高校科研楼项目空调通风系统施工技术应用研究

2024-03-18刘学良黎效宇

中国建筑装饰装修 2024年4期

刘学良杨骏颜威刘炯黎效宇

近年来，高等教育与产业融合创新发展不断推进，科研项目活动开展需要更加完善的建筑设施作支撑，由此对科研楼项目建设提出更高的要求。在科研楼工程项目建设中，空调通风系统运行的稳定性对项目运行质量具有直接影响。因此，在空调通风系统施工作业过程中，必须强化新型施工技术的应用，严格依照流程和规范要求落实技术应用措施，以确保施工质量达到设计要求，有效提升项目后续运行质量。

1 工程概况

1.1 项目整体概况

某高校科研楼项目为总承包类型，总投资约106031 万元，总用地面积19519 m2，总建筑面积102500 m2。该项目整体由2 层地下室（局部1 层）、西塔和东塔2栋高层和3层裙楼组成。西塔采用钢筋混凝土框架-核心筒结构，建筑高度为99.3 m，地上20 层、地下2 层；东塔采用钢筋混凝土框架—核心筒结构，建筑高度为78.1 m，地上16 层、地下1 层；裙楼为钢筋混凝土框架结构，建筑高度为18.15 m，地上3 层、地下2 层。

1.2 空调及通风系统

项目设计方案中，除洁净实验室外，所有实验室、科研室等均采用室内机加新风系统以及送风系统，电梯机房、消防控制中心、值班室、变配电房设置分体空调，二楼网络机房以及不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）间根据智能化专业要求设置精密空调。卫生间、会议室等人员密集区域设计排风系统，变配电房设计机械送、排风系统。电梯机房配置排风系统和单元式空调器，在室外空气温度较高时，排风系统停止运行，由空调器降温。空调与排风机不能同时运行。采用气体及水喷雾灭火的房间，为保证发生火灾时气体及水喷雾系统达到灭火效果，房间不设机械排烟。通风模式及通风控制依照设计方案进行，相关区域事故通风及空调系统形式参照相关规范要求设计。

1.3 空调冷源及水（冷媒）系统

采用鸿业逐时冷负荷系数法计算相关设备参数，工程整体采用全直流变频多联机中央空调系统，根据房间功能及平面布局分设系统，空调室外主机放置在屋面。空调室内机选用风管天井式室内机，送风形式采用上送上回的方式。实验室通风柜采用变风量通风柜控制系统，空调水系统包括冷水系统、冷却水系统、排污系统、冷凝系统和冷媒管系统等。

2 空调通风系统施工技术应用

2.1 施工准备

为确保施工流程有序推进，并保证施工质量得到有效控制，在施工作业之前，工作人员需要做好如下准备工作：第1，施工技术准备，主要进行图纸审查、深化设计和施工方案编制；第2，施工材料准备，编制设备材料和物资采购计划，依照施工进度计划注明材料、设备要求；第3，样板评审，确保样本施工达到标准要求，并为后续全面施工提供技术参考。

2.2 空调风系统施工

空调风系统施工需要注意如下技术要点：在选材方面，除有特殊说明外，均采用镀锌钢板制作，并根据压力系统要求，合理确定风管直径及长边尺寸。对于风管连接，根据边长特征，采用共板法兰连接或插条连接方式处理，确保连接部位密封性满足规范要求。风管采用无甲醛环保憎水玻璃棉板进行保温处理，密度为48 kg/m3，适用温度为-4 ～120 ℃，导热系数为0.032 W/（m·k），燃烧性能为不燃A级。根据风管高度选用单叶调节阀或多叶调节阀。空调风管采用90°消声弯头，软连接采用铝箔保温软管。

风管制作前，施工人员要做好材料准备工作，熟悉图纸并做好现场复测。共板法兰制作时，要先将钢板卷材校平，依风管尺寸下料裁剪；将料板进行五线起筋，确保板材平面强度；利用联合角咬机压制联合角；依照工艺要求在插条机上压制插条接口，在共板法兰机上压制共板法兰；在共板法兰折方机上进行风管折方，用手工方式将联合角合缝，确保风管对角线差值不大于3 mm。利用压筋加固、外框加固及点加固等方式对风管进行处理，确保风管刚度达到设计要求。

在风管安装作业前，施工人员需要先熟悉审查图纸，核实相关技术资料是否齐全，内容是否有误，了解安装质量要求，确保施工方法和技术应用措施达到规范要求[1]。此外，还要依照施工图纸标注要求，做好走向和标高等位置的放线，计算吊杆长度。依照风管定位尺寸确定实际位置、吊杆吊点位置，沿风管方向放线，严格依照划线确定位置打眼固定，确保吊架安装在同一直线上，安装平直。检查风管穿墙或楼板处预留孔洞尺寸是否满足安装要求，检查与风管安装位置交叉的其他管道标高是否符合安装要求。支吊架施工中，所选用的吊杆应当平直，采用搭接方式进行拼接，采用钢制膨胀螺栓或组合拉爆固定。支架上的螺孔采用电钻等机械加工方式处理，矩形风管抱箍支架贴近风管，折角平直，在连接处留出螺栓收紧距离。靠近墙或柱安装的水平风管，需要采用悬臂吊架或斜撑方式进行支撑，其他部位采用托底吊架支撑。在安装时，确保支吊架间距符合施工方案要求，并做好固定和调整工作，确保受力均匀，不能设置在风口、阀门、检查门及自控机构处，不能直接固定在法兰上。共板法兰采用专用法兰卡连接，在四角加90°法兰角后用螺栓连接。消声器、防火阀等阀部件安装要符合规范要求。在整体安装作业完成后，进行严密性测试，并对系统风量进行调整。风管采用无甲醛环保憎水玻璃棉板材料保温，空调房保温厚度为32 mm，非空调房（室内）保温厚度为40 mm，室外及其他部位保温厚度为50 mm。

2.3 空调冷水管道安装

本工程项目空调通风系统施工中，冷冻水管、冷却水管、膨胀管等所使用的管材为镀锌钢管、无缝钢管、螺旋焊接钢管等；冷凝水管为镀锌钢管，连接方式有丝扣连接、焊接、法兰连接等。设备及管道上的阀门应根据介质性质、温度及工作压力等要求合理选择，阀门强度试验及严密性试验结果需要符合相关规范要求。

冷水管道安装需要遵循先预制后安装，先干管后支管，先立管后水平管，先高处后低处，先里后外，先系统试压后冲洗，最后按照防腐、保温及隐蔽验收的总原则进行。施工作业前，要做好技术准备及材料进场检验等工作，重点做好焊接钢管、镀锌钢管、镀锌及压制管件、阀门等材料的质量检测，确保各项参数达到设计要求后才能进入施工现场。

管道安装作业前，需要先进行选择和检验，将管材平直度矫正到位，并做好管口整修。使用砂轮切割机和割管机进行切割时，要确保管子端面平整，无裂纹和毛刺现象。在管道上直接开孔焊接分支管道时，切口的部位须用校核过的样板画定，用氧炔焰切割，完毕后要用锉刀或砂轮磨光机打磨掉氧化皮与熔渣，使端面平整。钢管及管件要尽量在地面预制成管道组成件，减少固定焊口焊接量。对于壁厚＞4 mm 的钢管，应在焊接前使用坡口机开坡，将表面氧化层处理到位，避免有裂纹或夹层等缺陷。管道焊接层数根据焊条直径、电流大小、管壁厚、焊口位置、坡口形式确定，焊缝余高和根部凸出允许偏差应符合规范设计要求。螺纹连接管道的螺纹应清洁规整，断丝或缺丝不得大于螺纹全扣数的10%，接口处留2 ～3 个丝扣的外露螺纹，不应有外露填料。镀锌管道的镀锌层应当完好，有局部破损现象的，应做好防腐处理。

管道放线时，应做好细部会审，不能有管线交叉现象，留出足够的保温及操作空间，依照坡度要求画出定位坡度线。立管放线时，应打穿各楼层总立管预留孔洞，自上而下吊线坠，弹画出总立管安装的垂直中心线，作为总立管定位与安装的基准线，确保定位与安装达到设计要求[2]。支、吊架安装间距需要符合规范要求，依照管路敷设空间结构特征及其他综合因素，确定固定支架、滑动支架及吊架等方式。支架安装包括构件预制和现场安装2 个工序，需要严格依照施工方案要求做好工序组织。

在确保支架标高位置、管道中心线等位置无误后，开始安装就位。大口径立管采用吊装方式，自下而上逐层安装。水平管放线和定位核准后，对于大口径管，可以采用手动倒链或电动葫芦吊装，小口径管可以采用人力抬杠方式安装。在安装作业中，要遵循安装操作规范，杜绝安全隐患。干管采用焊接方式进行连接，与附件使用法兰连接。根据规范要求做好干管变径处理，分支管与主干管采用开孔焊处理，不允许开大孔将分支管插入主管中焊接，不允许在主干管弯管的弯曲半径范围内开孔。阀门、法兰配件、过滤器、波纹补偿管和其他设备的安装，应当依照相应规范处理。

做好管道清洗后，采用分区分层试压、系统试压相结合的方式进行管道水压试验，验证是否在限定时间内无渗漏，压力稳定为合格。验收完成后，将管道内存水全部放掉，并填写试验记录。管道投入使用前，以系统能达到的最大压力和流量进行水冲洗试验，确保管道彻底冲洗到位，避免有残留物或堵塞现象发生，对制冷效果产生影响[3]。冲洗时应将阀门关闭、设备隔离，只针对水系统管路冲洗。冲洗合格后将临时连接管路拆除，再次进行水压试验并检查系统严密性。空调埋地冷却水管安装需依照相关规范要求，做好管道组焊连接、沟槽开挖、防坍塌措施、管道防腐保温、管道下沟及回填、水压试验等各方面工作。

此外，还要依照规范要求做好管道防腐与保温处理，确保所有管道都能保持良好运行状态。

2.4 空调设备安装

空调设备安装是空调通风系统施工应关注的重点内容，在施工作业中，应注意如下要点：

1）在风机安装中，若风机安装于屋顶，应采取防雨水措施；落地安装通风机采用落地支架安装，与底座之间安装弹簧减震器，用垫铁找平；天花板吊装通风机采用减震吊架减震。地脚螺栓除垫圈外还应有放松装置，安装在无减震器支架上时，需要垫上4 ～5 mm 厚的橡胶板，且在找平找正后固定牢固。通风机的机轴需要保持水平，传动装置外露部分布设防护罩，直通大气的进风口等部位，加装保护网或采取其他安全措施。冷却塔安装需要确保混凝土基础良好，安装位置符合规范要求，与基础预埋件采用不锈钢螺栓连接。单台冷却塔安装水平度和垂直度偏差控制在2‰以内。冷却塔与配管安装达到规范要求后，进行试运转准备，做好运转调试。

2）水泵安装首先应做好基础处理，减震装置安装应符合设计及产品技术文件要求。在水泵就位时，纵向中心轴线应与基础中心线重合对齐，找平找正，与减振板固定牢固，地脚螺栓采取防松动措施。水泵吸入管、出入管安装应符合设计要求及相关规定。安装组合式空气处理机时，应确保吊运安全，一般机组采用分段运输，大的机组采用散件运输、现场组装方式处理[4]。依照流程要求安装完毕后进行试运转，但不得在全开风阀状况下启动，避免起动电流过大烧坏电机，运转8 h 无异常现象视为合格。

3）冷水机组运输需要依照现场情况合理确定路线，以确保安全、降低造价、提高劳动生产率为标准，优化吊装方案。制冷机组安装时，应确保基础、配管等符合规范要求。装配式制冷机房安装应依照专项施工方案进行，参照建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）和装配图纸，做好场外预制加工。在场外设置独立的预制加工厂，利用BIM 技术综合布置整个制冷机房管道，并完成预组装。组装无误后对各个管段进行编号，之后进行拆卸并做好各个构件喷漆处理。在完成管道单元组装、阀门及短接组装后，进行现场装配，在机房具备安装条件时，运输到位并做好现场组装。

2.5 VRV空调系统安装

变频多联机（Varied Refrigerant Volume，VRV）空调系统安装作业中，需要注意如下几方面要点：

1）室内机安装前，需熟悉图纸及相关技术资料，检查材料及工具是否齐全，制冷设备充有保护性气体时，还应检查有无泄漏情况。室内机机组安装保持水平，空调出风可遍及整个房间，并便于布置连接管、接线、排水管及室外机。室内机安装位置避开梁，离吊顶高度能满足凝结水管布置要求，空出检修口位置，机组放置水平，考虑排水坡度。机组安装后微调冷凝水管，确保水封高度满足技术要求。

2）室外机安装前，要做好技术资料、材料及工具等准备工作。在吊装作业时，要检查吊索平衡性，保证机组垂直度，确保外机周围无障碍物，避免对机组制冷量/制热量产生影响，给后续运维工作带来不便。此外，要采取正确安装方式，避免产生不必要的振动及噪声现象[5]。机组放置于无积水位置，若直接置于地坪上，应用橡胶垫隔开。依照安装位置差异，在气体管上设置回油弯，最大接管长度及高差要符合技术规范要求。安装完成后使用包装塑料纸或包装盒做好成品保护。

3）制冷剂管路安装应根据制冷向选择合适的接头，或采用焊接方式处理，确保连接部位密封性达到设计要求。管道及管件的内外壁应清洁干燥，相关参数符合设计规范要求，弯管的弯曲半径、最大外径与最小外径之差符合技术规范要求。安装完成后做好抽真空和充注制冷剂处理，并吹扫排污。按要求做好电路连接后，在厂家专业技术人员指导下做好运行检查。

2.6 通风空调系统调试

整体安装作业完成后，做好设备单机试运转及调试和系统无生产负荷下的联合试运转及调试。调试过程中，要做好通风机的风量、风压及转速调整、系统与风口的风量测定与调整、通风机、制冷机空调器噪声测定和防排烟系统排烟静压检测。在单机调试正常的情形下进行系统调试，以联合试运行及调试连续运行24 h 达到设计要求为合格[6-7]。在交工前进行生产负荷的综合效能试验，确保各项参数合格后方可进行交工验收。