模組 227：減少風機盤管裝置的裝修浪費和碳足跡
本模組探討了 FCU 的裝修過程，以及如何改善滿足新租戶需求的環境和財務影響
當新租戶接管商業建築的一部份時，無論是新建築還是現有租賃場所，他們的特定要求很可能需要重新配置和改裝空間以滿足他們的特定需求。這個過程被稱為「裝修」，可能會在財務和環境方面造成巨大的費用，因為以前對前租戶有用的硬件，如隔板、家具、固定裝置、照明、IT和環境系統，被各種改變、移除或更換。
導致這種潛在揮霍過程的一個常見元素是風機盤管單元 （FCU）。該持續專業發展部將考慮裝修過程，並評估一些可能改善裝修商業建築的環境和財務影響的方案，以滿足租戶的需求。
AHU還是傳統FCU？
空氣處理機組 （AHU） 和傳統的單風扇或多風扇 FCU 通常都包括至少一個過濾器、一個冷卻盤管（帶冷凝水收集和排放）、一個加熱盤管（在大多數 FCU 中）、一個供氣風扇和檢修面板，以便進行維修。AHU通常采用全面的濕度控制，可能提供（至少一部份）室外空氣，並且通常受益於從提取的空氣中回收熱量。
主要區別在於，AHU 是一個集中式系統，可以調節建築物中多個區域的空氣，而傳統的單風扇 FCU 是一種分散式系統，可以調節再迴圈空氣以控制單個區域的溫度。FCU 通常用於提供局部單區冷卻和加熱，並與集中式 AHU 結合使用，該 AHU 向該區域提供回火室外空氣，並從該區域去除有害空氣。
根據英國皇家特許測量師學會 （RICS） 的說法，1英國建築總支出的約11%用於裝修。RICS建議，建築物在其生命周期內可能會經歷多達30至40次裝修。對於新的建築外殼，或已經完全翻新的建築外殼，Cat A 裝修通常包括入住所需的基本元素，但仍然提供一塊「空白畫布」，供租戶個人化。
它通常包括基本（基礎設施）電氣、管道和機械服務、高架通道地板、成品墻面覆蓋物和吊頂等元素，並包括提供走廊、樓梯、電梯和廁所設施。在此階段可能包括空調。在商業領域，有幾種供暖、通風和空調 （HVAC） 解決方案可供選擇，但 FCU 是一種常見的選擇，因為它們能夠為租戶提供對室內溫度的區域控制。
在這個階段，開放式區域通常很廣闊，需要選擇大型而強大的 FCU 來滿足對空調的需求。服務於建築物周邊玻璃附近區域的 FCU 的尺寸可同時滿足供暖和制冷要求。在熱損失最小的中心區域，FCU 通常僅用於冷卻目的。
物業空間出租後，Cat B 裝修會根據租戶的特定需求客製該區域。這包括重新配置內部布局，以建立工作空間、接待區、廚房設施和會議室。它還包括安裝所有必要的IT，視聽器材和照明系統。
這些改動可能會對加熱和冷卻要求產生影響，並且 Cat A 裝修中 FCU 的原始位置不再是滿足新布局要求的最佳位置，這是很常見的。最初安裝的較大 FCU 現在可能不適合在可能是較小空間的集合中調節空氣。大多數 FCU 通常選擇以大約一半的風扇速度執行，以允許上下有一些變化以應對需求波動。
然而，FCU 在低速下不能最有效地執行，因此在非常低的速度下長時間執行（以滿足較小的負載），它們將無法以最佳效能執行。
因此，一些較大的 FCU 可能會在 Cat B 裝修期間被移除，並可能被更適合滿足更新布局要求的較小 FCU 所取代。這些較大的FCU可能會在專案的其他地方找到用處，但在許多情況下，它們不再需要。制造商通常不接受這些器材退貨，因為它們之前已經安裝、偵錯過，並且已經在 Cat A 階段執行過——基本上使它們成為二手器材。
承包商可能會選擇保留大型 FCU 並將其儲存起來以備其他專案使用;然而，很大一部份很可能最終成為廢料進行金屬回收。移除原始 FCU 的過程不僅會消耗時間和金錢，還會產生額外的隱含碳和廢物。在租賃期結束時，新租戶可能需要修改布局，需要重新定位現有的FCU或購買新的FCU，以有效管理空間的供暖或制冷需求。
在某些情況下，特別是當房東和租戶之間的糾紛導致租約終止時，房東可能會堅持將建築物恢復到原來的狀態。這通常涉及根據建築物所有者的原始規格拆除 FCU 和安裝新的、更大的 FCU。但是，這些較大的 FCU 可能被認為是臨時的，可能會在再次租用空間時更換。這種迴圈進一步加劇了碳排放，並導致了建築垃圾。
有幾種選擇可以幫助防止這種浪費的（並且可能重復的）FCU移除和更換迴圈，如下所述。
第一種選擇是專案可以繞過 Cat A 階段，直接進入 Cat B 階段。然而，這種方法在設計階段需要高水平的協作，並且只有在確定了建築物的最終客戶時才可行。例如，當一家大公司決定建造和占用建築物或承諾長期租賃該物業時，這種情況就成為可能。
雖然這種情況確實發生，但它仍然不常見，而且並非沒有挑戰。Cat B 規範必須在專案的早期就確定，因此，如果不仔細管理，公司戰略、結構或規模的變化所需的任何設計修改都可能帶來一系列問題。
或者，一種選擇是利用更多較小的 FCU，提供增強的固有靈活性，並可能減少在拆卸和更換過程中產生的廢物，否則可能需要這些廢物。然而，雖然這種方法可以減少在 Cat B 階段不得不重新審視 FCU 策略的可能性，但它會導致建築物所有者的成本增加，同時減少租戶的 Cat B 費用。
每個較小的FCU還將涉及控制器、閥組、管道和電氣連線的安裝。FCU數量的增加也將增加結構協調的復雜性，以縮小尺寸的區域（或「海灣」）。雖然使用較小的 FCU 可以增強物業的吸重力並使其對潛在租戶更具吸重力，但在向建築物所有者證明這筆支出的合理性時，與采購和安裝額外 FCU 相關的初始成本可能會帶來挑戰。
對於較大的多層專案，一個更激進的選擇是只將部份樓層裝修為Cat A，並在租戶獲得保障後將其余樓層裝修為Cat B。然而，直接的 Cat B 裝修可能需要安裝完整的基礎設施管道、管道系統和布線，因此租戶可能需要更長的等待時間才能正確利用他們的空間。這可能會阻止一些時間至關重要的客戶。然而，它可能提供一種更可持續、更具成本效益的方法。
本文將討論的最後一個選項提供了一種新穎的 FCU 系統，該系統可以安裝以完全滿足 Cat A 的需求，然後進行調整以允許重復使用（主要是管道系統和擴散器改動），以完全滿足 Cat B 的租戶要求。「多區域」FCU（如下圖1所示）最多可為五個區域供電，每個區域可以在不同的溫度設定點下執行，並具有不同的負載曲線。雖然外觀相似，但這與具有多個龍頭的傳統單風扇或多風扇 FCU 有很大不同，因為這不會提供連續控制總流量到單獨出口的比例的機會。
多區域 FCU
緊湊型數控電子換向 （EC） 電機驅動風扇設計的進步使得單個 FCU 外殼的開發成為可能，該外殼包含多個、分區、獨立控制的直驅 EC 風扇，這些風扇提供單獨的區域，從處理（冷卻/加熱）空氣的公共增壓室中汲取（如圖 2 所示）。
這些裝置通常包含一個多排冷卻盤管和一個加熱盤管。風扇的速度可以由整合控制器單獨控制，該控制器詢問所有單獨的區域溫度傳感器並分配優先區域。這將是離其設定點最遠的區域，例如，可能需要冷卻。當多區 FCU 裝置處於冷卻模式時，優先空間接收全設計風量流量，其他冷卻區按比例接收滿足其較低冷卻要求所需的空氣流量。當時任何需要加熱的空間都會停止風扇，並且不會輸送空氣。一旦滿足冷卻需求，並且仍然需要加熱，則冷卻盤管閥關閉，經過一段時間的吹掃後，冷卻區風扇停止。加熱盤管閥開啟，加熱區風扇啟動。一旦加熱需求得到解決，器材將恢復到冷卻模式，然後可以繼續迴圈。多區域裝置通常位於為類似的熱區域提供服務。FCU 整合控制器最佳化了冷卻和加熱水流量以及單個風扇速度，以最節能的方式提供所需的區域溫度控制。
在圖 1 所示的裝置中，加熱和冷卻控制閥是電子壓力無關閥 （EPIV）。EPIV 提供與壓力無關型控制閥 （PICV） 相同的功能，如 CIBSE Journal CPD 模組 140 中所述;然而，EPIV 透過一個緊耦合的溫度補償線上超聲波流量計來實作這一點，該流量計向閥門執行器控制器提供水流量訊號。所需的流量由FCU整合控制器確定並行送到執行器。這允許閥門連續調節以提供正確的水流量。EPIV 將在低於 PICV 所需壓力的壓力下執行，通常為 1 至 15kPa，具體取決於系統峰值負載（與典型 PICV 的 20-30kPa 相比）。來自 EPIV 和風扇速度控制器的訊號可以透過整合的 FCU 控制器向建築能源管理系統（透過 BACNet 等協定）提供資訊，以進行監控、記錄、最佳化和預防性故障診斷。
與多個傳統 FCU 的連線網絡相比，單單元多區域 FCU 只需要一套管道和布線，並顯著降低了安裝和更換傳統 FCU 的成本和環境影響。
多區域 FCU 不僅減少了第一個 Cat A 到 Cat B 過渡的技術浪費，還減少了隨後所有租戶離開的技術浪費，並且可以顯著節省成本、時間和浪費。這否定了更換 FCU 的需求，否則會增加更多的隱含碳並增加建築物的整個生命周期的碳足跡。
單個多區域單元可以作為 Cat A 裝修的一部份進行安裝，並最初使用，以便所有風扇和插座協同工作，為大型未分割空間提供服務——稱為多區域就緒。這將被定位為最終可能服務於具有類似熱負荷分布的區域。在 Cat B 期間，可以重新配置管道系統，以服務於每個新分區空間中的擴散器。
多區域 FCU 可以位於受控區域之外，例如，允許在其余區域設定更高的天花板，使用更少的檢修面板和更少的空間。多區 FCU 所服務的房間的控制安排非常靈活，從每個區域的單獨控制到透過樓宇管理系統 （BMS） 集中設定。
傳統的裝修周期本質上是浪費的。確定至少一部份初始建築租戶的需求可以為減少 Cat A 裝修量提供機會，然後更換這些裝修並可能浪費。如果建築環境系統設計得易於適應各種建築用途，這不僅會減少必要修改的規模，而且有可能緩解租戶之間的過渡。
在系統設計的早期階段評估適應力強的多區域 FCU 的套用，可以為未來的建築租戶提供具有成本效益、高效和靈活的制冷和供暖解決方案，與保持拆除和更換傳統 FCU 的裝修周期相比，該解決方案還可以顯著減少生命周期的隱含碳。
