双面彩钢板复合风管漏风量控制

虞 杰

(浙江工业大学 工程设计集团有限公司，浙江 杭州 310014)



双面彩钢板复合风管漏风量控制

虞 杰

(浙江工业大学 工程设计集团有限公司，浙江 杭州 310014)

通过对双面彩钢板复合风管特点的描述，分析了该风管保温好、强度大、制作方便和安装快捷等优点，并根据规范对风管漏风量控制要求，在风管加工制作过程中采取一定的严密措施，从而降低风管的漏风量，以保证风管制作安装的质量，并通过对风管的漏风量检测，风管漏风量值要远低于规范允许值，验证了采取密封措施的安全可靠又不至于成本太高，在工业化发展日益壮大的今日，双面彩钢板复合风管能够发挥其优点，在暖通空调工程领域中可以得以广泛应用.

复合风管；漏风量；量控制；测试

双面彩钢板复合风管是传统风管的更新换代产品，又是镀锌铁皮风管的新一代进化产品.双面彩钢板复合风管具有铁皮风管的刚度好、强度大外，又具有一次成型，不需要二次保温，制作安装方便的特点.该风管内外表面均采用一定厚度的彩色钢板制作，两层钢板之间填有满足消防要求的保温材料，不仅克服了以往玻纤风管强度弱，外表易破损的弱点，更重要的是发扬了镀锌铁皮的优势，而且不需要人工现场敲打，完全可以在工厂一体化制作，现场整体安装，在工业与民用建筑空调通风风管系统中得到了广泛的的应用，从实际工程的运用情况来看，其经济合理的优势是非常明显的，使用效果也能够完全达到设计和规范标准的要求.

1 设计方案

1.1 复合风管特点

1) 该风管及法兰都是在工厂机械化、模具化生产，可以保证风管管段及法兰的垂直度、平行度，相同尺寸的管道、法兰的一致性好，互换性好，这就使得安装后整体的管道系统将很少产生内应力，从而提高了管道系统的整体气密性，减少管道系统使用过程中由于内应力所产生的故障率.

2) 该风管材料选用双面彩钢板复合板，其表面强度与镀锌铁皮风管相差不大,而刚性又要大于镀锌铁皮风管，下料采用工厂机械化，成型过程中不会出现“多肉少肉”现象，避免由此带来的震动及噪声.

3) 该风管成型时采用整板弯制的工艺流程，唯一接口采用粘接及内外角包角铆钉固定，没有咬口工序，气密性较好.

4) 该风管制作时管道与保温一次成型，不仅去除了人工现场保温的繁琐，而且其保温质量、效果也是人工现场保温不可比拟的，避免传统风管由于人工现场保温不密实而产生的结露和漏水现象.

5) 该风管采用PVC或断桥隔热铝合金封闭式法兰，卡式连接的方式不仅施工方便快速，又能节省安装空间，且连接后不会产生“冷桥”现象.

1.2 加工和制作安装措施

风管是通风空调系统中输送空气的重要组成部件，其用量在通风空调系统中占据的比重较大.传统的镀锌铁皮风管制作时存在纵向、横向拼接，通风空调系统中风管之间，风管与通风空调设备、阀门部件、送回风口等连接时，均会产生许多横向连接缝，而缝隙的存在不可能保证风管连接的严密性，从而导致通风空调系统的漏风，漏风不仅会增加系统运行的能耗，严重时会影响系统的正常运行，因此如何控制通风空调系统的漏风量就显得较为重要.各类规范中对风管与通风空调设备、阀门部件、送回风口等连接时需要采取的密封措施有严格的要求，风管制作时如何保证密封也有具体措施.

根据GB 50243—2002《通风与空调施工质量验收规范》4.2.5条的要求，矩形风管的允许漏风量应符合：低压系统风管QL≤0.105 6P0.65;中压系统风管QM≤0.035 2P0.65;高压系统风管QH≤0.011 7P0.65，式中：QL，QM，QH分别为系统风管在相应工作压力下，单位面积风管单位时间内的允许漏风量，m3/(h·m2)；P为指风管系统的工作压力，Pa[1-5].

风管的严密性能是风管加工和制作质量的重要指标，双面彩钢板复合风管生产企业对风管漏风量也有明确要求，如某企业企标中就明确规定了双面彩钢板复合风管单位允许漏风量,其应符合表1的结果[1,5].

表1 风管在不同工作压力下的允许漏风量

Table 1 The air leakagepermitof airduct in different working pressures

工作压力/Pa允许漏风量/(m3·h-1)低压系统中压系统高压系统1002.112003.313004.304005.195006.002.006002.258002.7110003.1412003.5315004.081.3618001.5320001.6425001.90

为达到企业标准并符合规范要求，双面彩钢板复合风管加工和制作安装时采取以下措施，保证风管的严密性能，降低漏风量，双面彩钢板复合风管加工和制作安装时采取以下措施：

1) 风管直管段制作时的密封措施

风管直管段密封措施相对容易解决，根据设计要求，确定风管保温材料和保温厚度，并根据风管尺寸大小，一般按风管长边尺寸，确定双面钢板厚度，内外壁厚度按相同尺寸考虑，制作风管面板.直管段风管制作时采取按要求的风管厚度切割，并保留单面彩钢板，交叉折叠，这样可以尽量避免风管制作时产生缝隙，再用抽芯铆钉固定，用于固定的抽芯铆钉间距应控制在120 mm之内，以保证制作完成的风管密封和强度，所有缝隙均采用专业密封胶封堵(图1)，风管包边处和风管内壁均有密封胶处理，密封措施比较完善.

图1 直管段制作示意图Fig.1 Sketch of the production of straight pipe section

2) 风管法兰连接时的密封措施

为保证风管与法兰之间避免产生缝隙，减少风管漏风量，双面彩钢板复合风管连接时的法兰采用PVC法兰或断热铝合金法兰.PVC法兰制作时采取45°切割，用卡条和专业密封胶密封，PVC法兰型材按风管厚度定制，即图中δ必须与风管厚度尺寸一致，避免法兰与风管之间产生缝隙，确保法兰与双面彩钢板复合风管的密封性能(图2).双面彩钢板复合风管采用断桥隔热铝合金法兰连接时，法兰采用角码、高强度纤维树酯及冲压紧固等措施加强风管的密封(图3)，图中δ必须与风管厚度尺寸一致.

图2 PVC法兰型材示意图Fig.2 Schematic diagram of PVC flange profile

图3 铝合金隔热断桥法兰型材截面示意图Fig.3 Diagrammatic sketch of aluminum alloy bridge insulation flange section

3) 风管与风阀连接、风量测量孔、检修门等的密封措施

风管与各类风阀(如风量调节阀、防火阀等)采用F型法兰连接，风管法兰与风阀阀体之间采用密封垫垫衬，以减小风管法兰与风阀阀体之间的缝隙(图4)；空调通风风管系统中往往还有风压测试要求，即风管上设有压力测量装置，如何避免压力测量孔处的漏风，采取在风量测量孔螺栓与风管之间采用密封垫的密封措施(图5)；大尺寸风管系统上设有检修门时，检修门处存在大量缝隙，且检修门处的缝隙为贯通性缝隙，缝隙密封措施处理不当，会有大量空气渗透出去，造成能源的大量浪费，因此检修门处的密封就显得尤为重要，风管山检修门处的密封措施除采用密封垫以外，还采用专用包边型材和铝合金卡扣加强密封(图6)[6-8]，检修门四周均采用铝合金卡扣固定.

图4 风管与风阀连接示意图Fig.4 Diagrammatic sketch of the connecting for air duct and the air valve

图5 风管测量孔密封Fig.5 Sealing measures for air duct measuring hole

图6 风管检修门密封措施Fig.6 Sealing measures for air duct inspection door

2 漏风量测试

在双面彩钢板复合风管制作安装过程中，尽管企业有严格的企标要求，而且增加了很多防止风管漏风的措施，措施是否能够达到企标的要求并能否满足国家规范标准的要求.我们特意委托权威检测机构对面彩钢板复合风管样品进行测试，从本次检测提供的测试报告中，所有参数不仅能满足企标的要求，而且还符合国家规范标准的要求.

2.1 测试原理

漏风量检测方法主要有漏光法检测与漏风量测试.漏光法检测是利用光线对小孔的强穿能力，对系统风管严密程度进行检测的方法[1].漏风量测试原理主要是保持被测风管内工作压力状态稳定，通过变频风机补充系统中的漏风量.因此，只需测出被测风管某一个稳定的工作压力下的补风量，即测出了风管的漏风量.在对风管系统进行漏风量测试时，将漏风测试装置中的变频风机出风口用光滑圆管连接到被测试的风管上，该段风管除和测试装置用风管连接以及从上面引出流量测试孔和压力测试孔外，其余开口均应封死.当启动漏风测试系统中的风机并逐渐提高风机转速时，通过圆管向风管内送风，风管内的压力也会随之上升.当风管压力达到所需测试的压力后，通过变频器调整风机转速，并稳定风管内的测试压力，此时测得风机的补风量则是被测风管在该测试压力下的漏风量[9-10].

2.2 测试系统

风管式漏风量测试装置由风机、连接风管、测压仪器、风速仪等组成(图7).风管系统漏风量测试要求精度高，误差小，因而对测试系统有要求：1) 对本装置均采用经检验合格的专用测量仪器；2) 漏风量测试装置的风机，其风压和风量选择分别大于被测定风管系统的规定试验压力及最大允许漏风量的1.2倍；3) 漏风量测试装置试验压力的调节，采用变频器调整风机转速的方法，漏风量值需在系统经调整且压力保持稳定的条件下测得；4) 漏风量测试装置的压差测定采用微压计，其最小读数分格不应大于2.0 Pa[1].

图7中风机出风口连接到被测试的风管的圆管直径规格为50 mm，在压力测试孔读取工作压力值稳定后，通过流量测量孔用KANOMAX KA21风速仪测得圆管内风速值，利用公式可以得出风管系统漏风量，再将漏风量均摊到被测风管内壁总面积后，即得该被测风管的单位面积漏风量，其表达式为

Q=3 600vAn/S

(1)

式中：Q为单位面积漏风量，m3/(h·m2)；v为圆管内空气流速，m/s；An为圆管截面积，m2；S为风管内壁总面积，m2.

1—风机；2—风机变频器；3—流量测试孔；4—压力测试孔；5—受试风管系统图7 风管系统漏风性能测试试验装置示意图Fig.7 Diagrammatic sketch ofleakage performance test device for air duct system

2.3 测试仪器

KIMO TH100温湿度传感器,仪器控制精度±1%读数，KIMO AMI300多功能测量仪；KIMO压差传感仪,仪器控制精度±0.2%读数；KANOMAX KA21风速仪,仪器控制精度±3%[11].

2.4 测试条件

环境温度14.2～14.5 ℃,相对湿度40.9%,大气压力101.9 kPa.

2.5 测试样品

受试风管部件连接而成(表2)，部件之间采用法兰连接，并用密封胶密封，样品参数由现场测试获得[11],风管内壁总面积3.73 m2.

表2 彩钢矩形复合风管样品规格

Table 2 Caigang composite rectangular duct sample specifications mm3

编号1#2#3#4#尺寸320×200×580320×200×1213320×200×1213320×200×580

2.6 试验步骤

1) 安装受试风管系统，并将其与测试风机连接，连接风管均为光滑圆管.

2) 将风速测试装置与压力测试装置安装在测试系统上之后，密封测孔，并将测试风管系统所有开口使用盲板封堵严密.

3) 通过调节风机电压，改变风机转速，使受试风管内达到500 Pa压力，稳定10 min之后，读取接入管道入口直管段流量测量孔的风速仪上风速值.

4) 调节风机电压，使测试风管内工作压力分别达到600，800，1 000，1 100，1 300，1 500 Pa，重复步骤3分别测得各个工作压力下风速值.

5) 将所测得的风速值及圆管截面积、风管内壁总面积代入式(1)中，计算得各个工作压力下风管单位面积漏风量.

2.7 测试过程

按前述测试步骤做好准备工作后，先采用漏光法初步检测被测风管严密性是否满足规范要求，并对不合格的漏光点做密封处理.漏光法检测合格后，接通电源启动风机，同时观察压力测试装置显示压力值是否显示为500 Pa，如果未达到测试压力值，则通过调节增大风机电压，加大风机转速，使压力测试装置显示的压力值为500 Pa；如果超过测试压力值，则减小风机电压，降低风机转速，调整到需要的压力测试值.经过调整，风管内压力值达到测试压力值时，稳定风机电压，使风管内测试压力值在500 Pa处稳定10 min之后，读取风速仪上的指示刻度值，并做好记录.

3 测试结果与分析

根据实验步骤测量600，800，1 000，1 100，1 300，1 500 Pa压力值下的风速、圆管截面积及风管内壁总面积，将实测值代入式(1)，得各个工作压力下风管单位面积漏风量测试结果如表3和图8所示[11].

表3 不同压力下样品漏风量

注：1) “规范上限制”按照GB 50243—2002中的中压系统漏风量限制计算，计算公式为QM≤0.035 2P0.65[1].

图8 不同压力下样品漏风量图Fig.8 The figure for the air leakage of the subject in different pressures

风管漏风量是检测风管制作及安装质量的一项重要指标，漏风量大小不仅影响空调工程后期的调试及使用要求，还带来大量不容忽视的能耗.从权威机构提供的测试报告中可以看出：受测风管样品，在不同工作压力条件下，受测风管的漏风量实测指标是完全满足规范所要求的指标.风管的漏风量指标值仅为规范允许漏风量指标值的12%～14.7%，其中工作压力1 090 Pa时，该风管的漏风量仅为1.62 m3/h，其单位面积漏风量仅只有0.44 m3/(m2·h)，而GB 50243—2002《通风与空调施工质量验收规范》4.2.5条允许的计算漏风量为3.32 m3/(m2·h)，实测结果仅为规范允许值的13.25%，我们所采取的风管密封措施已远远超出了规范要求.以这样低的漏风量，双面彩钢板复合风管应用于实际工程时，其节能的效果也是非常明显的，该风管完全可以属于一种低能耗的风管.双面彩钢板复合风管目前市场占有率越来越大，产品质量及价格也越来越被市场认可，漂亮整齐的外观尤其是在一些不设吊顶的空调区域(如体育场、车站和超市等)应用越来越广.有效控制风管段制作交叉处缝隙及法兰接口处的漏风量，不仅提升产品质量，而且节约了大量的能源，减少了能耗，提高能效，节省人工投入，经济效益明显，值得推广.

4 结 论

双面彩钢板复合风管是一种自带保温、强度好、制作安装方便的空调通风风管，在制作时对可能产生缝隙的部位采取了各种各样的密封措施，从权威机构提供的风管漏风量检测报告中可以看出，样品风管的实测漏风量指标仅为国家规范允许漏风量指标的12%～14.7%[9]，风管的严密性能能够满足GB 50243—2002《通风与空调施工质量验收规范》4.2.5条关于风管漏风量控制的要求.更为重要的是，该风管完全能够实现工厂一体化制作，现场整体安装，既提高了产品的质量，又能加快空调通风风管的施工进度，减少人工劳动力成本的支出.相信优势特点明确、施工质量上乘、工厂化程度高，双面彩钢板复合风管在其发展的历程中，在暖通空调领域的风管系统中会得到越来越广泛的应用.

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[11] 同济大学供热通风与空气调节实验室.测试报告[R].上海：同济大学，2015.

(责任编辑：刘 岩)

Air leakage rate control for composite air ducts made with double sided color steel plates

YU Jie

(Engineering Design Group Co., Ltd., Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)

Based on the characteristics of composite air ducts made with double sided color steel plates, it is shown through analysis that they have the advantages of good heat preservation, high strength, convenience of manufacture, and quick installation. According to the control requirements of the air leakage rate of air ducts by specifications, some strict measures have been taken during the manufacture of air ducts to reduce the air leakage rate and to ensure the installation quality. The air leakage rate of air ducts is examined to make it much lower than the permissible value. It is validated that the sealing measures are safe, reliable, and at a reasonable cost. In the industrialized society, composite air ducts made with double sided color steel plates will display their advantages and be widely used in the field of heating, ventilating, and air conditioning.

composite air duct; air leakage rate; quality control; test

2015-12-03

虞 杰(1964—)，男，江苏无锡人，高级工程师，研究方向为暖通空调领域，E-mail：641945777@qq.com.

TB494

A

1006-4303(2016)05-0547-06