既有建筑空調通風系統改造的適宜性研究

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通風系統因使用年限較久、運行管理不完善等原因，已無法滿足使用要求。存在室內參數無法保證、舒適性差并且能耗大等問題，亟需進行改造升級。

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

1 既有建筑空調通風系統改造的適宜性探討

1.1 既有建筑空調通風系統改造的需求

既有建筑空調通風系統的改造必須先和開發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。空調通風系統的改造中常見的改造原因或目的包括使用功能調整、主要設備老化、系統故障頻發或者配合建筑物綜合改造等。

1.2 現狀調研是適宜性改造的關鍵

既有建筑空調通風系統的現狀調研首先得分析研究原有系統的設計及竣工資料，再與物業公司一起熟悉并整理系統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。了解建筑內使用者的感受以及期望值也是制定既有建筑空調通風系統適宜性改造方案的重要依據。

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。在了解開發商或建設方需求，并對現狀做過詳盡調研之后，既有建筑空調通風系統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）既有建筑空調通風系統現狀與現有標準規范不相適應兩部分，是改造過程中首先要提醒開發商或建設方并要嚴格執行的，如消防要求以及空調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、控制灰塵發生等改造工藝且結合使用時間計劃適宜的改造工期就顯得格外重要。對空調系統改造而言，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濟性分析是開發商或建設方的重要關注點之一。② 結合現有系統，通過比選確定適合當下使用要求并盡可能滿足未來發展的系統形式和新建項目的設計過程一樣。③ 與新建項目一樣，既有建筑系統改造過程中，從前期調研、設計、施工和調試優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，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。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 空調機組，室外機置于 20 層屋面，不屬于本次集中式空調的改造范圍）。

（2） 現有空調冷熱源及輸配系統。大樓現正使用 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 層空調水泵房內，水泵房內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 采用全空氣空調系統，4～20 F 標準辦公層末端采用風機盤管加新風系統?？照{水系統為兩管制，主立管分為 4 組，分別為1～3 F、4～20 F 新風機組、4～20 F 南側辦公風機盤管和4～20 F 北側辦公風機盤管服務，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 現狀調研與方案研討

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

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

表 1 現狀調研、初步改造方案及評審情況

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

（4）業主關注的造價問題，對聯合工作組提出改造方案的經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

經過詳盡的現狀調研，特別是考慮到開發商（業主）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系統改造方案。

（1）更換現有 6 臺風冷熱泵機組， 新機組 COP 符合上海現行節能標準，冷媒為環保冷媒 R134A，為減少對屋面結構及承重的影響，臺數不變。

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

（3）考慮到原水泵使用情況良好，不更換現有 8 臺空調循環水泵。

表 2 對初評意見解決方案的再評審情況

表 3 改造方案的經濟性評審

（4）2、3 層餐飲等功能區域配合租戶入駐，將區域空調系統與原大系統分開。根據租戶實際使用采用風冷熱泵型變制冷劑流量的多聯空調（VRV）系統，既能滿足餐飲營業的靈活性，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，產生“大馬拉小車”的情況，多聯空調系統室內外機可根據現場實際設置。

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

（6）21 層空調水泵房內的空調水管，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，由原廠家進行現場重新調試，更換老舊部件，恢復自控系統，進行科學的節能運行。

（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機組供冷供熱不足空調效果不理想的情況，增加一套風冷熱泵型變制冷劑流量的多聯空調（VRV）系統，為減少對室內裝修的影響，室內機采用 4 臺四面出風的多聯機組。

2.4 實際效果

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

3 結 語

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

（2） 既有建筑空調通風系統的改造項目需通過精準的現狀調研。經過全面的方案評審，兼顧經濟性，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整然后得出適宜性的改造方案。