在新建筑或翻新項目的設(shè)計過程中，很少有決策會像涉及暖通空調(diào)系統(tǒng)的決策那樣影響長期運營成本。在典型的商業(yè)或機構(gòu)設(shè)施中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命中，90%的總擁有成本是由運行、能源和維護產(chǎn)生的。相比之下，購買和安裝的成本平均而言，只占整個系統(tǒng)的總擁有成本的10%。

不幸的是，大多數(shù)的設(shè)計決策都是主要關(guān)注初始成本。預(yù)算已確定，設(shè)計預(yù)計將達到或低于預(yù)算金額。設(shè)計師們就會知道自己要用多少錢，在這個過程中，他們會根據(jù)自己對預(yù)算的影響進行部分決策。

以這種方式進行設(shè)計過程意味著在設(shè)計過程中做出的決定可能會對設(shè)施未來20至30年的運行產(chǎn)生負面影響。但事情不一定非得是那樣的。通過參與設(shè)計過程，設(shè)施管理人員可以將重點從初始成本轉(zhuǎn)移到其他因素，包括能效、運行性能和維護；這些因素將在系統(tǒng)的整個使用壽命中發(fā)揮作用。

替換實物

對于現(xiàn)有設(shè)施來說，用原有系統(tǒng)的復(fù)制品替換現(xiàn)有系統(tǒng)或部件是最簡單的選擇。被替換的系統(tǒng)在該地區(qū)服務(wù)得很好，為什么不直接用實物替換呢？這種做法的問題是，現(xiàn)有的系統(tǒng)在幾十年前設(shè)計時，可能已經(jīng)滿足了該設(shè)施的需要，因為它當時存在并運行得很好。但設(shè)施并不是一成不變的。運營方式發(fā)生了變化，隨著它們的變化，對供暖和空調(diào)的需求也在變化。幾年前合適的東西可能已經(jīng)不能滿足當前業(yè)務(wù)的需要了。

實物更換假設(shè)為現(xiàn)有設(shè)備計算的負荷多年來沒有變化。它還假設(shè)操作沒有改變。今天，人們很難找到任何一個設(shè)施，其供熱、制冷和運行要求與20至30年前相同。設(shè)施的變動太多了。

隨著操作的變化，供暖和空調(diào)負荷也在變化。今天的需求可能大于或小于最初設(shè)計的系統(tǒng)。如果新系統(tǒng)尺寸過大，在部分負載條件下延長運行時間將導(dǎo)致效率損失。如果新系統(tǒng)尺寸過小，那么住戶的舒適性就會受到影響。管理人員可能必須調(diào)查他們的設(shè)施，并進行新的負荷分析，以確定新設(shè)備的適當尺寸。

也許實物替代的最大缺點是失去了機會。當單個部件或系統(tǒng)被簡單地換成新版本的舊設(shè)備時，管理者就不能從全局出發(fā)。有沒有不同的方式來加熱和調(diào)節(jié)一個能更好地滿足居住者需求的空間，同時降低運行和能源成本？一個系統(tǒng)的設(shè)計變更將如何影響設(shè)施內(nèi)其他系統(tǒng)的運行？

在設(shè)計一個新的系統(tǒng)時，管理者們需要退后一步，從長遠考慮。要從整體上看，而不僅僅是一個系統(tǒng)或組件。今天的暖通空調(diào)系統(tǒng)具有20年或30年前根本沒有的特性和功能。實物替代往往忽視了這些進步。

能源效率

更換舊的現(xiàn)有系統(tǒng)的最大好處之一是有機會提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行效率。今天的系統(tǒng)，由于技術(shù)革新和建筑規(guī)范的變化，提供了20年或30年前所沒有的能力和效率。一種尺寸并不能滿足所有需求，因此設(shè)施經(jīng)理必須評估各種選擇并選擇對他們的設(shè)施最有利的那些。

例如，可變制冷劑流量（VRF）系統(tǒng)就是這樣的創(chuàng)新之一。在VRF系統(tǒng)中，壓縮機的轉(zhuǎn)速隨著系統(tǒng)上的冷負荷的變化而變化。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，壓縮機在必要時根據(jù)冷負荷的變化進行循環(huán)打開和關(guān)閉。改變壓縮機的轉(zhuǎn)速不僅可以提供更好的氣候控制，還可以降低系統(tǒng)的能源需求。

用于控制和診斷的遠程監(jiān)控是新一代系統(tǒng)中的另一項創(chuàng)新。通過對廣泛的系統(tǒng)參數(shù)進行持續(xù)監(jiān)控，這些系統(tǒng)可以立即將系統(tǒng)運行中的異常情況通知管理人員；否則可能會在數(shù)天或數(shù)周內(nèi)無法檢測到的異常情況?？焖偻ㄖ馕吨梢愿斓亻_始維修，提高舒適性并減少能源浪費。

變頻驅(qū)動器現(xiàn)在在大多數(shù)新一代系統(tǒng)中很常見，應(yīng)用于從泵和風(fēng)扇電機到冷卻器的能源系統(tǒng)，這些驅(qū)動器通過改變驅(qū)動器的速度來匹配負載來節(jié)省能源。

傳統(tǒng)的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)定了一個固定的速率，將室外空氣引入建筑物，空氣必須加熱或冷卻。無論設(shè)施的占用情況如何，這些系統(tǒng)中引入室外空氣的速率趨于恒定。相比之下，需求控制通風(fēng)系統(tǒng)使用二氧化碳傳感器網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)實際需要調(diào)整新風(fēng)通風(fēng)量，從而減少必須加熱或冷卻的新風(fēng)量。

在新的系統(tǒng)設(shè)計中，還有許多其他的節(jié)能創(chuàng)新可供管理人員考慮。并不是所有的方法都適用于所有的應(yīng)用程序，但是系統(tǒng)設(shè)計者應(yīng)該被引導(dǎo)去識別和評估它們。

效率的提高伴隨著更高的初始成本。為了證明額外費用的合理性，管理者必須能夠證明給企業(yè)帶來的長期利益。一種方法是執(zhí)行一個簡單的回報分析。

簡單的投資回報分析計算節(jié)能選項產(chǎn)生的節(jié)約，并將其與這些選項的額外成本進行比較，以確定回收這些成本需要多長時間。它既簡單又易于計算，并為產(chǎn)生這些額外成本提供了一個易于理解的論據(jù)。

雖然簡單的回報可以證明這些節(jié)能選項的價值，但它沒有考慮到所有的好處，如降低維護成本和更快的響應(yīng)時間。通過執(zhí)行生命周期成本分析，可以計算出這些效益帶來的節(jié)約。

生命周期成本分析考慮了系統(tǒng)的總體擁有成本，包括初始成本、培訓(xùn)成本、維護成本、能源成本以及最終的處置成本。如果必須修改特定空間或必須運行新的公用設(shè)施連接才能安裝系統(tǒng)，則這些費用也包括在內(nèi)。然后將這些成本與新的、更高效的系統(tǒng)將產(chǎn)生的節(jié)約進行權(quán)衡。

不管怎樣，設(shè)施管理者必須進行某種回報分析，以證明新系統(tǒng)中包含的節(jié)能功能成本較高。

維護設(shè)計

維護人員最大的抱怨之一是系統(tǒng)設(shè)計者在設(shè)計中忽視了維護要求。常見的例子包括防火閥，即使只是檢查其位置，也無法接近。閥門位于無法觸及的位置?？諝馓幚頇C安裝在離墻壁或其他設(shè)備很近的地方，空氣過濾器必須彎曲才能拆除或安裝。設(shè)備位于建筑物屋頂上，不易接近。

如果維護的第一條規(guī)則是東西壞了，那么第二條規(guī)則必須是，除非機械師能夠輕松地接近設(shè)備，否則它將不會得到適當?shù)木S護。是的，空間在設(shè)施上很貴。太多的時候，設(shè)計師似乎完全專注于可用空間，然后把機械和電氣系統(tǒng)塞進盡可能小的占地面積的地方。

維修人員的一句俗話是，設(shè)計師安裝了某個大型設(shè)備，然后圍繞它建造了大樓。這也許能達到限制不可用空間的目標，但對維護人員來說，這有兩個問題。他們無法訪問設(shè)備以維護設(shè)備，從而導(dǎo)致系統(tǒng)運行效率低下和早期故障。

第二個問題出現(xiàn)在更換設(shè)備的時候?？赡苄枰鸪龎Ρ冢瑢⒃O(shè)備切割成若干部分，以便將其運出大樓，這使得更換系統(tǒng)的成本更高。而且從效率和可靠性的角度來看，這很可能會推遲管理者做出更換的決定，直到這是絕對必要的，即使它的運行效率很低。

為機電系統(tǒng)分配一個區(qū)域確實會占用可用空間，但這是必要的。如果由于擁擠而無法維護，可靠性、效率和設(shè)備使用壽命將受到影響。

造成這一問題如此嚴重的原因是，人們普遍將負責(zé)設(shè)計和建造過程的人員與設(shè)施完成后的操作人員分開。這導(dǎo)致兩組人有兩個完全不同的目標。那些設(shè)計和建造的人被期望在預(yù)算內(nèi)按時完成任務(wù)。如果這意味著削減暖通空調(diào)系統(tǒng)的功能，或減少分配給機械設(shè)備的空間，他們將開綠燈。

這與操作和維護人員的要求直接沖突。他們希望系統(tǒng)能夠滿足居住者的需求，同時將運行和維護成本降到最低。他們認為設(shè)計團隊正在進行的“價值工程”對他們和設(shè)施的運行有著長期的影響。

為維護而設(shè)計需要管理人員和維護人員從一開始就參與設(shè)計過程。設(shè)計師和建筑業(yè)根本不關(guān)注維護和運營問題。為維護而設(shè)計在一定程度上會增加最初的成本，因此管理者必須參與進來并證明他們的觀點。

實事求是

要以管理者希望的方式運營設(shè)施，總是很難獲得足夠的資金。必須做出妥協(xié)，尤其是當管理者們在推動一種非成本最低的設(shè)計方案時。你必須提出你的理由。但即便如此，你還是不能得到你想要的一切。

在估計成本和節(jié)省成本時要實事求是。信譽就是一切。展示數(shù)字并提出論點，但要確保你擁有支持你的主張所需的數(shù)據(jù)和報告。

預(yù)算通常是由別人制定的。如果他們是不切實際的，管理者有義務(wù)指出這一點，并清楚地說明資金不足的項目將會有什么后果。否則，他們只會繼承帶有同樣老問題的新系統(tǒng)。

設(shè)計維護噩夢示例

一棟兩層樓的建筑正在被拆除和翻新。項目的一部分包括更換大樓的冷凍水設(shè)備。最初的設(shè)計要求把250噸重的冷卻塔放在大樓的屋頂上，但是當提交計劃時，建筑業(yè)主決定他們不想看到冷卻塔，所以設(shè)計師把它移到了一個低于地面的地方。建造塔的坑是用混凝土挖出來的。未咨詢操作和維護人員。

大樓重新投入使用一年后，冷卻塔風(fēng)扇軸上的一個軸承出現(xiàn)故障，需要更換，但坑壁太靠近冷卻塔，無法拆卸。只有在凝汽器水管和所有電線斷開后，才能將塔吊出坑。結(jié)果是，這棟建筑總共失去了5天的空調(diào)，而這份工作本來應(yīng)該只需要幾個小時。
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