装机容量与实际制冷量
 
各业态冷指标

4.2 水系统效率低

根据国家标准《空气调节系统经济运行》中对空调水系统输配系数的规定,冷冻水或冷却水系统的输配系数低于30时,该水系统亟需改善。经测试,本项目东区和西区的冷冻水泵和冷却水泵输配系数如下图所示,其中东区冷冻水输配系数在8~16之间,冷却水输配系数在15~25之间,西区冷冻水输配系数在6~16之间,冷却水输配系数在13~26之间,所有结果均低于30,属于亟需改善的状态。

 
 
 

4.3 制冷系统改造

基于以上问题,对原有空调系统中的西区商业、西区超市及东区商业制冷机房进行改造,主要包括制冷系统和冷冻/冷却水系统两方面。

通过全年负荷计算及能耗模拟分析,在制冷季不保证50小时情况下,根据鸿业模拟软件空调负荷为11923kw,同时逐时负荷计算结果为12677kw,负荷主要集中在30%~80%之间,过低和过高负荷持续时间均不高。

从中可以看出东区冷站现装机容量(4*900RT)完全可以满足东西区及超市的需求,本次改造原东区影院和东区办公维持原空调系统不变。原先的东区冷站群控系统基本瘫痪,本次改造同时梳理了控制策略,并对群控系统进行了如下升级改造。

1、制冷系统合并:

经评估,原有东区冷站供应东区商业的4台900 RT冷机,可以满足东西区商业及西区超市的供冷需求,故需要通过连通管道连接原西区机房。

同时考虑到机组运行年限较长,机组效率降低、后续可能出现故障等因素,原西区机房3中供应西区商业的1台450 RT冷机作为备用冷源。

运行过程中,以东区机房1中4台900 RT的冷机为主冷源,西区机房1台450 RT主机移到东区冷站,共同为东西区商业以及西区超市供冷。

西区冷站主机、泵等拆除,只保留分集水器,冷站功能作为仓储使用。

需要说明的是,原西区机房3的商业制冷系统采用3台450 RT离心式制冷机组,仅需要使用其中1台作为备用冷源,其东区冷塔不再进行改造。2台主机现可进行资产变卖。后续冷站机房进行改造,做仓储使用,可增加后续经济收益。原西区用于超市制冷机房,其位于屋顶的冷却塔供西区冰场制冰系统用,东区影院及东区办公空调系统不改变,改造后的系统图如下图所示。

 

改造部分的冷负荷4394 RT,装机容量4500 RT。在不同负荷率下,通过调整开启的冷机类型和数量,使得冷水机组COP较高。在合并后的空调冷源基础上,为实现较高的COPzh,制冷设备运行策略也进行了调整。

2 水系统改造

对于原有冷冻水系统,东区一次泵额定扬程18 mH2O,实际运行中,扬程为10~13 mH2O,水泵效率约55%;二次泵额定扬程33 mH2O,实际运行中,扬程为10~16 mH2O,水泵效率约40%。

西区一次泵额定扬程为18 mH2O,实际运行中,扬程为14~20 mH2O,二次泵额定扬程30 mH2O,实际运行中,扬程为16~20 mH2O。

因此,原有冷冻水泵额定扬程远大于实际压降,水泵效率低。

改造后的冷冻水系统如下图所示,东区末端压差和西区末端压差基本一致,约为10 mH2O。在保证东区冷站至西区冷站管路走向合理的情况下,可将水系统改为一次泵冷水系统。经计算,东区水系统总阻力为47.7mH2O,西区为43.9mH2O,考虑安全余量,则按照东、西区水系统总阻力分别为52.47mH2O与48.29mH2O选择水泵。最终选定额定扬程为51 mH2O,流量为544 m3/h的四台变频水泵并联运行,额定工况下水泵效率达82.5%。

 

3.节能效果分析

制冷系统改造前,冷站整体能效约为3.1,供冷季冷站耗电量约为251.59万kWh;改造后,冷站整体能效可提高至4.0,供冷季冷站耗电量约为201.27万kWh。

单个供冷季的节能量约为50.32万kWh,按照平均电价1.1元/kWh计算,可节约运行费用55.35万元。

若综合考虑节省的人工、场地、设备维护及闲置设备变卖等因素,可带来更高的经济效益。

改造后的冷冻水系统四台冷冻水泵功率为110 kW,与东区原一次泵和二次泵功率之和(112 kW)相当,故认为冷站合并后的冷冻泵耗电与现有东区冷站冷冻泵耗电相差不大。东西区冷站合并后,使用一次泵系统,西区作为备用冷源,故节约了西区冷站冷冻水泵耗电量。

综上所述,单个供冷季共节约冷水机组运行费用55.35万元。改造投入约200万元,静态回收期约为3.6年。

限于篇章所限,后续进步就机电系统选择不当、大马拉小车、设备选型不当、上冷下热、运营策略不当、软件管理界面不深、需求变化较大等问题再一一阐述问题。

当年学者梁济问子梁漱溟:“这个世界会好吗?”梁漱溟回答:“我相信世界是一天一天往好里去的。”总体加强机电全过程管理,提升机电产品力,才能会使这个“世界”变得越来越好,我也相信这个“世界”是一天一天往好里去的。

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