會展場館高空風(fēng)管系統(tǒng)安裝新工藝
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摘要：近年來隨著我國改革開放的飛速發(fā)展，在全球經(jīng)濟一體化和信息化的背景下全國各大城市都在新建會展場館，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)多為大空間、大跨度、高凈空設(shè)計。作為室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)主要方式的空調(diào)及新風(fēng)系統(tǒng)，其送/回風(fēng)管道大多設(shè)計在高空位置，安裝難度和危險性大。本文以廈門國際會展中心四期項目通風(fēng)與空調(diào)工程為例，論述了大型會展場館高空區(qū)域風(fēng)管系統(tǒng)安裝的一種新工藝，其研究成果可為類似工程風(fēng)管系統(tǒng)安裝的應(yīng)用與研究提供參考。
關(guān)鍵詞：會展場館；空調(diào)及新風(fēng)系統(tǒng)；空氣調(diào)節(jié)；高空；風(fēng)管系統(tǒng)安裝
1大型會展場館的建筑和空調(diào)系統(tǒng)特點
大型會展場館作為舉辦大型國內(nèi)或國際性會議、重大慶?；顒娱_閉幕式、綜合性展覽活動等的舉辦場所，其特點為建筑規(guī)模龐大，展示大廳區(qū)域多為大空間、大跨度、無柱，高凈空設(shè)計。大型會展場館中的空調(diào)系統(tǒng)多采用大型組合式空調(diào)箱作為末端設(shè)備進行集中空氣處理，末端設(shè)備設(shè)置于設(shè)備層或?qū)Ｓ每照{(diào)機房內(nèi)，送/回風(fēng)管道布置于展廳上空，材質(zhì)多為鍍鋅薄鋼板并外附橡塑或離心玻璃棉保溫，送風(fēng)口采用電動或手動旋流風(fēng)口，回風(fēng)口采用格柵式風(fēng)口。部分中小型場館由于挑空區(qū)域?qū)痈咴?0m以下，也會采用布袋風(fēng)管作為空調(diào)及新風(fēng)的輸送管道。
2廈門國際會展中心四期項目概況
2.1建筑概況
本案例廈門國際會展中心四期項目作為廈門國際會展中心內(nèi)一個獨立建筑，展館名為海峽大劇院，其主要功能為舉辦各大中型慶?；顒娱_閉幕式、文藝演出、會議等。為單層鋼結(jié)構(gòu)會展建筑，占地面積2.2萬m2，總建筑面積9.2萬m2，其中主建筑4.53萬m2，配套設(shè)施4.67萬m2，地上主體1層（局部2至4層），建筑高度30.2m。
2.2空調(diào)及新風(fēng)系統(tǒng)概況
本項目冷源按照展廳與配套用房分別獨立設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)。展廳及前廳采用水冷中央空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)備選用三臺3868kW離心式水冷冷水機組+一臺960kW螺桿式水冷冷水機組，且根據(jù)業(yè)主要求，考慮展廳重要性，設(shè)置其中一臺離心機組作為備用，制冷主機設(shè)置于東廣場地下室一層制冷機房內(nèi)。配套用房\服務(wù)用房\門廳及變配電室采用變冷媒流量空調(diào)系統(tǒng)；電梯機房采用獨立分體式空調(diào)。展廳及前廳等大空間均采用全空氣定風(fēng)量系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)有回風(fēng)機。過渡季節(jié)采用全新風(fēng)。
3高空風(fēng)管系統(tǒng)安裝的一般工藝
3.1鍍鋅薄鋼板風(fēng)管的制作安裝
風(fēng)系統(tǒng)包括空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)；送風(fēng)系統(tǒng)；排風(fēng)系統(tǒng)；防、排煙系統(tǒng)；除塵系統(tǒng)等，常見的風(fēng)管材質(zhì)包括鍍鋅薄鋼板、不銹鋼薄板、玻鎂復(fù)合板、酚醛板、硬聚氯乙烯管、纖維織布等。但目前空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)其空氣輸送管道仍以鍍鋅薄鋼板材質(zhì)為主，其特點是材料產(chǎn)量高、規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、采購簡單、制作方便、強度高、經(jīng)濟性較好。鍍鋅薄鋼板的加工無論是現(xiàn)場制作還是加工廠預(yù)制一般都以節(jié)為單位，其中角鋼法蘭連接形式的風(fēng)管直管段標(biāo)準(zhǔn)長度為1240mm，共板法蘭連接形式的風(fēng)管直管段標(biāo)準(zhǔn)長度為1160mm，彎頭、變徑、三通等異形部件根據(jù)排單尺寸單獨制作加工，節(jié)與節(jié)之間采用普通橡膠板或閉孔海綿橡膠板密封并用螺栓和法蘭夾連接緊密。
3.2高空風(fēng)管安裝常見方式
在通過對國內(nèi)同類型建筑高空風(fēng)管安裝工藝及工法的研究、學(xué)習(xí)以及向同行所做同類型項目的觀摩和請教中發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)高空風(fēng)管安裝主要方式有以下四種：①液壓頂升機安裝；②卷揚機整體或分段吊裝；③吊籃或登高車安裝；④搭設(shè)滿堂腳手架至安裝位置吊裝。在上述安裝方式中或多或少存在一定的局限性、低效性和不經(jīng)濟性：如液壓頂升機一般僅適用于風(fēng)管安裝標(biāo)高在10米以下；卷揚機整體吊裝時對于大截面尺寸風(fēng)管的吊裝效率極低、危險性大，而吊籃、登高車、卷揚機分段吊裝又無法做到在高空作業(yè)時高效安全的進行風(fēng)管之間連接，同樣危險性也極大，同時目前大型會展場館結(jié)構(gòu)多以鋼結(jié)構(gòu)為主，其結(jié)構(gòu)上不允許有其他設(shè)備、物件焊接在其鋼結(jié)構(gòu)上；搭設(shè)滿堂腳手架雖然能滿足高空風(fēng)管系統(tǒng)的安裝要求，安全性較高，但經(jīng)濟性較差，其搭設(shè)和拆除需要花費大量時間，尤其是在工期緊迫的工程中并不適用，同時滿堂腳手架搭設(shè)的區(qū)域?qū)Ω鲗I(yè)施工和材料堆放運輸也會造成嚴重影響。
4大型會展場館高空風(fēng)管系統(tǒng)安裝新工藝
本文提出一種利用架橋機原理制作專用軌道車通過軌道進行高空風(fēng)管安裝的新型工藝。將風(fēng)管系統(tǒng)的主要作業(yè)內(nèi)容風(fēng)管和支架分成兩個獨立的部分，風(fēng)管支架在土建階段安裝完畢，在利用風(fēng)管支架敷設(shè)軌道，使用專用軌道車進行風(fēng)管的運輸和安裝。具體施工工藝如下：
4.1風(fēng)管支架
風(fēng)管支架作為風(fēng)管安裝的主要工作內(nèi)容，也是固定風(fēng)管的主要形式，其安裝質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到風(fēng)管安裝的質(zhì)量。高空風(fēng)管支架安裝雖然可以采用登高車、吊籃進行安裝，但安裝過程中會出現(xiàn)定位難、定位不準(zhǔn)，各路風(fēng)管系統(tǒng)無法保證同一直線，且由于大截面尺寸風(fēng)管的支架體積大、重量重，操作空間有限、安裝效率低、危險性也極大。因此風(fēng)管支架必須在土建施工階段就進行支架底板的預(yù)埋或安裝支架梁，并在土建施工結(jié)束前利用土建單位大型機械和操作面與土建施工同步進行風(fēng)管支架的安裝。這樣一方面可以確保后期風(fēng)管安裝位置的準(zhǔn)確，另一方面也為后期風(fēng)管安裝節(jié)約了大量時間，提高安裝效率，降低安裝風(fēng)險。
4.2風(fēng)管的預(yù)加工
4.2.1風(fēng)管制作方式的選擇。目前風(fēng)管制作大多采用加工廠預(yù)制和現(xiàn)場制作兩種方式，連接方式主要有共板法蘭連接和角鋼法蘭連接兩種形式。一般單體場館內(nèi)風(fēng)管總量在3萬m2以下（本項目風(fēng)管總量約2.1萬m2），如采用四線、五線機等設(shè)備現(xiàn)場加工制作經(jīng)濟性較差。在綜合考慮了經(jīng)濟性和施工進度后本項目采用了加工廠預(yù)制L型片狀半成品風(fēng)管和風(fēng)管法蘭框，統(tǒng)一運至現(xiàn)場后組裝的方式。展廳高空風(fēng)管經(jīng)專業(yè)排單后由現(xiàn)場施工員和技術(shù)員二次復(fù)核，確保加工廠預(yù)制的半成品風(fēng)管與排單圖和施工圖完全一致。4.2.2風(fēng)管預(yù)加工的內(nèi)容。所有預(yù)制的L型片狀半成品風(fēng)管統(tǒng)一運送至展館一層地面指定位置處堆放，在地面完成各節(jié)風(fēng)管的合縫、角碼、加固、法蘭框、打膠等作業(yè)，并完成所有主風(fēng)管管道上下接管的開口作業(yè)，再按照排單圖、施工圖、系統(tǒng)圖對拼裝完成的各節(jié)風(fēng)管仔細檢查，查看各節(jié)風(fēng)管法蘭邊的平整和水平度、螺栓開孔情況、鍍鋅層有無損傷、管內(nèi)加固件是否齊全等。檢查無誤后進行編號，編號根據(jù)系統(tǒng)、位置、類型、形式統(tǒng)一編制，且編號必須唯一，牢固粘貼于風(fēng)管外側(cè)。本項目中為避免編號脫落后安裝錯誤，在各節(jié)風(fēng)管的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均粘貼了一張。
4.3準(zhǔn)備工作
4.3.1風(fēng)管吊裝前準(zhǔn)備工作。高空風(fēng)管吊裝的難點是安裝位置高、操作空間受限、效率低、危險性大。為確保拼接完成的風(fēng)管尺寸、節(jié)數(shù)，特別是變徑、三通、四通、彎頭等異形部件與排單圖、施工圖一致，避免吊裝后出現(xiàn)差異產(chǎn)生二次吊裝影響工期，增加安裝成本和風(fēng)險。因此在吊裝前需要將所有拼裝完成的風(fēng)管按照排單圖、施工圖在地面進行垂直模擬擺放，并進行二次編號校核，確保組成各路風(fēng)管系統(tǒng)各節(jié)風(fēng)管的尺寸、長度、數(shù)量、位置與施工圖紙完全一致，避免安裝過程中將風(fēng)管倒運至高空后出現(xiàn)缺節(jié)、尺寸錯誤、數(shù)量缺失、組裝不上等問題，產(chǎn)生二次加工、倒運、吊裝。有條件的可以利用BIM模型進行模擬和復(fù)核。4.3.2軌道車的制作和軌道的鋪設(shè)。由于末端空調(diào)機組風(fēng)量大、靜壓高，因此風(fēng)管厚度、截面尺寸、體積相對較大。為提高風(fēng)管系統(tǒng)的安裝效率和安全性，受架橋機的啟發(fā)，針對高空大截面尺寸風(fēng)管系統(tǒng)安裝制作了一種風(fēng)管運輸專用工具———軌道車。考慮軌道車對鍍鋅薄鋼板風(fēng)管的承重力和安全性，主體框架采用鍍鋅角鋼制作。在角鋼標(biāo)號的選擇上以高空安裝區(qū)域內(nèi)最大風(fēng)管截面尺寸1250×800mm，長度1240mm，厚度1.2mm為依據(jù)，根據(jù)1.2mm厚鍍鋅薄鋼板密度9.42kg/m2，鍍鋅層重量80g/m2（雙層），L40*4角鋼理論重量2.422kg/m，8#鍍鋅圓鋼為理論重量0.395kg/m，M8螺栓理論重量0.03kg/套，計算得出單節(jié)風(fēng)管重量為（1.25+0.8）×2×1.24×9.42+（1.25+0.8）×2×1.24×0.08=48.3kg，法蘭邊重量為（1.25+0.8）×2×2×2.422=19.86kg，風(fēng)管內(nèi)部加固重量為0.395×2×0.395=0.31kg，合計不含螺栓單節(jié)風(fēng)管理論重量為68.47kg。根據(jù)軌道車上需承重兩節(jié)風(fēng)管計算得出2節(jié)含40套M8螺栓風(fēng)管總重量為138.14kg。經(jīng)設(shè)計部門對軌道車承重量計算，確定采用L40×4#角鋼作為軌道車主框架。軌道車的尺寸以本區(qū)域內(nèi)需安裝的最大單節(jié)風(fēng)管截面積和長度為依據(jù)并在兩邊留有200-250mm余量，軌道車兩邊安裝1.2m高護欄，底部焊接安裝4個腳輪及限位裝置。本工程中根據(jù)高空安裝區(qū)域內(nèi)最大風(fēng)管截面尺寸1250×800mm，采用L40×4#角鋼制作了1800×2000mm的軌道車。由于各項目規(guī)模不同，高空風(fēng)管截面尺寸不會完全一致，而軌道車作為高空風(fēng)管運輸工具，其材料和制作工藝并不復(fù)雜，根據(jù)各項目實際情況，單獨制作，不在重復(fù)利用。軌道車模型如圖1。軌道：采用8#槽鋼并根據(jù)軌道車尺寸和定位點水平鋪設(shè)于風(fēng)管支架內(nèi)側(cè)，各槽鋼之間采用焊接連接，同時軌道與支架采用焊接方式連接，確保軌道牢固的固定于支架上。軌道的安裝必須確保平整度和水平度，以及軌道車腳輪能完全嵌入槽鋼內(nèi)槽，并在整條軌道內(nèi)運行順暢，正式運輸風(fēng)管前必須進行軌道車的試運行，往復(fù)運行不低于5次。4.3.3其他輔助工具。跳板：由于一方面高空作業(yè)操作空間有限，危險性大，另一方面風(fēng)管的截面尺寸大、體積大，在進行各段風(fēng)管的連接時，需要3-4人同時進行安裝。僅靠利用風(fēng)管支架和軌道進行各段風(fēng)管的連接，操作較為不便，危險性也較大，因此需要根據(jù)軌道間距制作移動式鋼制跳板，跳板必須做防滑處理，且跳板兩端需完全卡入軌道凹槽內(nèi)，固定牢固并安裝限位裝置，避免工人在跳板上作業(yè)時出現(xiàn)因跳板滑動脫落導(dǎo)致的人員、工具、物品等掉落事故。登高車：從安全性和便捷性上考慮，在有條件的情況下可以使用登高車進行輔助配合作業(yè)。登高車的選型在滿足高程的同時需符合現(xiàn)場實際情況和要求，并安排專業(yè)持證操作員和安裝人員進行高空作業(yè)。
4.4吊裝工藝
在上述各項工作準(zhǔn)備完畢經(jīng)總包單位和監(jiān)理單位驗收合格后，確定吊裝日期并邀請總包單位和監(jiān)理單位相關(guān)人員到場旁站，開始進行各路風(fēng)管系統(tǒng)的吊裝作業(yè)。①風(fēng)管的倒運：各路空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管從系統(tǒng)末端開始向高空平臺倒運，本項目中根據(jù)風(fēng)管編號將風(fēng)管從南北通道依次倒運至擬安裝位置兩側(cè)平臺，再次復(fù)核確認編號和安裝順序一致。②風(fēng)管的預(yù)連接：目前加工廠預(yù)加工半成品角鋼風(fēng)管直管段標(biāo)準(zhǔn)長度為1240mm，而風(fēng)管支架間距在3-4m，因此將單節(jié)風(fēng)管通過軌道車依次運輸?shù)轿缓笤谄唇訒r會出現(xiàn)部分風(fēng)管懸空的現(xiàn)象，增加安裝難度，同時也存在一定的安全隱患。因此在通過軌道車運輸前需進行預(yù)連接，根據(jù)編號以2節(jié)為1組先行進行連接。注意各單節(jié)風(fēng)管必須分別倒運至高空平臺后再按2節(jié)一組進行預(yù)連接，避免在地面拼接后倒運對風(fēng)管之間的連接螺栓、法蘭夾、勾碼等造成損傷，導(dǎo)致空調(diào)在正常運行期間逐漸造成風(fēng)管漏風(fēng)、異響、連接件脫落等情況，影響空調(diào)效果以及形成安全隱患。③將拼接完成的首段2節(jié)風(fēng)管放置于1#軌道車上可靠固定后運輸至指定位置并打開限位裝置固定牢固。④1#軌道車就位并固定后在軌道車后端搭設(shè)鋼跳板并可靠固定。⑤將第2段2節(jié)拼接完成的風(fēng)管放置于2#軌道車上可靠固定后運輸至1#軌道車尾部鋼跳板處并打開限位裝置固定牢固。⑥2段風(fēng)管完全就位后由2-3名工人站在鋼跳板、軌道上，1名工人站在登高車上進行2段風(fēng)管的連接。⑦2段風(fēng)管連接完成后將1#、2#軌道車抽離并滑動至起點，連接完成的風(fēng)管放置于風(fēng)管支架上并安裝墊木，調(diào)整位置后用緊固件固定牢固。⑧以此類推，依次完成整路風(fēng)管系統(tǒng)的安裝。吊裝工藝原理如圖2。
4.5其他安裝
①風(fēng)管保溫作業(yè)在漏風(fēng)量試驗合格后可以由安裝人員站在軌道和跳板上進行安裝作業(yè)。②空調(diào)送風(fēng)口下接管、風(fēng)閥、風(fēng)口在地面進行預(yù)組裝，并進行保溫處理，使用登高車與高空主管道連接。安裝完成后效果如圖3。
5結(jié)論與建議
本次利用自制專用軌道車通過敷設(shè)軌道運輸及安裝高空風(fēng)管及部件的工藝用于并順利完成了廈門國際會展中心四期項目25.8m處高空風(fēng)管系統(tǒng)的安裝，確保了同年第32屆中國電影金雞獎頒獎典禮如期舉辦。在整個頒獎典禮過程中空調(diào)及新風(fēng)系統(tǒng)運行正常，展廳內(nèi)溫濕度達到設(shè)計要求。此次提出的這種新工藝大大提高了高空風(fēng)管系統(tǒng)的安裝效率，節(jié)約了施工單位勞動力消耗，降低了整體項目成本，同時也大大降低了安裝過程中的安全風(fēng)險，對暖通安裝企業(yè)在未來承接更多此類項目提供了可復(fù)制的借鑒經(jīng)驗，也對提升企業(yè)在同類項目中的競爭力和獲取更大的經(jīng)濟效益起到了重要作用。
參考文獻：
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[2]GB/T50243-2016，通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[P].
[3]GB50738-2011，通風(fēng)與空調(diào)工程施工規(guī)范[P].
作者:王亞京 單位:上海亞環(huán)建設(shè)工程發(fā)展有限公司
