模块 227：减少风机盘管装置的装修浪费和碳足迹
本模块探讨了 FCU 的装修过程，以及如何改善满足新租户需求的环境和财务影响
当新租户接管商业建筑的一部分时，无论是新建筑还是现有租赁场所，他们的特定要求很可能需要重新配置和改装空间以满足他们的特定需求。这个过程被称为「装修」，可能会在财务和环境方面造成巨大的费用，因为以前对前租户有用的硬件，如隔板、家具、固定装置、照明、IT和环境系统，被各种改变、移除或更换。
导致这种潜在挥霍过程的一个常见元素是风机盘管单元 （FCU）。该持续专业发展部将考虑装修过程，并评估一些可能改善装修商业建筑的环境和财务影响的方案，以满足租户的需求。
AHU还是传统FCU？
空气处理机组 （AHU） 和传统的单风扇或多风扇 FCU 通常都包括至少一个过滤器、一个冷却盘管（带冷凝水收集和排放）、一个加热盘管（在大多数 FCU 中）、一个供气风扇和检修面板，以便进行维修。AHU通常采用全面的湿度控制，可能提供（至少一部分）室外空气，并且通常受益于从提取的空气中回收热量。
主要区别在于，AHU 是一个集中式系统，可以调节建筑物中多个区域的空气，而传统的单风扇 FCU 是一种分散式系统，可以调节再循环空气以控制单个区域的温度。FCU 通常用于提供局部单区冷却和加热，并与集中式 AHU 结合使用，该 AHU 向该区域提供回火室外空气，并从该区域去除有害空气。
根据英国皇家特许测量师学会 （RICS） 的说法，1英国建筑总支出的约11%用于装修。RICS建议，建筑物在其生命周期内可能会经历多达30至40次装修。对于新的建筑外壳，或已经完全翻新的建筑外壳，Cat A 装修通常包括入住所需的基本元素，但仍然提供一块「空白画布」，供租户个性化。
它通常包括基本（基础设施）电气、管道和机械服务、高架通道地板、成品墙面覆盖物和吊顶等元素，并包括提供走廊、楼梯、电梯和厕所设施。在此阶段可能包括空调。在商业领域，有几种供暖、通风和空调 （HVAC） 解决方案可供选择，但 FCU 是一种常见的选择，因为它们能够为租户提供对室内温度的区域控制。
在这个阶段，开放式区域通常很广阔，需要选择大型而强大的 FCU 来满足对空调的需求。服务于建筑物周边玻璃附近区域的 FCU 的尺寸可同时满足供暖和制冷要求。在热损失最小的中心区域，FCU 通常仅用于冷却目的。
物业空间出租后，Cat B 装修会根据租户的特定需求定制该区域。这包括重新配置内部布局，以创建工作空间、接待区、厨房设施和会议室。它还包括安装所有必要的IT，视听设备和照明系统。
这些改动可能会对加热和冷却要求产生影响，并且 Cat A 装修中 FCU 的原始位置不再是满足新布局要求的最佳位置，这是很常见的。最初安装的较大 FCU 现在可能不适合在可能是较小空间的集合中调节空气。大多数 FCU 通常选择以大约一半的风扇速度运行，以允许上下有一些变化以应对需求波动。
然而，FCU 在低速下不能最有效地运行，因此在非常低的速度下长时间运行（以满足较小的负载），它们将无法以最佳性能运行。
因此，一些较大的 FCU 可能会在 Cat B 装修期间被移除，并可能被更适合满足更新布局要求的较小 FCU 所取代。这些较大的FCU可能会在项目的其他地方找到用处，但在许多情况下，它们不再需要。制造商通常不接受这些设备退货，因为它们之前已经安装、调试过，并且已经在 Cat A 阶段运行过——基本上使它们成为二手设备。
承包商可能会选择保留大型 FCU 并将其储存起来以备其他项目使用;然而，很大一部分很可能最终成为废料进行金属回收。移除原始 FCU 的过程不仅会消耗时间和金钱，还会产生额外的隐含碳和废物。在租赁期结束时，新租户可能需要修改布局，需要重新定位现有的FCU或购买新的FCU，以有效管理空间的供暖或制冷需求。
在某些情况下，特别是当房东和租户之间的纠纷导致租约终止时，房东可能会坚持将建筑物恢复到原来的状态。这通常涉及根据建筑物所有者的原始规格拆除 FCU 和安装新的、更大的 FCU。但是，这些较大的 FCU 可能被认为是临时的，可能会在再次租用空间时更换。这种循环进一步加剧了碳排放，并导致了建筑垃圾。
有几种选择可以帮助防止这种浪费的（并且可能重复的）FCU移除和更换循环，如下所述。
第一种选择是项目可以绕过 Cat A 阶段，直接进入 Cat B 阶段。然而，这种方法在设计阶段需要高水平的协作，并且只有在确定了建筑物的最终客户时才可行。例如，当一家大公司决定建造和占用建筑物或承诺长期租赁该物业时，这种情况就成为可能。
虽然这种情况确实发生，但它仍然不常见，而且并非没有挑战。Cat B 规范必须在项目的早期就确定，因此，如果不仔细管理，公司战略、结构或规模的变化所需的任何设计修改都可能带来一系列问题。
或者，一种选择是利用更多较小的 FCU，提供增强的固有灵活性，并可能减少在拆卸和更换过程中产生的废物，否则可能需要这些废物。然而，虽然这种方法可以减少在 Cat B 阶段不得不重新审视 FCU 策略的可能性，但它会导致建筑物所有者的成本增加，同时减少租户的 Cat B 费用。
每个较小的FCU还将涉及控制器、阀组、管道和电气连接的安装。FCU数量的增加也将增加结构协调的复杂性，以缩小尺寸的区域（或「海湾」）。虽然使用较小的 FCU 可以增强物业的吸引力并使其对潜在租户更具吸引力，但在向建筑物所有者证明这笔支出的合理性时，与采购和安装额外 FCU 相关的初始成本可能会带来挑战。
对于较大的多层项目，一个更激进的选择是只将部分楼层装修为Cat A，并在租户获得保障后将其余楼层装修为Cat B。然而，直接的 Cat B 装修可能需要安装完整的基础设施管道、管道系统和布线，因此租户可能需要更长的等待时间才能正确利用他们的空间。这可能会阻止一些时间至关重要的客户。然而，它可能提供一种更可持续、更具成本效益的方法。
本文将讨论的最后一个选项提供了一种新颖的 FCU 系统，该系统可以安装以完全满足 Cat A 的需求，然后进行调整以允许重复使用（主要是管道系统和扩散器改动），以完全满足 Cat B 的租户要求。「多区域」FCU（如下图1所示）最多可为五个区域供电，每个区域可以在不同的温度设定点下运行，并具有不同的负载曲线。虽然外观相似，但这与具有多个龙头的传统单风扇或多风扇 FCU 有很大不同，因为这不会提供连续控制总流量到单独出口的比例的机会。
多区域 FCU
紧凑型数控电子换向 （EC） 电机驱动风扇设计的进步使得单个 FCU 外壳的开发成为可能，该外壳包含多个、分区、独立控制的直驱 EC 风扇，这些风扇提供单独的区域，从处理（冷却/加热）空气的公共增压室中汲取（如图 2 所示）。
这些装置通常包含一个多排冷却盘管和一个加热盘管。风扇的速度可以由集成控制器单独控制，该控制器询问所有单独的区域温度传感器并分配优先区域。这将是离其设定点最远的区域，例如，可能需要冷却。当多区 FCU 装置处于冷却模式时，优先空间接收全设计风量流量，其他冷却区按比例接收满足其较低冷却要求所需的空气流量。当时任何需要加热的空间都会停止风扇，并且不会输送空气。一旦满足冷却需求，并且仍然需要加热，则冷却盘管阀关闭，经过一段时间的吹扫后，冷却区风扇停止。加热盘管阀打开，加热区风扇启动。一旦加热需求得到解决，设备将恢复到冷却模式，然后可以继续循环。多区域装置通常位于为类似的热区域提供服务。FCU 集成控制器优化了冷却和加热水流量以及单个风扇速度，以最节能的方式提供所需的区域温度控制。
在图 1 所示的装置中，加热和冷却控制阀是电子压力无关阀 （EPIV）。EPIV 提供与压力无关型控制阀 （PICV） 相同的功能，如 CIBSE Journal CPD 模块 140 中所述;然而，EPIV 通过一个紧耦合的温度补偿在线超声波流量计来实现这一点，该流量计向阀门执行器控制器提供水流量信号。所需的流量由FCU集成控制器确定并发送到执行器。这允许阀门连续调节以提供正确的水流量。EPIV 将在低于 PICV 所需压力的压力下运行，通常为 1 至 15kPa，具体取决于系统峰值负载（与典型 PICV 的 20-30kPa 相比）。来自 EPIV 和风扇速度控制器的信号可以通过集成的 FCU 控制器向建筑能源管理系统（通过 BACNet 等协议）提供信息，以进行监控、记录、优化和预防性故障诊断。
与多个传统 FCU 的连接网络相比，单单元多区域 FCU 只需要一套管道和布线，并显着降低了安装和更换传统 FCU 的成本和环境影响。
多区域 FCU 不仅减少了第一个 Cat A 到 Cat B 过渡的技术浪费，还减少了随后所有租户离开的技术浪费，并且可以显着节省成本、时间和浪费。这否定了更换 FCU 的需求，否则会增加更多的隐含碳并增加建筑物的整个生命周期的碳足迹。
单个多区域单元可以作为 Cat A 装修的一部分进行安装，并最初使用，以便所有风扇和插座协同工作，为大型未分割空间提供服务——称为多区域就绪。这将被定位为最终可能服务于具有类似热负荷分布的区域。在 Cat B 期间，可以重新配置管道系统，以服务于每个新分区空间中的扩散器。
多区域 FCU 可以位于受控区域之外，例如，允许在其余区域设置更高的天花板，使用更少的检修面板和更少的空间。多区 FCU 所服务的房间的控制安排非常灵活，从每个区域的单独控制到通过楼宇管理系统 （BMS） 集中设置。
传统的装修周期本质上是浪费的。确定至少一部分初始建筑租户的需求可以为减少 Cat A 装修量提供机会，然后更换这些装修并可能浪费。如果建筑环境系统设计得易于适应各种建筑用途，这不仅会减少必要修改的规模，而且有可能缓解租户之间的过渡。
在系统设计的早期阶段评估适应性强的多区域 FCU 的应用，可以为未来的建筑租户提供具有成本效益、高效和灵活的制冷和供暖解决方案，与保持拆除和更换传统 FCU 的装修周期相比，该解决方案还可以显着减少生命周期的隐含碳。
