超高大跨度鋼結(jié)構(gòu)下掛布袋風(fēng)管施工技術(shù)

劉俊杰

(福建省五建建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 泉州 362000)

0 引言

隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展,尤其是隨著鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架和桁架結(jié)構(gòu)的普遍運(yùn)用,超高空間、大跨度的風(fēng)管安裝越來(lái)越多，頂部吊裝傳統(tǒng)金屬風(fēng)管不但外形難看,且由于其重量重,使鋼結(jié)構(gòu)頂部難以承載,容易誘發(fā)質(zhì)量安全隱患，難以適應(yīng)新時(shí)期的建設(shè)需求。布袋風(fēng)管是一種獨(dú)特的柔性空氣分布式系統(tǒng)，重量極輕，密度僅約為230 g/m2，相當(dāng)于金屬風(fēng)管的1/40，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的承載載荷幾乎忽略不計(jì)。布袋風(fēng)管不僅美觀，還有效解決了吊掛問題。

1 工程概況

福建省泉州市第七中學(xué)江南校區(qū)工程，建筑面積為93 776 m2，其中體育館建筑面積為6 771 m2，采用鋼結(jié)構(gòu)下掛布袋風(fēng)管施工技術(shù)。體育館鋼網(wǎng)架空間高達(dá)25 m，布袋風(fēng)管安裝于19 m高處，整個(gè)場(chǎng)館共4臺(tái)組合式空氣處理機(jī)組，每臺(tái)設(shè)備主管直徑選用1 626 mm，呈T字形接2根支管，根據(jù)長(zhǎng)度及風(fēng)量來(lái)匹配支管φ 630 mm，布袋風(fēng)管總長(zhǎng)度300多米，且該場(chǎng)館為舉辦學(xué)校各類學(xué)術(shù)講座，屬人員密集場(chǎng)所，對(duì)空氣品質(zhì)具有較高要求，采用超高大跨度鋼結(jié)構(gòu)下掛布袋風(fēng)管施工技術(shù)，風(fēng)管的制作安裝過程綠色環(huán)保，折裝方便，可以擦拭和清洗管道，以提升室內(nèi)空氣品質(zhì)，達(dá)到健康環(huán)保的要求。同時(shí)，采用大空間層流送風(fēng)方式快速制冷，使系統(tǒng)降低能耗更節(jié)能。

2 布袋風(fēng)管的突出優(yōu)勢(shì)

2.1 施工便捷

采用專用配套的鋼絲繩掛鉤懸掛裝置系統(tǒng)，布袋風(fēng)管的掛鉤直接扣在鋼繩上，簡(jiǎn)單快捷，安裝時(shí)間是普通金屬風(fēng)管的1/10以上，大大縮短了工期。

2.2 質(zhì)量可靠

系統(tǒng)整體采用柔軟布質(zhì)制作，燃燒性能達(dá)到不燃A級(jí)。重量極輕，安裝無(wú)需平衡校準(zhǔn)。使用時(shí)不會(huì)像傳統(tǒng)金屬管那樣容易出現(xiàn)劃傷、凹陷、漏風(fēng)等現(xiàn)象。

2.3 節(jié)省造價(jià)

與傳統(tǒng)金屬風(fēng)管相比，取代了金屬管道、散流器、風(fēng)口、保溫棉等材料，且布袋風(fēng)管易于運(yùn)輸和安裝，全方位節(jié)約系統(tǒng)總造價(jià)。

2.4 節(jié)能環(huán)保

制造、安裝、使用全過程綠色環(huán)保。拆卸和存放方便，可重復(fù)使用，運(yùn)行風(fēng)速低，不會(huì)產(chǎn)生共振，安靜無(wú)聲，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。

3 工藝原理及應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 工藝原理

布袋風(fēng)管是空調(diào)系統(tǒng)的組成部分，并不是一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，其實(shí)質(zhì)是應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)末端的空氣分布器，是一種特殊的均勻送風(fēng)口。其安裝所需的主材包括：布袋風(fēng)管、鋼絲繩、壓力調(diào)節(jié)閥(PAD閥)、流量調(diào)節(jié)閥(ACD閥)、過濾器、靜壓箱等，如圖1所示。

3.2 應(yīng)用領(lǐng)域

適用于體育館、影劇院、會(huì)展中心、展覽館等大型鋼屋蓋結(jié)構(gòu)，尤其適用于屋頂無(wú)承載能力的場(chǎng)所。

4 工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→支架制作→鋼絲繩懸掛裝置安裝→入口安裝→布袋風(fēng)管安裝→風(fēng)管調(diào)整→系統(tǒng)調(diào)試。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 施工準(zhǔn)備

1)施工圖繪制。施工圖應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明每條管段的支架安裝方式和位置，以及鋼絲繩懸掛系統(tǒng)的間距和高度。

2)計(jì)算各風(fēng)管系統(tǒng)對(duì)應(yīng)鋼絲繩懸掛間距和高度。

計(jì)算方法見表1。

表1 計(jì)算鋼絲繩懸掛間距和高差 mm

3)計(jì)算安裝配件。

a.吊環(huán)螺栓:每條管每排鋼絲繩2個(gè)。

b.花籃螺栓:每條管每排鋼絲繩2個(gè)。

c.卡頭:每條管每排主鋼絲繩上卡頭5個(gè)，每處懸吊鋼繩增加2個(gè)卡頭。

d.主鋼絲繩:各排鋼絲繩的長(zhǎng)度按布袋風(fēng)管長(zhǎng)度的1.15倍進(jìn)行估算。如果可確定現(xiàn)場(chǎng)安裝的實(shí)際距離，則以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝長(zhǎng)度為準(zhǔn)。

e.懸吊鋼繩:每隔8 m左右安裝一個(gè)懸掛點(diǎn)，長(zhǎng)度按懸掛點(diǎn)的數(shù)量乘以懸掛高度。

f.橡膠護(hù)套:為保護(hù)布袋風(fēng)管系統(tǒng)，入口處的金屬風(fēng)管管口應(yīng)設(shè)置橡膠保護(hù)套，其長(zhǎng)度按入口處周長(zhǎng)的1.05倍計(jì)算。

4.2.2 支架制作

1)三角支架。一般選擇角鋼，高度方向較長(zhǎng)的三角支架也可以選擇槽鋼或方鋼。首先在地上做出三角支架，再用膨脹螺栓將其固定在鋼屋架的環(huán)梁上[1]。這種支架可用作防晃支架，防止末端風(fēng)管擺動(dòng)。

2)直桿支架。一般在垂直高度方向長(zhǎng)度較短時(shí)使用，特別是在風(fēng)管大小頭位置，合理利用直桿支架作共用支架，既節(jié)省材料，又不影響支架的穩(wěn)定性。

3)墻面支架。一般選用槽鋼，直接在槽鋼打孔，一端固定在墻面上，另一端搭設(shè)鋼絲繩。這種支架最適合安裝在超高、大跨度鋼結(jié)構(gòu)下的布袋風(fēng)管。

4)鋼桁架上固定三角架。當(dāng)垂直方向安裝支架較長(zhǎng)時(shí)，一般采用U型卡箍包住鋼桁架，下端再用槽鋼制作固定三腳架，見圖2。

4.2.3 鋼絲繩懸掛裝置安裝

1)分類。

鋼絲繩懸掛裝置安裝形式按照懸掛鋼絲繩排數(shù)分為：?jiǎn)闻?、雙排和多排；按照懸掛鋼絲繩鐘點(diǎn)方向分為：12點(diǎn)(即單排)，2點(diǎn)、10點(diǎn)(即雙排)或3點(diǎn)、9點(diǎn)(即雙排)，3點(diǎn)、9點(diǎn)、12點(diǎn)(即多排)，不同安裝形式介紹見表2。

表2 鋼絲繩懸掛裝置安裝形式介紹表

2)安裝要點(diǎn)。

a.根據(jù)施工圖量取鋼絲繩。

b.用斷線鉗剪斷鋼絲繩，繩索長(zhǎng)度應(yīng)比實(shí)際所需長(zhǎng)度稍長(zhǎng)0.5 m。

c.在地面上進(jìn)行繩頭制作，具體步驟見圖3。

d.利用吊環(huán)將繩頭的一端和安裝好的支架進(jìn)行連接，把鋼絲繩拉到另一端固定的支架上，用花籃螺栓將主鋼絲繩與支架進(jìn)行固定，并把花籃螺栓放在最大長(zhǎng)度，便于安裝布袋風(fēng)管后調(diào)整鋼絲繩的直線度。

e.調(diào)整花籃螺栓，用鋼絲繩拉緊器將鋼絲繩拉緊，注意不要用力過大，以免拉斷鋼絲繩。

f.懸吊鋼絲繩設(shè)置在主鋼絲繩中間，用2 mm鋼絲繩制作，即將繩頭固定在鋼桁架上弦鋼管，另一端利用卡頭和主鋼繩進(jìn)行連接。

4.2.4 入口安裝

先用橡膠棉套在金屬風(fēng)管上；再把布袋風(fēng)管的內(nèi)層套在金屬風(fēng)管的外面；然后將布袋風(fēng)管與金屬風(fēng)管進(jìn)行固定鉚接,每個(gè)鉚釘間距約15 cm；最后將布袋風(fēng)管的內(nèi)層與外層通過拉鏈方式進(jìn)行連接，詳見圖4。

4.2.5 布袋風(fēng)管安裝

各風(fēng)管之間采用拉鏈連接，逐漸拉直管段；同時(shí)將掛鉤扣在主鋼絲繩上；拉直完畢后，在管段末端用卡頭將掛鉤與主鋼絲繩固定。為便于后期拆洗保養(yǎng)，可在每節(jié)風(fēng)管的拉鏈位置均制作二維碼標(biāo)簽，用手機(jī)掃碼即可查詢各管段安裝位置，見圖5。

4.2.6 風(fēng)管調(diào)整

1)壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)整。

每隔30 m或布袋風(fēng)管入口處均應(yīng)設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥，以便于平衡靜壓。測(cè)量步驟為:選取閥門附近兩端各1個(gè)送風(fēng)孔，用電子風(fēng)壓儀測(cè)量風(fēng)壓，調(diào)節(jié)閥門開度直至閥門兩端壓差基本相等，最后固定壓力調(diào)節(jié)閥的鎖扣。

2)流量調(diào)節(jié)閥調(diào)整。

應(yīng)在所有支管上安裝流量調(diào)節(jié)閥，以便于平衡支路上的氣流。測(cè)量步驟為:選取閥門支管端至少3個(gè)送風(fēng)孔，用熱球風(fēng)速儀測(cè)量風(fēng)速，再根據(jù)截面積計(jì)算風(fēng)量，調(diào)節(jié)閥門開度直至風(fēng)量符合設(shè)計(jì)要求，最后固定流量調(diào)節(jié)閥的鎖扣。

4.2.7 系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試前，需先清潔系統(tǒng)管道，可打開空氣處理機(jī)組吹出管道中的空氣粉塵，以利于保障系統(tǒng)良好的健康和衛(wèi)生。運(yùn)行調(diào)試中，開機(jī)時(shí)將空氣壓力按2個(gè)～3個(gè)檔次(通常如100 Pa，200 Pa)緩慢逐漸升至工作壓力，避免瞬間高壓對(duì)布袋風(fēng)管系統(tǒng)末端造成損壞。

5 關(guān)鍵控制點(diǎn)

1)每隔7 m～10 m安裝一條懸掛鋼絲繩，以有效減小系統(tǒng)的下垂弧度。

2)安裝時(shí)把花籃螺栓置于最大長(zhǎng)度，以便安裝完成后調(diào)整鋼絲繩的平直度[2]。

3)同一條布袋風(fēng)管系統(tǒng)的前后支架必須安裝平行、對(duì)稱，無(wú)偏移。

4)安裝時(shí)務(wù)必保持雙手清潔，或佩戴一次性手套施工。懸掛管道時(shí)，應(yīng)將管道放置料箱中，防止污染管道，影響室內(nèi)空氣品質(zhì)。

6 結(jié)語(yǔ)

超高大跨度鋼結(jié)構(gòu)下掛布袋風(fēng)管施工技術(shù)的成功應(yīng)用，極大地縮短施工工期，節(jié)約了大量材料，改善了室內(nèi)空氣品質(zhì)，為工程帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，降低了企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮了重要作用。