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

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

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

替換實物

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

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

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

也許實物替代的最大缺點是失去了機會。當單個部件或系統被簡單地換成新版本的舊設備時，管理者就不能從全局出發。有沒有不同的方式來加熱和調節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？一個系統的設計變更將如何影響設施內其他系統的運行？

在設計一個新的系統時，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或組件。今天的暖通空調系統具有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

更換舊的現有系統的最大好處之一是有機會提高暖通空調系統的運行效率。今天的系統，由于技術革新和建筑規范的變化，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，因此設施經理必須評估各種選擇并選擇對他們的設施最有利的那些。

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

用于控制和診斷的遠程監控是新一代系統中的另一項創新。通過對廣泛的系統參數進行持續監控，這些系統可以立即將系統運行中的異常情況通知管理人員；否則可能會在數天或數周內無法檢測到的異常情況。快速通知意味著可以更快地開始維修，提高舒適性并減少能源浪費。

變頻驅動器現在在大多數新一代系統中很常見，應用于從泵和風扇電機到冷卻器的能源系統，這些驅動器通過改變驅動器的速度來匹配負載來節省能源。

傳統的暖通空調系統設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。無論設施的占用情況如何，這些系統中引入室外空氣的速率趨于恒定。相比之下，需求控制通風系統使用二氧化碳傳感器網絡，根據實際需要調整新風通風量，從而減少必須加熱或冷卻的新風量。

在新的系統設計中，還有許多其他的節能創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用程序，但是系統設計者應該被引導去識別和評估它們。

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帶來的長期利益。一種方法是執行一個簡單的回報分析。

簡單的投資回報分析計算節能選項產生的節約，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，并為產生這些額外成本提供了一個易于理解的論據。

雖然簡單的回報可以證明這些節能選項的價值，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時間。通過執行生命周期成本分析，可以計算出這些效益帶來的節約。

生命周期成本分析考慮了系統的總體擁有成本，包括初始成本、培訓成本、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施連接才能安裝系統，則這些費用也包括在內。然后將這些成本與新的、更高效的系統將產生的節約進行權衡。

不管怎樣，設施管理者必須進行某種回報分析，以證明新系統中包含的節能功能成本較高。

維護設計

維護人員最大的抱怨之一是系統設計者在設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。空氣處理機安裝在離墻壁或其他設備很近的地方，空氣過濾器必須彎曲才能拆除或安裝。設備位于建筑物屋頂上，不易接近。

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

維修人員的一句俗話是，設計師安裝了某個大型設備，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。他們無法訪問設備以維護設備，從而導致系統運行效率低下和早期故障。

第二個問題出現在更換設備的時候。可能需要拆除墻壁，將設備切割成若干部分，以便將其運出大樓，這使得更換系統的成本更高。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。

為機電系統分配一個區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，人們普遍將負責設計和建造過程的人員與設施完成后的操作人員分開。這導致兩組人有兩個完全不同的目標。那些設計和建造的人被期望在預算內按時完成任務。如果這意味著削減暖通空調系統的功能，或減少分配給機械設備的空間，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。他們認為設計團隊正在進行的“價值工程”對他們和設施的運行有著長期的影響。

為維護而設計需要管理人員和維護人員從一開始就參與設計過程。設計師和建筑業根本不關注維護和運營問題。為維護而設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施，總是很難獲得足夠的資金。必須做出妥協，尤其是當管理者們在推動一種非成本最低的設計方案時。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。

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

預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。

設計維護噩夢示例

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備。最初的設計要求把250噸重的冷卻塔放在大樓的屋頂上，但是當提交計劃時，建筑業主決定他們不想看到冷卻塔，所以設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，冷卻塔風扇軸上的一個軸承出現故障，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。結果是，這棟建筑總共失去了5天的空調，而這份工作本來應該只需要幾個小時。
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