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发热电缆供暖系统在古建筑中的应用实例分析

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   背景资料：克勤郡王府是顺治年间所建，原占地面积不大，平面布局与王府规制尚符。府路南影壁尚存，府前部只存东翼楼。后部的内门、后寝与东西配房、后罩房均保存完整。西部跨院也存大部分原有建筑。民国后最后一代克勤郡王曼森，将府售给了熊希龄为住宅，现后寝两山墙角柱石上，尚存熊希龄和夫人朱其慧将财产交由北京救济会的刻字内容。为北京市重点保护文物。2002年全面修缮时在供暖设施的选择上采用了发热电缆地面辐射供暖系统。 
    古建筑是祖先留给我们的宝贵遗产，由于其本身具有深厚的历史文化内涵，古建筑在建筑领域中一直是一个特殊而神秘的领域。目前，地球上现存保存完整的古建筑已为数不多，而它们每年也正在风沙、雨水的侵蚀和人为的破坏等因素下受到威胁，古建筑的修缮和保护工作任重道远。为使这些古建筑得以长时间的保存，需要利用先进的科学手段对其进行精心维护和修缮。
    北京市在《北京旧城25片历史文化保护区保护规划》中强调：必须以“院落”为基本单位进行保护和更新，不得破坏原有院落布局和胡同机理，必须遵照执行。《北京历史文化名城保护规划》确定了40片历史文化保护区，其中30片在北京旧城，总占地1278公顷，占旧城面积的21％；加上文物保护单位保护范围及其建设控制带，总面积达2617公顷，约占旧城面积的42％。北京正在治理空气污染和整治环境污染，而城市空气污染头号杀手是采暖设备排出的废气。由上面的分析可以看出，古建筑中选择适合的采暖方式，将有利于整个北京的环境保护和治理。对于处于采暖区域的古代建筑，采暖问题一直是专家研究和解决的课题。北京古代建筑原来的采暖改造方式有燃煤、燃油、燃气或者用电锅炉带暖气片，少量还有采用中央空调和发热电缆地面辐射供暖的。
    无论是采用燃油、燃气还是电锅炉，必不可少的设施是锅炉房、烟囱和室外管线，这些设备和管线破坏了整个建筑的和谐和美观，占用了有效的绿地面积；燃油和燃气产生的废气又对环境造成了污染。虽然可以通过科学手段降低空气污染，但废气中所含的有害化合物却给古建筑本身带来了腐蚀和污染，这种伤害是采取任何手段都不能避免的。对于这三种热源带动的散热器来说，由于散热器主要是靠对流来散热，就需要比较高的温度来加热空气，所以散热器表面的温度比较高，一般要在70℃左右，这样的高温烘烤对于靠近散热器的木质结构物来说是致命的，高温的烘烤导致油漆的变色、开裂和木制品的变形；另外，由于古建筑的防水要求非常高，水暖系统的水跑冒滴漏也成了隐患之一，这些问题在古代建筑的保护中都已经引起了有关方面专家的高度重视。
    再来看中央空调在古代建筑中的应用，空调风管的安装位置对古代建筑的影响很大，破坏了整个建筑的布局和古典美，风机盘管运行所产生的震动对古代建筑以木材为主的结构会造成很大影响。 
    发热电缆地面辐射供暖系统在古代建筑里的应用是一个比较好的尝试。这种系统特有的隐蔽性使系统不会破坏原有建筑的美观；其低温的特性（地面工作温度保持在28℃左右）对于古代建筑的木质结构不会有不利影响；其自动控制室内温度和操作系统的易操作性可满足各个年龄段和各个层次用户的需求，初投资和运行费用在满足设计要求的前提下是可以被用户接受的。发热电缆仅仅存在的问题是不能满足用户对夏季的供冷需求。
    清代克勤郡王府，属古文化建筑，要进行大型修缮，如果仍采用传统的锅炉房+散热器的供暖系统，会影响原建筑的室内外美观，容易破坏古建筑的原貌，减少室内的使用面积，更重要的是会留下水、火等安全隐患。在经过有关方面领导和专家的论证后，最终确定的发热电缆地面辐射供暖系统作为克勤郡王府唯一供暖方式。 
    下面我们对这个古建筑采暖系统的建设进行分析：本工程为北京克勤郡王府修缮工程，建筑类型为古代建筑，整个建筑又分为若干个单体建筑，工程范围为克勤郡王府府门、东西转角、东西翼楼、东西庑、厕所、二道门的发热电缆地板采暖，总建筑面积约为3000m2，现已施工完毕。   
    设计参数为：室内采暖计算温度为18～20℃，卫生间为14℃，地板表面温度为24～26℃。每建筑平方米安装功率为140W，电缆敷设及温度控制以房间为使用功能单位进行温度控制，每个控制单元按照设计要求铺设发热电缆，并在每个殿采用一个可编程温控器进行集中控制，它可根据用户的特殊要求预先设置舒适温度及值班温度。目前此项目已经运行了三个采暖季，从运行的情况来看，舒适性很好，没有传统采暖方式的燥热感。整个控制系统的运行情况良好，没有出现跳闸或者其他的控制问题；温控器的调控良好，精度保持在±0.5℃，各个时间段和各个房间的温度根据需要设置不同的数值，在设定的时间段工作正常，减少了用户的劳动强度，在整个采暖期，只需要一次设定，不需要人为的操作。
    从以上的分析可以看出，发热电缆地面辐射供暖系统在古代建筑采暖中的应用是一个很好的选择，避免了其他采暖方式对古代建筑的二次污染和整体美观的破坏。存在的问题就是古代建筑围护结构的保温性能不是很好，设备的安装功率偏大，造成了初投资和运行费用的偏高。但是这种影响对于任何一种采暖方式而言都是存在的，只有在古代建筑的改造和修缮中改进围护结构的保温性能，采用先进的新技术、新材料降低古代建筑维护结构的传热系数，才是解决这个问题的根本方法。
    古代建筑是人类共同的财富，它具有不再生性，只会随着时间的流逝慢慢地老化，一旦失去不会再有。作为建筑领域的工作者，我们有责任也有信心将这种财富保存下来，不让这些珍贵的财富从我们的手中失去。

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