既有建筑空調(diào)通風系統(tǒng)改造的適宜性研究

蔣小易（華建集團華東建筑設計研究總院， 上海 200002）

近年來，隨著大眾對環(huán)境問題重視程度的提高，延長既有建筑壽命、有效利用有限資源已成為重要的社會要求。在我國，一些既有建筑由于使用功能變化或者已有系統(tǒng)效率低、設備老化導致出力不足等原因，特別是為其配套的空調(diào)通風系統(tǒng)因使用年限較久、運行管理不完善等原因，已無法滿足使用要求。存在室內(nèi)參數(shù)無法保證、舒適性差并且能耗大等問題，亟需進行改造升級。

結(jié)合既有建筑新的使用功能需求，根據(jù)空調(diào)通風系統(tǒng)的具體運行情況，按照現(xiàn)行的各種規(guī)范標準，合理對空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源系統(tǒng)、輸配系統(tǒng)及空氣處理系統(tǒng)進行適宜性改造。研究表明，進行改造后，可在滿足建筑新的使用要求同時，提高空調(diào)通風系統(tǒng)的運行效率，延長空調(diào)通風設備的使用壽命。

1 既有建筑空調(diào)通風系統(tǒng)改造的適宜性探討

1.1 既有建筑空調(diào)通風系統(tǒng)改造的需求

既有建筑空調(diào)通風系統(tǒng)的改造必須先和開發(fā)商或建設方進行充分溝通交流，明確改造目的后方可拿出有針對性的適宜性方案。空調(diào)通風系統(tǒng)的改造中常見的改造原因或目的包括使用功能調(diào)整、主要設備老化、系統(tǒng)故障頻發(fā)或者配合建筑物綜合改造等。

1.2 現(xiàn)狀調(diào)研是適宜性改造的關鍵

既有建筑空調(diào)通風系統(tǒng)的現(xiàn)狀調(diào)研首先得分析研究原有系統(tǒng)的設計及竣工資料，再與物業(yè)公司一起熟悉并整理系統(tǒng)投入使用后的運行記錄，特別是建成后的局部改造或者部分設備的替換與維修記錄。了解建筑內(nèi)使用者的感受以及期望值也是制定既有建筑空調(diào)通風系統(tǒng)適宜性改造方案的重要依據(jù)。

1.3 綜合各方因素制定改造的適宜性方案

既有建筑更新改造主要是通過對既有建筑進行修理或修復、改建、更新，提高其各項性能，使其與時代變化同步。在了解開發(fā)商或建設方需求，并對現(xiàn)狀做過詳盡調(diào)研之后，既有建筑空調(diào)通風系統(tǒng)的改造應綜合各方因素制定改造的適宜性方案，主要包括 3 個方面。

（1）既有建筑空調(diào)通風系統(tǒng)現(xiàn)狀與現(xiàn)有標準規(guī)范不相適應兩部分，是改造過程中首先要提醒開發(fā)商或建設方并要嚴格執(zhí)行的，如消防要求以及空調(diào)通風設備的能耗指標等。

（2）改造項目還應特別關注施工的可操作性和便捷性。很多項目更新改造時，開發(fā)商或建設方的前提要求是不搬家，邊使用邊施工，因此，采用低噪聲、低振動、控制灰塵發(fā)生等改造工藝且結(jié)合使用時間計劃適宜的改造工期就顯得格外重要。對空調(diào)系統(tǒng)改造而言，要充分利用夏季制冷、冬季供暖或過渡季的錯時特點制定適宜的改造方案。有些項目即使不要求邊使用邊改造，但亦十分注重改造的時效性，所以充分考慮改造方案的時效性是制定適宜性改造方案的前提。

（3）既有建筑改造與新建項目有很多不同之處，但也有諸多共同點值得注意。① 工程造價及投資收益等經(jīng)濟性分析是開發(fā)商或建設方的重要關注點之一。② 結(jié)合現(xiàn)有系統(tǒng)，通過比選確定適合當下使用要求并盡可能滿足未來發(fā)展的系統(tǒng)形式和新建項目的設計過程一樣。③ 與新建項目一樣，既有建筑系統(tǒng)改造過程中，從前期調(diào)研、設計、施工和調(diào)試優(yōu)化階段需要廣泛研討，綜合多方意見得出適宜性的方案或方法。

2 應用實例

2.1 項目概況

（1）某項目位于上海浦東地區(qū)，為一棟建筑高度約 80 m 的高層建筑，主要功能為辦公及商業(yè)。地上總建筑面積約 26 000 m2，1 F 為大堂，2 F、3 F 為餐飲，4～19 F 為標準辦公層，20 F 4 角為屋面，其他為會議室和辦公等，21 F為設備層，22 F 為 LOFT 辦公（該層設置了獨立的 VRV 空調(diào)機組，室外機置于 20 層屋面，不屬于本次集中式空調(diào)的改造范圍）。

（2） 現(xiàn)有空調(diào)冷熱源及輸配系統(tǒng)。大樓現(xiàn)正使用 6 臺制冷量為 620 kW 的風冷熱泵機組（冷媒為 R 22，機組銘牌顯示出廠日期為 2003 年 5 月，實際調(diào)試日為 2005 年 10月），6 臺熱泵機組分別放置于 20 層塔樓 4 個對角屋面，配套選用 8 臺（6 用 2 備）臥式離心式水泵，設于 21 層空調(diào)水泵房內(nèi)，水泵房內(nèi)還設有分集水器和開式膨脹水箱等設備。該集中冷熱源主要服務1～20 F，其中，1～3 F 采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)，4～20 F 標準辦公層末端采用風機盤管加新風系統(tǒng)。空調(diào)水系統(tǒng)為兩管制，主立管分為 4 組，分別為1～3 F、4～20 F 新風機組、4～20 F 南側(cè)辦公風機盤管和4～20 F 北側(cè)辦公風機盤管服務，4 組立管分別置于 2 個新風機房和排風機房的管道井中。

2.2 現(xiàn)狀調(diào)研與方案研討

（1）該項目開發(fā)商（業(yè)主）的改造需求主要如下所示。① 造價控制在約定范圍之內(nèi)。② 利用過渡季等非空調(diào)時間改造完成。③ 要求在改造期間要滿足邊施工邊使用。

（2）根據(jù)該項目業(yè)主的改造需求，由設計院、物業(yè)公司與咨詢公司等多方組成的聯(lián)合工程組通過與業(yè)主溝通、查閱竣工圖、現(xiàn)場查看與調(diào)研，得出初步改造方案。隨后業(yè)主再委托第三方咨詢公司對初步改造方案進行評估，現(xiàn)狀調(diào)研、初步改造方案及評審情況詳見表 1。

表 1 現(xiàn)狀調(diào)研、初步改造方案及評審情況

（3）針對第三方的評審意見，聯(lián)合工作組給出解決方案后，業(yè)主再次組織相關專家進行了再評審，詳見表 2。經(jīng)過幾輪研討及評審，最終形成初步的適宜改造方案為表 2 中的方案 2。

（4）業(yè)主關注的造價問題，對聯(lián)合工作組提出改造方案的經(jīng)濟性也組織相關專家進行了評審，詳細意見見表 3。

2.3 綜合各方因素的適宜性改造方案

經(jīng)過詳盡的現(xiàn)狀調(diào)研，特別是考慮到開發(fā)商（業(yè)主）邊施工邊使用等諸多改造訴求，通過對改造方案的多方位評審，提出了適宜該項目的空調(diào)系統(tǒng)改造方案。

（1）更換現(xiàn)有 6 臺風冷熱泵機組， 新機組 COP 符合上?，F(xiàn)行節(jié)能標準，冷媒為環(huán)保冷媒 R134A，為減少對屋面結(jié)構(gòu)及承重的影響，臺數(shù)不變。

（2）更換空調(diào)水系統(tǒng)的主要管段，包括風冷熱泵機組的接管、21 層空調(diào)水泵房的水管以及大樓空調(diào)水系統(tǒng)主立管。

（3）考慮到原水泵使用情況良好，不更換現(xiàn)有 8 臺空調(diào)循環(huán)水泵。

表 2 對初評意見解決方案的再評審情況

表 3 改造方案的經(jīng)濟性評審

（4）2、3 層餐飲等功能區(qū)域配合租戶入駐，將區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)與原大系統(tǒng)分開。根據(jù)租戶實際使用采用風冷熱泵型變制冷劑流量的多聯(lián)空調(diào)（VRV）系統(tǒng)，既能滿足餐飲營業(yè)的靈活性，又方便計費。同時又能避免在辦公工作時間外開啟熱泵機組，產(chǎn)生“大馬拉小車”的情況，多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)外機可根據(jù)現(xiàn)場實際設置。

（5）采用切實有效的水處理方法，以保證系統(tǒng)正常運行的水質(zhì)要求，并能延長管材壽命。原水系統(tǒng)采用電子除垢儀，屬于物理法水處理，水質(zhì)處理效果較差，建議更換為在線化學加藥處理，可在線實時監(jiān)測水質(zhì)并根據(jù)水質(zhì)自動加藥。

（6）21 層空調(diào)水泵房內(nèi)的空調(diào)水管，同屋面水管一樣，在保溫層外面增加鋁殼保護，減緩水管的外壁腐蝕。

（7）對于大樓已有但未實際運行的 BA 系統(tǒng)，由原廠家進行現(xiàn)場重新調(diào)試，更換老舊部件，恢復自控系統(tǒng)，進行科學的節(jié)能運行。

（8）除更換熱泵機組進出水管上的閥門外，對于每層風機盤管的主分支總管的蝶閥進行更換，每臺新風空調(diào)箱的供回水管上的各類閥門進行更換。

（9）首層大堂正門廳處，針對原有的一臺全空氣空調(diào)機組供冷供熱不足空調(diào)效果不理想的情況，增加一套風冷熱泵型變制冷劑流量的多聯(lián)空調(diào)（VRV）系統(tǒng)，為減少對室內(nèi)裝修的影響，室內(nèi)機采用 4 臺四面出風的多聯(lián)機組。

2.4 實際效果

該項目改造完成后，正好進入冬季，系統(tǒng)馬上投入供熱運行，水系統(tǒng)運行平穩(wěn)正常，室內(nèi)溫度令業(yè)主和租戶滿意，熱泵自控系統(tǒng)亦運行正常，擺脫了十幾年來完全靠物業(yè)人工管理熱泵機組運行的情況。

3 結(jié) 語

（1）既有建筑空調(diào)通風系統(tǒng)的改造需結(jié)合既有建筑新的使用功能需求。根據(jù)空調(diào)通風系統(tǒng)的具體運行情況，按照現(xiàn)行的各種規(guī)范標準，從系統(tǒng)改造的現(xiàn)實性、先進性和可靠性等方面對空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源系統(tǒng)、輸配系統(tǒng)及空氣處理系統(tǒng)等進行合理的適宜性改造。

（2） 既有建筑空調(diào)通風系統(tǒng)的改造項目需通過精準的現(xiàn)狀調(diào)研。經(jīng)過全面的方案評審，兼顧經(jīng)濟性，特別應從施工過程的安全可靠與時效性等方面制定并適時調(diào)整然后得出適宜性的改造方案。