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發(fā)熱電纜供暖系統(tǒng)在古建筑中的應(yīng)用實(shí)例分析

背景資料：克勤郡王府是順治年間所建，原占地面積不大，平面布局與王府規(guī)制尚符。府路南影壁尚存，府前部只存東翼樓。后部的內(nèi)門、后寢與東西配房、后罩房均保存完整。西部跨院也存大部分原有建筑。民國后最后一代克勤郡王曼森，將府售給了熊希齡為住宅，現(xiàn)后寢兩山墻角柱石上，尚存熊希齡和夫人朱其慧將財(cái)產(chǎn)交由北京救濟(jì)會(huì)的刻字內(nèi)容。為北京市重點(diǎn)保護(hù)文物。2002年全面修繕時(shí)在供暖設(shè)施的選擇上采用了發(fā)熱電纜地面輻射供暖系統(tǒng)。
    古建筑是祖先留給我們的寶貴遺產(chǎn)，由于其本身具有深厚的歷史文化內(nèi)涵，古建筑在建筑領(lǐng)域中一直是一個(gè)特殊而神秘的領(lǐng)域。目前，地球上現(xiàn)存保存完整的古建筑已為數(shù)不多，而它們每年也正在風(fēng)沙、雨水的侵蝕和人為的破壞等因素下受到威脅，古建筑的修繕和保護(hù)工作任重道遠(yuǎn)。為使這些古建筑得以長時(shí)間的保存，需要利用先進(jìn)的科學(xué)手段對(duì)其進(jìn)行精心維護(hù)和修繕。
    北京市在《北京舊城25片歷史文化保護(hù)區(qū)保護(hù)規(guī)劃》中強(qiáng)調(diào)：必須以“院落”為基本單位進(jìn)行保護(hù)和更新，不得破壞原有院落布局和胡同機(jī)理，必須遵照?qǐng)?zhí)行?！侗本v史文化名城保護(hù)規(guī)劃》確定了40片歷史文化保護(hù)區(qū)，其中30片在北京舊城，總占地1278公頃，占舊城面積的21％；加上文物保護(hù)單位保護(hù)范圍及其建設(shè)控制帶，總面積達(dá)2617公頃，約占舊城面積的42％。北京正在治理空氣污染和整治環(huán)境污染，而城市空氣污染頭號(hào)殺手是采暖設(shè)備排出的廢氣。由上面的分析可以看出，古建筑中選擇適合的采暖方式，將有利于整個(gè)北京的環(huán)境保護(hù)和治理。對(duì)于處于采暖區(qū)域的古代建筑，采暖問題一直是專家研究和解決的課題。北京古代建筑原來的采暖改造方式有燃煤、燃油、燃?xì)饣蛘哂秒婂仩t帶暖氣片，少量還有采用中央空調(diào)和發(fā)熱電纜地面輻射供暖的。
    無論是采用燃油、燃?xì)膺€是電鍋爐，必不可少的設(shè)施是鍋爐房、煙囪和室外管線，這些設(shè)備和管線破壞了整個(gè)建筑的和諧和美觀，占用了有效的綠地面積；燃油和燃?xì)猱a(chǎn)生的廢氣又對(duì)環(huán)境造成了污染。雖然可以通過科學(xué)手段降低空氣污染，但廢氣中所含的有害化合物卻給古建筑本身帶來了腐蝕和污染，這種傷害是采取任何手段都不能避免的。對(duì)于這三種熱源帶動(dòng)的散熱器來說，由于散熱器主要是靠對(duì)流來散熱，就需要比較高的溫度來加熱空氣，所以散熱器表面的溫度比較高，一般要在70℃左右，這樣的高溫烘烤對(duì)于靠近散熱器的木質(zhì)結(jié)構(gòu)物來說是致命的，高溫的烘烤導(dǎo)致油漆的變色、開裂和木制品的變形；另外，由于古建筑的防水要求非常高，水暖系統(tǒng)的水跑冒滴漏也成了隱患之一，這些問題在古代建筑的保護(hù)中都已經(jīng)引起了有關(guān)方面專家的高度重視。
    再來看中央空調(diào)在古代建筑中的應(yīng)用，空調(diào)風(fēng)管的安裝位置對(duì)古代建筑的影響很大，破壞了整個(gè)建筑的布局和古典美，風(fēng)機(jī)盤管運(yùn)行所產(chǎn)生的震動(dòng)對(duì)古代建筑以木材為主的結(jié)構(gòu)會(huì)造成很大影響。
    發(fā)熱電纜地面輻射供暖系統(tǒng)在古代建筑里的應(yīng)用是一個(gè)比較好的嘗試。這種系統(tǒng)特有的隱蔽性使系統(tǒng)不會(huì)破壞原有建筑的美觀；其低溫的特性（地面工作溫度保持在28℃左右）對(duì)于古代建筑的木質(zhì)結(jié)構(gòu)不會(huì)有不利影響；其自動(dòng)控制室內(nèi)溫度和操作系統(tǒng)的易操作性可滿足各個(gè)年齡段和各個(gè)層次用戶的需求，初投資和運(yùn)行費(fèi)用在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下是可以被用戶接受的。發(fā)熱電纜僅僅存在的問題是不能滿足用戶對(duì)夏季的供冷需求。
    清代克勤郡王府，屬古文化建筑，要進(jìn)行大型修繕，如果仍采用傳統(tǒng)的鍋爐房+散熱器的供暖系統(tǒng)，會(huì)影響原建筑的室內(nèi)外美觀，容易破壞古建筑的原貌，減少室內(nèi)的使用面積，更重要的是會(huì)留下水、火等安全隱患。在經(jīng)過有關(guān)方面領(lǐng)導(dǎo)和專家的論證后，最終確定的發(fā)熱電纜地面輻射供暖系統(tǒng)作為克勤郡王府唯一供暖方式。
    下面我們對(duì)這個(gè)古建筑采暖系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行分析：本工程為北京克勤郡王府修繕工程，建筑類型為古代建筑，整個(gè)建筑又分為若干個(gè)單體建筑，工程范圍為克勤郡王府府門、東西轉(zhuǎn)角、東西翼樓、東西廡、廁所、二道門的發(fā)熱電纜地板采暖，總建筑面積約為3000m2，現(xiàn)已施工完畢。
    設(shè)計(jì)參數(shù)為：室內(nèi)采暖計(jì)算溫度為18～20℃，衛(wèi)生間為14℃，地板表面溫度為24～26℃。每建筑平方米安裝功率為140W，電纜敷設(shè)及溫度控制以房間為使用功能單位進(jìn)行溫度控制，每個(gè)控制單元按照設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)發(fā)熱電纜，并在每個(gè)殿采用一個(gè)可編程溫控器進(jìn)行集中控制，它可根據(jù)用戶的特殊要求預(yù)先設(shè)置舒適溫度及值班溫度。目前此項(xiàng)目已經(jīng)運(yùn)行了三個(gè)采暖季，從運(yùn)行的情況來看，舒適性很好，沒有傳統(tǒng)采暖方式的燥熱感。整個(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況良好，沒有出現(xiàn)跳閘或者其他的控制問題；溫控器的調(diào)控良好，精度保持在±0.5℃，各個(gè)時(shí)間段和各個(gè)房間的溫度根據(jù)需要設(shè)置不同的數(shù)值，在設(shè)定的時(shí)間段工作正常，減少了用戶的勞動(dòng)強(qiáng)度，在整個(gè)采暖期，只需要一次設(shè)定，不需要人為的操作。
    從以上的分析可以看出，發(fā)熱電纜地面輻射供暖系統(tǒng)在古代建筑采暖中的應(yīng)用是一個(gè)很好的選擇，避免了其他采暖方式對(duì)古代建筑的二次污染和整體美觀的破壞。存在的問題就是古代建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能不是很好，設(shè)備的安裝功率偏大，造成了初投資和運(yùn)行費(fèi)用的偏高。但是這種影響對(duì)于任何一種采暖方式而言都是存在的，只有在古代建筑的改造和修繕中改進(jìn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能，采用先進(jìn)的新技術(shù)、新材料降低古代建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，才是解決這個(gè)問題的根本方法。
    古代建筑是人類共同的財(cái)富，它具有不再生性，只會(huì)隨著時(shí)間的流逝慢慢地老化，一旦失去不會(huì)再有。作為建筑領(lǐng)域的工作者，我們有責(zé)任也有信心將這種財(cái)富保存下來，不讓這些珍貴的財(cái)富從我們的手中失去。

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