上海中心大厦在封闭作业环境条件下施工的通风及雾化降温研究

张 斌

上海市建筑装饰工程集团有限公司 上海 200076

近年来，随着中国建筑业的不断成长，越来越多的超高层建筑出现在各大城市，人们对超高层建筑的青睐也从未改变。超高层建筑不仅有着摩登的外形、节省建筑用地等优点，更是一座城市的标志性建筑。但对施工而言，高层建筑由于其特殊性，具有迥异于普通建筑的特点，它的施工难度是不言而喻的。超高层建筑不仅要解决垂直运输的困难，更要解决现场封闭环境下施工的通风难题，以保证现场施工环境。上海中心大厦属于超高层建筑，作业环境封闭，室内装修施工时，现场环境粉尘多、通风不良、噪声、异味严重、高温等问题始终困扰着施工人员，这些因素直接导致了劳动力生产率降低，本项目为解决这些问题特针对在封闭作业环境下的施工，引入简易拆装的通风雾化降温系统，实现施工作业层“正压通风、负压换气、循环空间气流”“雾化湿润环境空气，改善施工作业面空气质量”“降低幕墙玻璃反射温度对楼层的聚热影响”“简易拆装、适合移动的通风雾化降温”功能。

1 工程概况

上海中心大厦位于上海浦东陆家嘴功能区，占地逾30 000 m2，由地上118层主楼、5层裙楼和5层地下室组成，总建筑面积576 000 m2。

2 通风雾化降温系统

2.1 通风雾化降温系统特点

封闭作业环境施工劳动保护简拆装通风雾化降温系统通过吸风机械、空气过滤冷却装置、混流风口、防火帆布导管、连接法兰、风阀、雾化装置、导流风口等简易、经济配件的组合，利用超高层电梯、楼梯、设备井道的自然风作为新风和空气冷源，为封闭空间的施工作业面提供自然冷风和适当的空气湿度，减少热辐射和扬尘对作业人员的健康影响，提高建筑装饰施工阶段的环境舒适性。

简拆装通风雾化降温装置系统包括：超高层建筑的井道冷风源利用系统、楼层作业点新风输送及循环分配系统、空气雾化及降温系统、工具式风道及吊挂系统、风源动力及降噪系统、风源过滤及清新系统、雾化湿润及风量控制系统（图1、图2）。该装置可实现循环利用，其轻质、安装简单的特点，无需使用大量设备，减轻了高层建筑垂直运输的工作量。通过利用超高层电梯、楼梯、设备井道的自然风作为新风和空气冷源，为封闭空间的施工作业面提供自然冷风和适当的空气湿度，减少热辐射和扬尘对作业人员的健康影响，提高建筑装饰施工阶段在室内空间劳动保护技术的措施水平。该设备无需用电能启用，通过大楼内部冷热空气调和实现降温，符合绿色环保施工的要求。

图1 简拆装通风雾化降温系统平面示意

图2 简拆装通风雾化系统部分设备

2.2 简拆装通风雾化降温系统关键技术研究与分析

2.2.1 系统概述

简拆装通风雾化降温装置是利用吸风装置将建筑井道、电梯间、楼梯间内的冷风输入装置系统内，再通过空气冷却系统对吸入风源进行初次过滤、二次过滤后再冷却，冷却后的清新气流随防火帆布管道被输送至各个混流风机出风口处。同时，防火帆布管道中均匀穿插空气雾化系统，产生致密的雾化空气与冷空气相融合，由混流风口对湿润冷气体进行分配、循环，使得冷热空气产生对流。设置导流排风口，将系统内的热能通过井道口输送出楼层。进入施工环境中的湿润空气对施工作业环境中的粉尘颗粒进行包裹、沉降，吸收环境中的热能，从而达到整体降温、降尘的作用。

2.2.2 超高层建筑的井道冷风源利用系统

简拆装通风雾化降温装置利用建筑体自身井道中的冷风源，使用吸风机械将井道内的冷风运送到楼层中，起到降温的效果。

吸风机械根据现场作业环境要求，选用低噪声、低耗电、风量大的风扇，其运行平稳、寿命长、防水、防尘、效率高，拥有百叶自动开启、关闭系统的机型，通过空气对流，负压换气的原理，利用机械动能使风机运转，将井道内的自然风吸入简拆装通风雾化降温装置系统内。

2.2.3 楼层作业点新风输送及循环分配系统

简拆装通风雾化降温装置利用防火帆布导管将过滤、冷却后的新风输送至整个楼层，再利用混流风口将湿润的冷空气循环分配、输送。防火帆布导管的设计满足了现场防火要求，混流风口根据现场实际情况设立，在混流风口上设有调节风量的阀门，使冷空气混合进入楼层，将原有的热能输送出去，从而达到整体降温的效果。

2.2.4 空气雾化及降温系统

简拆装通风雾化降温装置将换能片产生的超声能量直接作用于水，把电能转化为机械能，而水在强烈的超声作用下被雾化，产生非常均匀和细密的雾化空气，雾化的微细水颗粒，经过特殊设计的风管道吹送至需加湿空间，再利用混流风口对冷空气的分配、循环作用，使得冷热空气产生对流，设置导流排风口，输送出系统内的热能，从而达到整体降温。

经计算可知，整个楼层共需要8台雾化设备，均匀分布于输气管道上，根据环境的要求，可人为控制空气雾化装置的开关。在吸风口处，设置制冷、加湿等多功能空气冷却装置，设备降温循环水泵抽取水槽内的冰水到分水器，分水器均匀地将冰水送至蒸发器，蒸发器被浸淋后，表面形成冰水膜，气流使冰水膜上的冰水迅速从液态蒸发成气态，并吸收热气中的热量，冷风经导风口高速送出（图3）。

2.2.5 工具式风道及吊挂系统

简拆装通风雾化降温装置利用轻质细杆与法兰接头完成对防火帆布输送导管的固定，再利用吊杆及悬挂锁将整个系统悬挂于空中。

轻质细杆与法兰的利用，满足了整个装置系统质量轻、易组装、易拆卸的要求，吊杆与悬挂锁的设置，使得整个系统高度可调，可根据不同的场合做出相应的调整，便于工程应用（图4）。

图3 空气冷却装置

2.2.6 风源动力及降噪系统

简拆装通风雾化降温装置（图5）利用吸风机械将井道冷风输送入楼层系统中，内置过滤装置可对风源进行初过滤净化，过滤网可进行拆卸、更换；再利用无电型涡轮式混流风口，对冷空气进行循环、分配，无电型涡轮式混流风口是铝制外壳，轻便易装卸，此设计能够降低支架成本，节省电费，减掉噪声。

图4 吊挂系统法兰接头

图5 吸风机械装置

2.2.7 风源过滤及清新系统

简拆装通风雾化降温装置利用导流口吸风机械内置的过滤装置系统，将井道冷风源进行过滤，过滤装置采用可拆卸设计，内部过滤网能够进行清洗、更换；再利用空气雾化装置产生颗粒致密湿润的雾化空气，利用混流风口将其输送至楼层内，湿润空气中的水珠颗粒能够包裹空气中的灰尘颗粒，并使其沉降，达到清新空气的作用。

2.2.8 雾化湿润及风量控制系统

简拆装通风雾化降温装置利用空气雾化装置产生颗粒致密的雾化空气，经过特殊设计的风管道吹送至系统管道内，通过混流风口传送、分配至整个楼层内，部分雾化空气遇热气化，吸收楼层内部分热量，同时，致密的雾化空气中的水颗粒能够包裹空气中灰尘颗粒并将其沉淀，达到湿润、净化楼层空气的作用；雾化空气装置具有人为调控功能，能够控制雾化空气量；混流风口上装有限流阀门，可调节冷空气流量，控制整个楼层内风量的大小，实现系统可控性、多环境适应性等。

2.2.9 装置轻便耐用、安装快捷、多环境适应特性

简拆装通风雾化降温装置利用轻质细管和法兰相互连接，管道使用防火帆布和轻质细管，设置吊索，吊挂整个通风雾化装置系统，不仅减轻系统装置自身质量，同时具有轻便易组装、拆卸的特性。混流风口采用强度适宜、质量较轻的铝材质，方便安装与吊挂，且使用范围广、环保无噪声；限流阀门可人为调整系统向楼层内输送的冷风量，使整个系统可随环境的不同作出相应的调整，具有多环境适应性等特点。

3 结语

超高层建筑封闭作业环境下的通风雾化降温系统具有如下创新点：

1）利用建筑自身井道冷风源，通过装置系统逐步过滤净化、冷却湿润，与封闭空间内的高温、扬尘空气相互交换作用，自然环保。

2）输送管道采用防火帆布、法兰及吊索搭建，既满足管道的防火等级要求，又能够令整个装置系统的总质量减轻。同时，组装拆卸简便，系统高度可调，具有施工环境多适应性。

3）吸风机械与空气冷却装置相配合，冰水混合物不仅能够降低系统风源的温度，还能湿润空气；一层可拆卸过滤网系统，既能保证系统的需风量，又能保证风源的干净清洁性；抽屉式冰块置物箱，可对使用冰块进行后续跟进，确保冰块的连续性，空气冷却度。

4）采用无电型涡轮式混流风口，质量轻，易安装拆卸，不耗费电能，无噪声；与限流阀相互组合，控制系统换风量，实现系统温度人工可调，使系统更加人性化，适应环境多变性。

5）配置多台空气雾化装置，均匀分布在系统四周，通过混流风口对雾化空气进行输送与分配，既可全楼层进行雾化降温除尘，又可局部空间进行雾化降温除尘，达到节约环保和谐的作用。

6）系统装置总体积小，可拆卸为小体积进行运输、储存，装置为可循环使用系统，环保节约。

超高层建筑封闭作业环境下的通风雾化降温系统解决高层建筑室内装修现场环境扬尘多、通风不良、噪声大、异味严重、高温等问题[1-3]，提高劳动生产率，保证现场施工环境，可为国内超高建筑封闭环境下施工的通风雾化降温问题提供技术和实践指导。