既有建筑空调通风系统改造的适宜性研究

蒋小易（华建集团华东建筑设计研究总院， 上海 200002）

近年来，随着大众对环境问题重视程度的提高，延长既有建筑寿命、有效利用有限资源已成为重要的社会要求。在我国，一些既有建筑由于使用功能变化或者已有系统效率低、设备老化导致出力不足等原因，特别是为其配套的空调通风系统因使用年限较久、运行管理不完善等原因，已无法满足使用要求。存在室内参数无法保证、舒适性差并且能耗大等问题，亟需进行改造升级。

结合既有建筑新的使用功能需求，根据空调通风系统的具体运行情况，按照现行的各种规范标准，合理对空调系统的冷热源系统、输配系统及空气处理系统进行适宜性改造。研究表明，进行改造后，可在满足建筑新的使用要求同时，提高空调通风系统的运行效率，延长空调通风设备的使用寿命。

1 既有建筑空调通风系统改造的适宜性探讨

1.1 既有建筑空调通风系统改造的需求

既有建筑空调通风系统的改造必须先和开发商或建设方进行充分沟通交流，明确改造目的后方可拿出有针对性的适宜性方案。空调通风系统的改造中常见的改造原因或目的包括使用功能调整、主要设备老化、系统故障频发或者配合建筑物综合改造等。

1.2 现状调研是适宜性改造的关键

既有建筑空调通风系统的现状调研首先得分析研究原有系统的设计及竣工资料，再与物业公司一起熟悉并整理系统投入使用后的运行记录，特别是建成后的局部改造或者部分设备的替换与维修记录。了解建筑内使用者的感受以及期望值也是制定既有建筑空调通风系统适宜性改造方案的重要依据。

1.3 综合各方因素制定改造的适宜性方案

既有建筑更新改造主要是通过对既有建筑进行修理或修复、改建、更新，提高其各项性能，使其与时代变化同步。在了解开发商或建设方需求，并对现状做过详尽调研之后，既有建筑空调通风系统的改造应综合各方因素制定改造的适宜性方案，主要包括 3 个方面。

（1）既有建筑空调通风系统现状与现有标准规范不相适应两部分，是改造过程中首先要提醒开发商或建设方并要严格执行的，如消防要求以及空调通风设备的能耗指标等。

（2）改造项目还应特别关注施工的可操作性和便捷性。很多项目更新改造时，开发商或建设方的前提要求是不搬家，边使用边施工，因此，采用低噪声、低振动、控制灰尘发生等改造工艺且结合使用时间计划适宜的改造工期就显得格外重要。对空调系统改造而言，要充分利用夏季制冷、冬季供暖或过渡季的错时特点制定适宜的改造方案。有些项目即使不要求边使用边改造，但亦十分注重改造的时效性，所以充分考虑改造方案的时效性是制定适宜性改造方案的前提。

（3）既有建筑改造与新建项目有很多不同之处，但也有诸多共同点值得注意。① 工程造价及投资收益等经济性分析是开发商或建设方的重要关注点之一。② 结合现有系统，通过比选确定适合当下使用要求并尽可能满足未来发展的系统形式和新建项目的设计过程一样。③ 与新建项目一样，既有建筑系统改造过程中，从前期调研、设计、施工和调试优化阶段需要广泛研讨，综合多方意见得出适宜性的方案或方法。

2 应用实例

2.1 项目概况

（1）某项目位于上海浦东地区，为一栋建筑高度约 80 m 的高层建筑，主要功能为办公及商业。地上总建筑面积约 26 000 m2，1 F 为大堂，2 F、3 F 为餐饮，4～19 F 为标准办公层，20 F 4 角为屋面，其他为会议室和办公等，21 F为设备层，22 F 为 LOFT 办公（该层设置了独立的 VRV 空调机组，室外机置于 20 层屋面，不属于本次集中式空调的改造范围）。

（2） 现有空调冷热源及输配系统。大楼现正使用 6 台制冷量为 620 kW 的风冷热泵机组（冷媒为 R 22，机组铭牌显示出厂日期为 2003 年 5 月，实际调试日为 2005 年 10月），6 台热泵机组分别放置于 20 层塔楼 4 个对角屋面，配套选用 8 台（6 用 2 备）卧式离心式水泵，设于 21 层空调水泵房内，水泵房内还设有分集水器和开式膨胀水箱等设备。该集中冷热源主要服务1～20 F，其中，1～3 F 采用全空气空调系统，4～20 F 标准办公层末端采用风机盘管加新风系统。空调水系统为两管制，主立管分为 4 组，分别为1～3 F、4～20 F 新风机组、4～20 F 南侧办公风机盘管和4～20 F 北侧办公风机盘管服务，4 组立管分别置于 2 个新风机房和排风机房的管道井中。

2.2 现状调研与方案研讨

（1）该项目开发商（业主）的改造需求主要如下所示。① 造价控制在约定范围之内。② 利用过渡季等非空调时间改造完成。③ 要求在改造期间要满足边施工边使用。

（2）根据该项目业主的改造需求，由设计院、物业公司与咨询公司等多方组成的联合工程组通过与业主沟通、查阅竣工图、现场查看与调研，得出初步改造方案。随后业主再委托第三方咨询公司对初步改造方案进行评估，现状调研、初步改造方案及评审情况详见表 1。

表 1 现状调研、初步改造方案及评审情况

（3）针对第三方的评审意见，联合工作组给出解决方案后，业主再次组织相关专家进行了再评审，详见表 2。经过几轮研讨及评审，最终形成初步的适宜改造方案为表 2 中的方案 2。

（4）业主关注的造价问题，对联合工作组提出改造方案的经济性也组织相关专家进行了评审，详细意见见表 3。

2.3 综合各方因素的适宜性改造方案

经过详尽的现状调研，特别是考虑到开发商（业主）边施工边使用等诸多改造诉求，通过对改造方案的多方位评审，提出了适宜该项目的空调系统改造方案。

（1）更换现有 6 台风冷热泵机组， 新机组 COP 符合上海现行节能标准，冷媒为环保冷媒 R134A，为减少对屋面结构及承重的影响，台数不变。

（2）更换空调水系统的主要管段，包括风冷热泵机组的接管、21 层空调水泵房的水管以及大楼空调水系统主立管。

（3）考虑到原水泵使用情况良好，不更换现有 8 台空调循环水泵。

表 2 对初评意见解决方案的再评审情况

表 3 改造方案的经济性评审

（4）2、3 层餐饮等功能区域配合租户入驻，将区域空调系统与原大系统分开。根据租户实际使用采用风冷热泵型变制冷剂流量的多联空调（VRV）系统，既能满足餐饮营业的灵活性，又方便计费。同时又能避免在办公工作时间外开启热泵机组，产生“大马拉小车”的情况，多联空调系统室内外机可根据现场实际设置。

（5）采用切实有效的水处理方法，以保证系统正常运行的水质要求，并能延长管材寿命。原水系统采用电子除垢仪，属于物理法水处理，水质处理效果较差，建议更换为在线化学加药处理，可在线实时监测水质并根据水质自动加药。

（6）21 层空调水泵房内的空调水管，同屋面水管一样，在保温层外面增加铝壳保护，减缓水管的外壁腐蚀。

（7）对于大楼已有但未实际运行的 BA 系统，由原厂家进行现场重新调试，更换老旧部件，恢复自控系统，进行科学的节能运行。

（8）除更换热泵机组进出水管上的阀门外，对于每层风机盘管的主分支总管的蝶阀进行更换，每台新风空调箱的供回水管上的各类阀门进行更换。

（9）首层大堂正门厅处，针对原有的一台全空气空调机组供冷供热不足空调效果不理想的情况，增加一套风冷热泵型变制冷剂流量的多联空调（VRV）系统，为减少对室内装修的影响，室内机采用 4 台四面出风的多联机组。

2.4 实际效果

该项目改造完成后，正好进入冬季，系统马上投入供热运行，水系统运行平稳正常，室内温度令业主和租户满意，热泵自控系统亦运行正常，摆脱了十几年来完全靠物业人工管理热泵机组运行的情况。

3 结 语

（1）既有建筑空调通风系统的改造需结合既有建筑新的使用功能需求。根据空调通风系统的具体运行情况，按照现行的各种规范标准，从系统改造的现实性、先进性和可靠性等方面对空调系统的冷热源系统、输配系统及空气处理系统等进行合理的适宜性改造。

（2） 既有建筑空调通风系统的改造项目需通过精准的现状调研。经过全面的方案评审，兼顾经济性，特别应从施工过程的安全可靠与时效性等方面制定并适时调整然后得出适宜性的改造方案。