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螺旋风管案例:风百顺某大型展馆风管设计方案


近年来,随着社会经济跨越式发展,十堰各种大型公共建筑不断地规划投资建设,十堰螺旋风管通风与空调系统作为大型公共建筑安装工程的重要组成部分,其设计、施工的优劣直接影响工程的质量水平,对用户安全及使用功能起了决定性的作用。 其中十堰螺旋风管以其生产自动化精度高、经济节约、保温性能优良、施工安装快捷、强度高、外形美观等优点,逐步在多数大型公共建筑中得到应用。 双层螺旋风管安装技术经过在多个大型公共建筑项目中的的实践应用和总结,风百顺以某会展中心扩建项目为例,研究分析了大型展馆大空间桁架结构双层螺旋风管施工技术。
1 工程概况与设计介绍
本工程为某会展中心扩建项目,新建 H3 和 H4 两个展馆,两个展馆功能相同,分别布置在原展馆的两侧,H3 展馆呈椭圆形,长约 280m,宽约 88m,建筑高度 17m,建筑面积约26932m2,建筑层数为地上2 层(局部2 层),地下1 层,采用钢筋混凝土结构和钢结构的建筑结构形式,钢结构采用钢管桁架结构,桁架采用倒三角形形式(如图 1)。
H3 展馆展厅设置中央空调系统,采用集中式送风,水系统的冷源由 2 台水冷离心式冷水机组提供,冷水机组安装在地下 1 层的机房内,冷水机组的供水温度为 7°C,回水温度为12°C,冷冻水泵采用变频水泵,室外设有冷却塔。 展厅采用一次回风全空气定风量空调系统,机组新风通过土建竖井获取,空调机组可实现可变新风比运行,过渡季节采用全新风系统运行。 展厅的空调送风管采用镀锌钢板制作双层螺旋风管(如图 2),内外层螺旋风管中间填充 35mm 厚的玻璃棉,防火等级为 A 级,容重为 48kg/m3,风管管径为 Φ500 ~Φ1300mm,采用旋流风口送风。
本十堰螺旋风管工程桁架为倒三角形形式,主桁架间距大,达 12m,双层螺旋风管最大安装高度达14m,60%以上双层螺旋风管的施工属于危险性较大的高空作业,工程量巨大,施工难度较高,工期紧,因此现场双层螺旋风管施工的重难如下
2.1 制作精度要求高
展厅上空的双层螺旋风管均为高空作业,每榀桁架尺寸均不相同,且工期非常紧,若出现尺寸偏差大,风管与风管之间无法连接,易造成返工处理,将延误工期,因此制作精度要求高。 根据本工程的实际特点,对现场施工进行分区域、分系统精细化管理,展厅风管分成 A、B、C、D 四个区域(如图 3),分别由甲、乙、丙、丁 四个班组负责施工,施工方式采用平行
施工。 根据展厅风管平面布置图及桁架的结构形式,将风管分段并编号,制定下料单,班组严格按照下料单制作风管,并将编号标注在风管明显的位置,分类堆放。 加工完成的第一节螺旋风管进行重点检测,合格后方可批量生产,过程中不定期对各个班组制作的螺旋风管进行抽验,复核风管的直径、管口平面度,统计制作精度,分析比较各个班组的制作精度(如表 1),由表 1 可知各个班组的制作精度均符合相关现行规范的要求 ,但是丙班组的风管直径偏差和管口平面度偏差均最大 ,因此十堰螺旋风管项目管理组对丙班组重点指导和控制,不断提高制作精度。
2.2 支吊架优化设计
大型展馆由于体积大,风管布置路径长、双层螺旋风管相对重量较大,因此风管支吊架的选择及施工是大型展馆双层螺旋风管施工的重要控制点。 本工程 H3 展馆双层螺旋风管布置方式分为桁架内安装、桁架外平行于檩条安装和桁架外垂直于檩条安装,笔者和通风与空调班组讨论后,根据展馆的实际情况对展馆风管的支吊架进行优化设计,如下:
(1)展厅双层螺旋风管支吊架采用通丝吊杆和扁钢抱箍组成,为方便安装,抱箍制作成 2 个半圆形(如图 4)。
根据螺旋风管管径选择支吊架规格,直径小于 Φ800mm的螺旋风管选择 1 根 Φ10 通丝吊杆和 30 ×3 的镀锌扁钢制作支吊架,直径大于或等于 Φ800mm 的螺旋风管选择 2 根Φ10 通丝吊杆和 40 ×3 的镀锌扁钢制作支吊架,风管长度大于 20m 时设置防摆架。
(2)桁架内安装的螺旋风管,风管沿桁架布置,风管的支吊架固定在桁架上(如图 5)。 桁架的横向腹杆间距为 3m,桁架内风管的管径为 Φ500 ~Φ800mm,现行验收规范规定,直径大于 400mm 的螺旋风管的支吊架间距不大于 3.75m,因此图 4 支吊架形式
本工程桁架内风管的支吊架间距设定为 3m,即在横向腹杆上设置支吊架。 当支吊架为 1 个悬挂点时,以风管的中心线固定在横向腹杆上;当支吊架为 2 个悬挂点时,以螺旋风管的中心线对称固定在横向腹杆上,并保证吊杆的垂直度。 因桁架组装焊接完成后,支吊架是不允许直接焊接在桁架上的,因此支吊架与桁架选用抱箍连接,确保不破坏桁架结构的可靠性。
(3)桁架外平行于檩条安装的螺旋风管,相邻的檩条间距为 1.5m,将 1.8m 长的 C 型钢垂直固定在檩条下方,螺旋风管的支吊架固定在 C 型钢上,支吊架间距设定为 3m,螺旋风管的中心线位于两根檩条的中间,1 个悬挂点位于螺旋风管的中心线上,2 个悬挂点以螺旋风管的中心线对称布置。
(4)桁架外垂直于檩条安装的螺旋风管,相邻的檩条间距为 1.5m,风管管径为 Φ500 ~Φ800mm,将 1.2m 长的 C 型钢平行固定在檩条侧边,螺旋风管的支吊架固定在 C 型钢上,支吊架间距设定为 3m,1 个悬挂点位于螺旋风管的中心线上,2 个悬挂点以螺旋风管的中心线对称布置。
2.3 安装方案的选择
展馆建筑高度 17m,属于大空间结构,十堰螺旋风管的安装具有较大的难度,而且风管安装与桁架内消防管道、冷冻水管、桥架、展沟以及地面施工等存在交叉影响,特别是地面的
施工对风管安装影响非常大,经过与土建班组的协调沟通,甲班组从左到右安装风管,乙、丙班组从中间到两边安装风管,丁班组从右到左安装风管(如图 6)。 由于风管安装穿插于地面施工中,安装时间短且需要频繁移动,因此应选择安装快捷、移动方便、受地面影响小、适合高空作业的安装方式。 螺旋风管的吊装设备可以选用高空作业平台、起重机、卷扬机、手拉葫芦等,经过比选(如表 2),选择“2 +1”平台的组合安装方式(如图 7),即在倒三角形桁架内搭设安全可靠的安装平台,辅助于 2 台布置在桁架两侧的直臂式高空作业平台,完成对双层螺旋风管的安装。
2.4 精准连接技术
十堰螺旋风管可选用的连接方式有两种,一种是法兰连接,一种是芯管连接,法兰连接和芯管连接的特点如表 3,通过对比分析两种连接方式的优点和缺点,考虑到展馆将作为第一届中国国际体育用品博览会主场馆之一,对外观要求高,本工程选用芯管连接(如图 8)。
双层螺旋风管之间连接的尺寸偏差直接影响风管的严密性和外观质量,本工程采用精准连接技术来保证风管的严密性和外观质量符合设计及规范要求。 桁架内螺旋风管与横干风管的连接往往是出现较大偏差的部位,是连接精度控制的重点(如图 9)。 本工程风管系统安装顺序为:桁架内螺旋风管安装→空调机房内风管安装→竖风管安装→横干风管安装→横干风管与桁架内风管连接→支风管安装→风口安装。 各部位风管安装原则:放样定位→风管排列组对→风管吊装→找正找平→复核定位尺寸→风管固定。桁架内风管根据桁架和支吊架位置确定风管中心线,横干风管根据竖向风管和桁架内风管确定风管中心线、三通的开口位置及风管总长度。 三通的开口中心标高与桁架内风管中心标高一致,连接时减少使用弯管,减少风管内阻力,确保气流顺畅。 所有三通的开口水平位置相对于桁架内风管应保持一致,使横干风管与桁架内风管连接的弯管外形一致,制作弯管时增加分节数,使弯管过渡圆滑、整体美观。 水平安装的螺旋风管,水平度的偏差控制在千分之三以内,总偏差控制在20mm 以内。
2.5 风管严密性测试与系统调试
风管严密性测试是空调系统安装过程中较为薄弱的环节,经常被人们所忽视,风管不严密所造成的后果是比较严重的,大量增加了空调系统的能耗,房间的温度湿度无法控制在设计要求的范围内。 系统调试是检验整个空调系统安装可靠性和完整性重要手段,是风量能均匀输送到各个房间的决定性环节。 因此风管严密性测试与系统调试是控制的重点。
2.5.1 十堰螺旋风管系统连接完成后,风管外观质量检验合格后,采用严密性试验来检验连接的可靠性。 本工程展厅的组合式空调机组机外余压为 370 ~400Pa,为低压系统,严密性
试验采用漏风量检测,在规定的工作压力下,按系统、分段进行漏风量检测,漏风量检测以主干管为主,每次检测的风管不少于 3 节,且总表面积大于等于 15m2,金属矩形风管的允许漏风量如表 4,螺旋风管的允许漏风量为金属矩形风管的允许漏风量规定值的一半。
2.5.2 系统调试
通风与空调系统调试不仅仅涉及设备单机试运转,还应包括通风与空调系统联合试运转,其条件为非设计满负荷。展厅内双层螺旋风管的系统调试重点在于系统总风量的调试和各风口风量的调试。 风量的调试是改变风管调节阀的开启度,来调节风管的阻力,使系统处于平衡状态,总风量和各风口风量满足相关要求。 基准风口调整法、流量等比分配法都
是通风与空调系统风量调试的有效方法。
本工程各系统的风口较多,双层螺旋风管开孔较困难,因此选用基准风口调整法进行风量调试。 首先测出所有风口的实际风量,计算出各风口的实际风量与设计风量的比值,比值最小的风口设定为基准风口。 其次从系统最远处开始逐个调整风口的风量,使所有风口的比值近似等于基准风口的比值,各风口的风量处于平衡状态。 最后调整系统的总风量调节阀,使系统的实际风量与设计风量一致,则系统的总风量和各风口风量的调试完毕。
3 结论
由于传统的风管安装技术相对落后,无法满足大型公共建筑双层螺旋风管安装的要求。 出现了风管制作精度低、经常返工,支吊架设置随意、间距或大或小,系统安装方案不明确,风管连接尺寸偏差较大,系统严密性差、调试不到位等问题。
本十堰螺旋风管工程研究分析了大型展馆大空间桁架结构双层螺旋风管施工技术的重难点,成功解决了上述的问题,大大降低了日常的维护成本,得到了用户的好评,可为同行业施工人员参考。 不同工程的实际情况各不相同,应根据每个工程的特点,制定合适的施工方案。

文章来源:风百顺环保 www.for100.cn