超高大跨度钢结构下挂布袋风管施工技术

刘俊杰

(福建省五建建设集团有限公司，福建 泉州 362000)

0 引言

随着现代建筑业的发展,尤其是随着钢结构网架和桁架结构的普遍运用,超高空间、大跨度的风管安装越来越多，顶部吊装传统金属风管不但外形难看,且由于其重量重,使钢结构顶部难以承载,容易诱发质量安全隐患，难以适应新时期的建设需求。布袋风管是一种独特的柔性空气分布式系统，重量极轻，密度仅约为230 g/m2，相当于金属风管的1/40，对钢结构的承载载荷几乎忽略不计。布袋风管不仅美观，还有效解决了吊挂问题。

1 工程概况

福建省泉州市第七中学江南校区工程，建筑面积为93 776 m2，其中体育馆建筑面积为6 771 m2，采用钢结构下挂布袋风管施工技术。体育馆钢网架空间高达25 m，布袋风管安装于19 m高处，整个场馆共4台组合式空气处理机组，每台设备主管直径选用1 626 mm，呈T字形接2根支管，根据长度及风量来匹配支管φ 630 mm，布袋风管总长度300多米，且该场馆为举办学校各类学术讲座，属人员密集场所，对空气品质具有较高要求，采用超高大跨度钢结构下挂布袋风管施工技术，风管的制作安装过程绿色环保，折装方便，可以擦拭和清洗管道，以提升室内空气品质，达到健康环保的要求。同时，采用大空间层流送风方式快速制冷，使系统降低能耗更节能。

2 布袋风管的突出优势

2.1 施工便捷

采用专用配套的钢丝绳挂钩悬挂装置系统，布袋风管的挂钩直接扣在钢绳上，简单快捷，安装时间是普通金属风管的1/10以上，大大缩短了工期。

2.2 质量可靠

系统整体采用柔软布质制作，燃烧性能达到不燃A级。重量极轻，安装无需平衡校准。使用时不会像传统金属管那样容易出现划伤、凹陷、漏风等现象。

2.3 节省造价

与传统金属风管相比，取代了金属管道、散流器、风口、保温棉等材料，且布袋风管易于运输和安装，全方位节约系统总造价。

2.4 节能环保

制造、安装、使用全过程绿色环保。拆卸和存放方便，可重复使用，运行风速低，不会产生共振，安静无声，提高室内空气质量。

3 工艺原理及应用领域

3.1 工艺原理

布袋风管是空调系统的组成部分，并不是一个空调系统，其实质是应用于空调系统末端的空气分布器，是一种特殊的均匀送风口。其安装所需的主材包括：布袋风管、钢丝绳、压力调节阀(PAD阀)、流量调节阀(ACD阀)、过滤器、静压箱等，如图1所示。

3.2 应用领域

适用于体育馆、影剧院、会展中心、展览馆等大型钢屋盖结构，尤其适用于屋顶无承载能力的场所。

4 工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程

施工准备→支架制作→钢丝绳悬挂装置安装→入口安装→布袋风管安装→风管调整→系统调试。

4.2 操作要点

4.2.1 施工准备

1)施工图绘制。施工图应详细说明每条管段的支架安装方式和位置，以及钢丝绳悬挂系统的间距和高度。

2)计算各风管系统对应钢丝绳悬挂间距和高度。

计算方法见表1。

表1 计算钢丝绳悬挂间距和高差 mm

3)计算安装配件。

a.吊环螺栓:每条管每排钢丝绳2个。

b.花篮螺栓:每条管每排钢丝绳2个。

c.卡头:每条管每排主钢丝绳上卡头5个，每处悬吊钢绳增加2个卡头。

d.主钢丝绳:各排钢丝绳的长度按布袋风管长度的1.15倍进行估算。如果可确定现场安装的实际距离，则以现场实际安装长度为准。

e.悬吊钢绳:每隔8 m左右安装一个悬挂点，长度按悬挂点的数量乘以悬挂高度。

f.橡胶护套:为保护布袋风管系统，入口处的金属风管管口应设置橡胶保护套，其长度按入口处周长的1.05倍计算。

4.2.2 支架制作

1)三角支架。一般选择角钢，高度方向较长的三角支架也可以选择槽钢或方钢。首先在地上做出三角支架，再用膨胀螺栓将其固定在钢屋架的环梁上[1]。这种支架可用作防晃支架，防止末端风管摆动。

2)直杆支架。一般在垂直高度方向长度较短时使用，特别是在风管大小头位置，合理利用直杆支架作共用支架，既节省材料，又不影响支架的稳定性。

3)墙面支架。一般选用槽钢，直接在槽钢打孔，一端固定在墙面上，另一端搭设钢丝绳。这种支架最适合安装在超高、大跨度钢结构下的布袋风管。

4)钢桁架上固定三角架。当垂直方向安装支架较长时，一般采用U型卡箍包住钢桁架，下端再用槽钢制作固定三脚架，见图2。

4.2.3 钢丝绳悬挂装置安装

1)分类。

钢丝绳悬挂装置安装形式按照悬挂钢丝绳排数分为：单排、双排和多排；按照悬挂钢丝绳钟点方向分为：12点(即单排)，2点、10点(即双排)或3点、9点(即双排)，3点、9点、12点(即多排)，不同安装形式介绍见表2。

表2 钢丝绳悬挂装置安装形式介绍表

2)安装要点。

a.根据施工图量取钢丝绳。

b.用断线钳剪断钢丝绳，绳索长度应比实际所需长度稍长0.5 m。

c.在地面上进行绳头制作，具体步骤见图3。

d.利用吊环将绳头的一端和安装好的支架进行连接，把钢丝绳拉到另一端固定的支架上，用花篮螺栓将主钢丝绳与支架进行固定，并把花篮螺栓放在最大长度，便于安装布袋风管后调整钢丝绳的直线度。

e.调整花篮螺栓，用钢丝绳拉紧器将钢丝绳拉紧，注意不要用力过大，以免拉断钢丝绳。

f.悬吊钢丝绳设置在主钢丝绳中间，用2 mm钢丝绳制作，即将绳头固定在钢桁架上弦钢管，另一端利用卡头和主钢绳进行连接。

4.2.4 入口安装

先用橡胶棉套在金属风管上；再把布袋风管的内层套在金属风管的外面；然后将布袋风管与金属风管进行固定铆接,每个铆钉间距约15 cm；最后将布袋风管的内层与外层通过拉链方式进行连接，详见图4。

4.2.5 布袋风管安装

各风管之间采用拉链连接，逐渐拉直管段；同时将挂钩扣在主钢丝绳上；拉直完毕后，在管段末端用卡头将挂钩与主钢丝绳固定。为便于后期拆洗保养，可在每节风管的拉链位置均制作二维码标签，用手机扫码即可查询各管段安装位置，见图5。

4.2.6 风管调整

1)压力调节阀调整。

每隔30 m或布袋风管入口处均应设置压力调节阀，以便于平衡静压。测量步骤为:选取阀门附近两端各1个送风孔，用电子风压仪测量风压，调节阀门开度直至阀门两端压差基本相等，最后固定压力调节阀的锁扣。

2)流量调节阀调整。

应在所有支管上安装流量调节阀，以便于平衡支路上的气流。测量步骤为:选取阀门支管端至少3个送风孔，用热球风速仪测量风速，再根据截面积计算风量，调节阀门开度直至风量符合设计要求，最后固定流量调节阀的锁扣。

4.2.7 系统调试

系统调试前，需先清洁系统管道，可打开空气处理机组吹出管道中的空气粉尘，以利于保障系统良好的健康和卫生。运行调试中，开机时将空气压力按2个～3个档次(通常如100 Pa，200 Pa)缓慢逐渐升至工作压力，避免瞬间高压对布袋风管系统末端造成损坏。

5 关键控制点

1)每隔7 m～10 m安装一条悬挂钢丝绳，以有效减小系统的下垂弧度。

2)安装时把花篮螺栓置于最大长度，以便安装完成后调整钢丝绳的平直度[2]。

3)同一条布袋风管系统的前后支架必须安装平行、对称，无偏移。

4)安装时务必保持双手清洁，或佩戴一次性手套施工。悬挂管道时，应将管道放置料箱中，防止污染管道，影响室内空气品质。

6 结语

超高大跨度钢结构下挂布袋风管施工技术的成功应用，极大地缩短施工工期，节约了大量材料，改善了室内空气品质，为工程带来良好的经济效益和社会效益，降低了企业风险，对提高企业市场竞争力发挥了重要作用。