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發熱電纜供暖系統在古建筑中的應用實例分析

   背景資料：克勤郡王府是順治年間所建，原占地面積不大，平面布局與王府規制尚符。府路南影壁尚存，府前部只存東翼樓。后部的內門、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，現后寢兩山墻角柱石上，尚存熊希齡和夫人朱其慧將財產交由北京救濟會的刻字內容。為北京市重點保護文物。2002年全面修繕時在供暖設施的選擇上采用了發熱電纜地面輻射供暖系統。 
    古建筑是祖先留給我們的寶貴遺產，由于其本身具有深厚的歷史文化內涵，古建筑在建筑領域中一直是一個特殊而神秘的領域。目前，地球上現存保存完整的古建筑已為數不多，而它們每年也正在風沙、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工作任重道遠。為使這些古建筑得以長時間的保存，需要利用先進的科學手段對其進行精心維護和修繕。
    北京市在《北京舊城25片歷史文化保護區保護規劃》中強調：必須以“院落”為基本單位進行保護和更新，不得破壞原有院落布局和胡同機理，必須遵照執行。《北京歷史文化名城保護規劃》確定了40片歷史文化保護區，其中30片在北京舊城，總占地1278公頃，占舊城面積的21％；加上文物保護單位保護范圍及其建設控制帶，總面積達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境污染，而城市空氣污染頭號殺手是采暖設備排出的廢氣。由上面的分析可以看出，古建筑中選擇適合的采暖方式，將有利于整個北京的環境保護和治理。對于處于采暖區域的古代建筑，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、燃氣或者用電鍋爐帶暖氣片，少量還有采用中央空調和發熱電纜地面輻射供暖的。
    無論是采用燃油、燃氣還是電鍋爐，必不可少的設施是鍋爐房、煙囪和室外管線，這些設備和管線破壞了整個建筑的和諧和美觀，占用了有效的綠地面積；燃油和燃氣產生的廢氣又對環境造成了污染。雖然可以通過科學手段降低空氣污染，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。對于這三種熱源帶動的散熱器來說，由于散熱器主要是靠對流來散熱，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，這樣的高溫烘烤對于靠近散熱器的木質結構物來說是致命的，高溫的烘烤導致油漆的變色、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中都已經引起了有關方面專家的高度重視。
    再來看中央空調在古代建筑中的應用，空調風管的安裝位置對古代建筑的影響很大，破壞了整個建筑的布局和古典美，風機盤管運行所產生的震動對古代建筑以木材為主的結構會造成很大影響。 
    發熱電纜地面輻射供暖系統在古代建筑里的應用是一個比較好的嘗試。這種系統特有的隱蔽性使系統不會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）對于古代建筑的木質結構不會有不利影響；其自動控制室內溫度和操作系統的易操作性可滿足各個年齡段和各個層次用戶的需求，初投資和運行費用在滿足設計要求的前提下是可以被用戶接受的。發熱電纜僅僅存在的問題是不能滿足用戶對夏季的供冷需求。
    清代克勤郡王府，屬古文化建筑，要進行大型修繕，如果仍采用傳統的鍋爐房+散熱器的供暖系統，會影響原建筑的室內外美觀，容易破壞古建筑的原貌，減少室內的使用面積，更重要的是會留下水、火等安全隱患。在經過有關方面領導和專家的論證后，最終確定的發熱電纜地面輻射供暖系統作為克勤郡王府唯一供暖方式。 
    下面我們對這個古建筑采暖系統的建設進行分析：本工程為北京克勤郡王府修繕工程，建筑類型為古代建筑，整個建筑又分為若干個單體建筑，工程范圍為克勤郡王府府門、東西轉角、東西翼樓、東西廡、廁所、二道門的發熱電纜地板采暖，總建筑面積約為3000m2，現已施工完畢。   
    設計參數為：室內采暖計算溫度為18～20℃，衛生間為14℃，地板表面溫度為24～26℃。每建筑平方米安裝功率為140W，電纜敷設及溫度控制以房間為使用功能單位進行溫度控制，每個控制單元按照設計要求鋪設發熱電纜，并在每個殿采用一個可編程溫控器進行集中控制，它可根據用戶的特殊要求預先設置舒適溫度及值班溫度。目前此項目已經運行了三個采暖季，從運行的情況來看，舒適性很好，沒有傳統采暖方式的燥熱感。整個控制系統的運行情況良好，沒有出現跳閘或者其他的控制問題；溫控器的調控良好，精度保持在±0.5℃，各個時間段和各個房間的溫度根據需要設置不同的數值，在設定的時間段工作正常，減少了用戶的勞動強度，在整個采暖期，只需要一次設定，不需要人為的操作。
    從以上的分析可以看出，發熱電纜地面輻射供暖系統在古代建筑采暖中的應用是一個很好的選擇，避免了其他采暖方式對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結構的保溫性能不是很好，設備的安裝功率偏大，造成了初投資和運行費用的偏高。但是這種影響對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圍護結構的保溫性能，采用先進的新技術、新材料降低古代建筑維護結構的傳熱系數，才是解決這個問題的根本方法。
    古代建筑是人類共同的財富，它具有不再生性，只會隨著時間的流逝慢慢地老化，一旦失去不會再有。作為建筑領域的工作者，我們有責任也有信心將這種財富保存下來，不讓這些珍貴的財富從我們的手中失去。

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