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贺江波:让历史建筑焕发新生

来源:海尔中央空调 作者:钱亮

2020-09-29 10:01:00


——专访华建集团上海建筑设计研究院有限公司高级工程师贺江波


上海是一座极为独特的城市,在中国近代化的进程中扮演了非常重要的角色。上海的近代建筑以独特的艺术风格展示出了建筑设计中最为精彩的一部分。因此,上海越来越多的老建筑被划入历史建筑保护名录之中。如何对历史建筑内部设施进行升级改造,让历史建筑焕发新生,成为建筑设计师们亟待解决的问题。上海邮政大楼是沪上老建筑的代表,上海邮政大楼节能改造则是上海市历史建筑节能综合改造的一个缩影。

近期,《机电信息·中央空调市场》有幸采访到华建集团上海建筑设计研究院有限公司高级工程师贺江波。作为一名在既有建筑节能改造上拥有丰富经验的优秀设计师,他对于历史建筑的暖通系统的更新改造有着独到且深刻的见解。

上海邮政大楼建于1924年,造价为320万银元,是全国唯一一座仍在使用的具有鲜明邮政特色的标志性建筑。大楼总建筑面积为36 000 m2,囊括了4栋办公楼、1栋食堂及1个建筑面积约为1 000 m2的共享中庭。2006年1月1日,上海邮政博物馆主馆正式向社会开放,重现当年“远东第一大厅”的雄风。1996年11月20日,大楼被国务院公布为第四批全国重点文物单位。同年,大楼增设中央空调系统,采用了水冷涡旋式冷水机组搭配蒸汽锅炉的冷热源方案。目前,由于空调主机使用年限较长,设备经常发生故障,制冷能力大大衰减,水泵和冷却塔设备也严重老化,高能耗、高运维成本等困扰随之而来。上海邮政大楼的节能改造行动亟待展开。

项目方对空调系统提出了“高效节能、可靠性高、噪声低” 等几个方面的改造要求。“上海邮政大楼是历史悠久的全国保护性建筑,对于大楼空调系统的改造不仅不能破坏或改动原有的建筑结构,还要尽可能地保护其历史风貌。但大楼原先的暖通系统设计中并未考虑到后期大型设备的更新改造问题,楼梯通道狭窄、地下室机房空间受限均成为改造工程中的难题。”贺江波说道,“另外,大楼主要的办公及展厅等功能区域要求设备尽可能地降低噪声,因此项目改造方案应该将机组的噪声、振动对周围环境产生的影响纳入考虑范围。”

在实地走访项目现场并和项目方多次讨论后,贺江波的设计团队给出了4种方案:第1种是采用涡旋式冷水机组替代原有的水冷涡旋式模块机组 ;第2种是采用水冷螺杆机组对原主机进行替换 ;第3种是选用螺杆式风冷热泵机组;第4种是采用磁悬浮离心式冷水机组替代旧机组。

“如果采用螺杆式风冷热泵机组,除了可以满足夏季制冷需求外,还可以替代原有锅炉满足冬季供暖需求,然而考虑到建筑本身的条件限制,螺杆式风冷热泵机组必须放置在建筑屋顶,这样不仅会大大增加大楼承载负荷,而且在设备运行中产生的噪声还会对周边建筑环境造成较大影响。”贺江波解释道。与存在诸多不确定因素的螺杆式风冷热泵机组方案相比,磁悬浮离心式冷水机组方案具有很大的优势。海尔磁悬浮机组采用了永磁无刷直流电机和磁悬浮轴承技术,这使得压缩机效率大大提高,尤其是在部分负荷工况下,IPLV可达11.32。另外,磁悬浮机组系统运动部件少,没有复杂的油路系统、油冷却系统、油过滤器等,因此机组在运行中不会产生机械摩擦,这不仅有效降低了运行噪声,还减少了日常的维护费用。

海尔模块式磁悬浮冷水机组

针对机房空间狭小的难点,海尔模块式磁悬浮冷水机组以小巧的机身有效避免了对建筑外墙及建筑结构的破坏,其不仅具有常规整体式磁悬浮机组所具备的高效节能、静音减噪、维护费用低等优势,还具有模块化、可拆解、独立搬运、快速拼装、占地面积小等特点,适合应用于机组安装条件较差的改造项目。

随着我国绿色建筑节能政策的完善落实,各地区低碳环保、节能减耗的工作也在持续推进,而以去除高能耗、淘汰旧产能为目的的老旧建筑节能改造成为相关部门的工作重点。中央空调系统作为耗能“大户”,其系统的节能性与建筑节能达标有着莫大关系。2019年,国家发改委印发的《绿色高效制冷行动方案》中明确表示:“到2030年,大型公共建筑制冷能效提升30%,制冷总体能效水平提升25%以上。” 因此加强制冷领域的节能改造势在必行。然而,即便国家制定了利好的政策,面对巨大的公共建筑改造市场,业内众多机电公司甚至设计单位仍持观望态度,对于历史建筑的节能改造更是避之不及。

“我们国家拥有太多的历史建筑,这些建筑的暖通系统改造是一项长期而艰巨的任务。其一,设计师对原有老旧系统的功能特点、使用效果深入了解后,需要根据现场情况和相关标准设计出最适合的暖通系统改造方案。其二,老旧建筑改造的大型设备安装难度较高,要在短时间内完成机组搬运、管路铺设以及调试工作,具有一定的难度。简单地说,老旧建筑改造时间短、任务重、利润低、效果未知,是机电公司不轻易参与的主要原因。”贺江波对于老旧建筑暖通系统节能改造工作现状解释道。

诚然,上海邮政大楼暖通系统改造方案并不适用于所有历史悠久的老旧建筑,但是整个项目在设计、实施过程中却给业内人士提供了诸多可借鉴之处。从项目改造方案设计之初,设计师不仅需要对旧系统有充分的认识,同时还要充分考虑施工过程的便捷性,了解改造项目建筑的现状及其现有空调系统运行存在的主要问题、改造需求,唯有如此,才能够结合建筑特点选择合理适用的暖通空调系统改造方案。

历史建筑不仅仅是一段时期历史的见证,更是传承中华民族优秀文化的重要载体,具有明显的稀缺性和不可再生性。保护和利用好历史建筑,对城市文化底蕴的提升与传统城市风貌的延续意义重大。相信未来,随着以磁悬浮中央空调为代表的节能技术的大规模应用,更多的历史建筑将焕发新生。

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