會展場館高空風管系統安裝新工藝

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摘要：近年來隨著我國改革開放的飛速發展，在全球經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，其內部結構多為大空間、大跨度、高凈空設計。作為室內空氣調節主要方式的空調及新風系統，其送/回風管道大多設計在高空位置，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與空調工程為例，論述了大型會展場館高空區域風管系統安裝的一種新工藝，其研究成果可為類似工程風管系統安裝的應用與研究提供參考。

關鍵詞：會展場館；空調及新風系統；空氣調節；高空；風管系統安裝

1大型會展場館的建筑和空調系統特點

大型會展場館作為舉辦大型國內或國際性會議、重大慶祝活動開閉幕式、綜合性展覽活動等的舉辦場所，其特點為建筑規模龐大，展示大廳區域多為大空間、大跨度、無柱，高凈空設計。大型會展場館中的空調系統多采用大型組合式空調箱作為末端設備進行集中空氣處理，末端設備設置于設備層或專用空調機房內，送/回風管道布置于展廳上空，材質多為鍍鋅薄鋼板并外附橡塑或離心玻璃棉保溫，送風口采用電動或手動旋流風口，回風口采用格柵式風口。部分中小型場館由于挑空區域層高在10m以下，也會采用布袋風管作為空調及新風的輸送管道。

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祝活動開閉幕式、文藝演出、會議等。為單層鋼結構會展建筑，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空調及新風系統概況

本項目冷源按照展廳與配套用房分別獨立設置空調系統。展廳及前廳采用水冷中央空調系統，設備選用三臺3868kW離心式水冷冷水機組+一臺960kW螺桿式水冷冷水機組，且根據業主要求，考慮展廳重要性，設置其中一臺離心機組作為備用，制冷主機設置于東廣場地下室一層制冷機房內。配套用房\服務用房\門廳及變配電室采用變冷媒流量空調系統；電梯機房采用獨立分體式空調。展廳及前廳等大空間均采用全空氣定風量系統，系統設有回風機。過渡季節采用全新風。

3高空風管系統安裝的一般工藝

3.1鍍鋅薄鋼板風管的制作安裝

風系統包括空調風系統；送風系統；排風系統；防、排煙系統；除塵系統等，常見的風管材質包括鍍鋅薄鋼板、不銹鋼薄板、玻鎂復合板、酚醛板、硬聚氯乙烯管、纖維織布等。但目前空調風系統、送風系統、排風系統、防排煙系統其空氣輸送管道仍以鍍鋅薄鋼板材質為主，其特點是材料產量高、規模化、標準化、采購簡單、制作方便、強度高、經濟性較好。鍍鋅薄鋼板的加工無論是現場制作還是加工廠預制一般都以節為單位，其中角鋼法蘭連接形式的風管直管段標準長度為1240mm，共板法蘭連接形式的風管直管段標準長度為1160mm，彎頭、變徑、三通等異形部件根據排單尺寸單獨制作加工，節與節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高空風管安裝常見方式

在通過對國內同類型建筑高空風管安裝工藝及工法的研究、學習以及向同行所做同類型項目的觀摩和請教中發現目前國內高空風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、低效性和不經濟性：如液壓頂升機一般僅適用于風管安裝標高在10米以下；卷揚機整體吊裝時對于大截面尺寸風管的吊裝效率極低、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時高效安全的進行風管之間連接，同樣危險性也極大，同時目前大型會展場館結構多以鋼結構為主，其結構上不允許有其他設備、物件焊接在其鋼結構上；搭設滿堂腳手架雖然能滿足高空風管系統的安裝要求，安全性較高，但經濟性較差，其搭設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的區域對各專業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管系統安裝新工藝

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管安裝的新型工藝。將風管系統的主要作業內容風管和支架分成兩個獨立的部分，風管支架在土建階段安裝完畢，在利用風管支架敷設軌道，使用專用軌道車進行風管的運輸和安裝。具體施工工藝如下：

4.1風管支架

風管支架作為風管安裝的主要工作內容，也是固定風管的主要形式，其安裝質量的好壞直接關系到風管安裝的質量。高空風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定位難、定位不準，各路風管系統無法保證同一直線，且由于大截面尺寸風管的支架體積大、重量重，操作空間有限、安裝效率低、危險性也極大。因此風管支架必須在土建施工階段就進行支架底板的預埋或安裝支架梁，并在土建施工結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管支架的安裝。這樣一方面可以確保后期風管安裝位置的準確，另一方面也為后期風管安裝節約了大量時間，提高安裝效率，降低安裝風險。

4.2風管的預加工

4.2.1風管制作方式的選擇。目前風管制作大多采用加工廠預制和現場制作兩種方式，連接方式主要有共板法蘭連接和角鋼法蘭連接兩種形式。一般單體場館內風管總量在3萬m2以下（本項目風管總量約2.1萬m2），如采用四線、五線機等設備現場加工制作經濟性較差。在綜合考慮了經濟性和施工進度后本項目采用了加工廠預制L型片狀半成品風管和風管法蘭框，統一運至現場后組裝的方式。展廳高空風管經專業排單后由現場施工員和技術員二次復核，確保加工廠預制的半成品風管與排單圖和施工圖完全一致。4.2.2風管預加工的內容。所有預制的L型片狀半成品風管統一運送至展館一層地面指定位置處堆放，在地面完成各節風管的合縫、角碼、加固、法蘭框、打膠等作業，并完成所有主風管管道上下接管的開口作業，再按照排單圖、施工圖、系統圖對拼裝完成的各節風管仔細檢查，查看各節風管法蘭邊的平整和水平度、螺栓開孔情況、鍍鋅層有無損傷、管內加固件是否齊全等。檢查無誤后進行編號，編號根據系統、位置、類型、形式統一編制，且編號必須唯一，牢固粘貼于風管外側。本項目中為避免編號脫落后安裝錯誤，在各節風管的內側和外側均粘貼了一張。

4.3準備工作

4.3.1風管吊裝前準備工作。高空風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管尺寸、節數，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，避免吊裝后出現差異產生二次吊裝影響工期，增加安裝成本和風險。因此在吊裝前需要將所有拼裝完成的風管按照排單圖、施工圖在地面進行垂直模擬擺放，并進行二次編號校核，確保組成各路風管系統各節風管的尺寸、長度、數量、位置與施工圖紙完全一致，避免安裝過程中將風管倒運至高空后出現缺節、尺寸錯誤、數量缺失、組裝不上等問題，產生二次加工、倒運、吊裝。有條件的可以利用BIM模型進行模擬和復核。4.3.2軌道車的制作和軌道的鋪設。由于末端空調機組風量大、靜壓高，因此風管厚度、截面尺寸、體積相對較大。為提高風管系統的安裝效率和安全性，受架橋機的啟發，針對高空大截面尺寸風管系統安裝制作了一種風管運輸專用工具———軌道車。考慮軌道車對鍍鋅薄鋼板風管的承重力和安全性，主體框架采用鍍鋅角鋼制作。在角鋼標號的選擇上以高空安裝區域內最大風管截面尺寸1250×800mm，長度1240mm，厚度1.2mm為依據，根據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，計算得出單節風管重量為（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，風管內部加固重量為0.395×2×0.395=0.31kg，合計不含螺栓單節風管理論重量為68.47kg。根據軌道車上需承重兩節風管計算得出2節含40套M8螺栓風管總重量為138.14kg。經設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域內需安裝的最大單節風管截面積和長度為依據并在兩邊留有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。本工程中根據高空安裝區域內最大風管截面尺寸1250×800mm，采用L40×4#角鋼制作了1800×2000mm的軌道車。由于各項目規模不同，高空風管截面尺寸不會完全一致，而軌道車作為高空風管運輸工具，其材料和制作工藝并不復雜，根據各項目實際情況，單獨制作，不在重復利用。軌道車模型如圖1。軌道：采用8#槽鋼并根據軌道車尺寸和定位點水平鋪設于風管支架內側，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槽，并在整條軌道內運行順暢，正式運輸風管前必須進行軌道車的試運行，往復運行不低于5次。4.3.3其他輔助工具。跳板：由于一方面高空作業操作空間有限，危險性大，另一方面風管的截面尺寸大、體積大，在進行各段風管的連接時，需要3-4人同時進行安裝。僅靠利用風管支架和軌道進行各段風管的連接，操作較為不便，危險性也較大，因此需要根據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，固定牢固并安裝限位裝置，避免工人在跳板上作業時出現因跳板滑動脫落導致的人員、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。登高車的選型在滿足高程的同時需符合現場實際情況和要求，并安排專業持證操作員和安裝人員進行高空作業。

4.4吊裝工藝

在上述各項工作準備完畢經總包單位和監理單位驗收合格后，確定吊裝日期并邀請總包單位和監理單位相關人員到場旁站，開始進行各路風管系統的吊裝作業。①風管的倒運：各路空調系統風管從系統末端開始向高空平臺倒運，本項目中根據風管編號將風管從南北通道依次倒運至擬安裝位置兩側平臺，再次復核確認編號和安裝順序一致。②風管的預連接：目前加工廠預加工半成品角鋼風管直管段標準長度為1240mm，而風管支架間距在3-4m，因此將單節風管通過軌道車依次運輸到位后在拼接時會出現部分風管懸空的現象，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連接，根據編號以2節為1組先行進行連接。注意各單節風管必須分別倒運至高空平臺后再按2節一組進行預連接，避免在地面拼接后倒運對風管之間的連接螺栓、法蘭夾、勾碼等造成損傷，導致空調在正常運行期間逐漸造成風管漏風、異響、連接件脫落等情況，影響空調效果以及形成安全隱患。③將拼接完成的首段2節風管放置于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鋼跳板并可靠固定。⑤將第2段2節拼接完成的風管放置于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段風管的連接。⑦2段風管連接完成后將1#、2#軌道車抽離并滑動至起點，連接完成的風管放置于風管支架上并安裝墊木，調整位置后用緊固件固定牢固。⑧以此類推，依次完成整路風管系統的安裝。吊裝工藝原理如圖2。

4.5其他安裝

①風管保溫作業在漏風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。②空調送風口下接管、風閥、風口在地面進行預組裝，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結論與建議

本次利用自制專用軌道車通過敷設軌道運輸及安裝高空風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處高空風管系統的安裝，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及新風系統運行正常，展廳內溫濕度達到設計要求。此次提出的這種新工藝大大提高了高空風管系統的安裝效率，節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險，對暖通安裝企業在未來承接更多此類項目提供了可復制的借鑒經驗，也對提升企業在同類項目中的競爭力和獲取更大的經濟效益起到了重要作用。

參考文獻：

[1]李衛國.高空鋼結構風管安裝施工工藝[C].2012.7.

[2]GB/T50243-2016，通風與空調工程施工質量驗收規范[P].

[3]GB50738-2011，通風與空調工程施工規范[P].

作者:王亞京 單位:上海亞環建設工程發展有限公司