中央空調(diào)系統(tǒng)管路施工質(zhì)量控制要點研究
——以中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）教學(xué)區(qū)中央空調(diào)系統(tǒng)為例

閆艷艷 游金彪

（中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）新校區(qū)建設(shè)指揮部，湖北武漢 430030）

隨著人們對居住環(huán)境要求的普遍提高，中央空調(diào)系統(tǒng)的普及率日趨增加。中央空調(diào)系統(tǒng)的運行效果主要反映在所控區(qū)域的溫濕度控制水平以及管路設(shè)備與樓宇裝飾裝修的協(xié)同效率，中央空調(diào)系統(tǒng)的施工質(zhì)量直接決定其運行效果[1-2]。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）新校區(qū)的建設(shè)歷程中，多方調(diào)研高校中央空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)秀建設(shè)案例，在基礎(chǔ)設(shè)施配套建設(shè)中投入巨大精力，項目整體建設(shè)效果頗佳。

1 項目概況

中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）新校區(qū)位于武漢市東湖國家自主創(chuàng)新示范區(qū)未來科技城東部，規(guī)劃總用地面積47.14 萬m2，規(guī)劃總建筑面積約57.34 萬m2。

中國地質(zhì)大學(xué)武漢新校區(qū)規(guī)劃如圖1所示。

圖1 中國地質(zhì)大學(xué)武漢新校區(qū)規(guī)劃

2 中央空調(diào)系統(tǒng)施工技術(shù)要點

中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）新校區(qū)配置離心式冷水機(jī)組中央空調(diào)系統(tǒng)的6棟試驗教學(xué)樓包括教學(xué)服務(wù)中心、計算機(jī)學(xué)院、地礦國家重點實驗室、生環(huán)國家重點實驗室、公共教學(xué)樓一、公共教學(xué)樓二?？偨ㄖ娣e94 173 m2，地上建筑面積72 371 m2，地下建筑面積21 802 m2，地上6層、地下1層，總建筑高度為27.3～31.65 m。末端空調(diào)采用風(fēng)機(jī)盤管與新風(fēng)機(jī)組結(jié)合的空氣調(diào)節(jié)模式，配置空調(diào)末端設(shè)備約2 500臺。6棟試驗教學(xué)樓中央空調(diào)系統(tǒng)作為新校區(qū)一期建設(shè)的重點專項項目，需要建設(shè)管理單位充分發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢，從項目招標(biāo)、合同、材料進(jìn)場、安裝、驗收等各個環(huán)節(jié)嚴(yán)格把控工程質(zhì)量，綜合運用技術(shù)手段及管理措施，有效確保中央空調(diào)系統(tǒng)高效、節(jié)能運行。

校區(qū)設(shè)置一個總建筑面積1 570 m2的冷凍站（冷凍機(jī)房+燃?xì)忮仩t機(jī)房），作為6棟試驗教學(xué)樓的能源供給核心。冷凍站內(nèi)設(shè)置4臺4 000 kW冷量的離心式冷水機(jī)組、4臺910 t/h的方形逆流冷卻塔和3臺2 800 kW制熱量的燃?xì)忮仩t，配套相應(yīng)數(shù)量的冷（暖）水泵、冷卻水泵、閉式膨脹水罐、電子式水處理器、電磁流量計、壓力表、溫度計、溫控閥門等設(shè)備，通過校區(qū)熱力管網(wǎng)及冷暖循環(huán)水泵分別將空調(diào)冷熱水（夏季供回水6 ℃/12 ℃，冬季熱水60 ℃/50 ℃）送至6棟試驗教學(xué)樓的熱力入口。

本項目由建設(shè)管理單位通過公開招標(biāo)方式擇優(yōu)評選高標(biāo)準(zhǔn)、大品牌的空調(diào)設(shè)備供貨商。在保證空調(diào)設(shè)備質(zhì)量的前提下，結(jié)合新校區(qū)項目管理實際，對中央空調(diào)系統(tǒng)施工中的管道工程施工重難點進(jìn)行論述。

2.1 管道試水及排氣

管道試水和排氣工序主要影響空調(diào)運行期間冷凝水的排放以及設(shè)備換熱效果。在管道施工過程中，空調(diào)冷凝水管道的坡度極易被忽略且極易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷。為了確保冷凝水順利排放，冷凝水管不得上翻，坡度不應(yīng)小于1%，水平干管始端設(shè)置掃除口，末端設(shè)置存水彎。

實際施工時，裝飾單位為保證造型效果，針對局部受限于建筑梁底標(biāo)高且裝飾造型較為復(fù)雜的區(qū)域，在搭建吊頂龍骨時可能會擅自抬高已施工完成的冷凝水管高度，導(dǎo)致空調(diào)運行發(fā)生冷凝水倒流現(xiàn)象[3-4]。以本案例中計算機(jī)學(xué)院三層走廊為例，系統(tǒng)調(diào)試時，發(fā)現(xiàn)某處吊頂始終有冷凝水滴落現(xiàn)象，初步判斷滴水原因為管道保溫未粘好或閥門連接有缺陷，經(jīng)過多次整改，問題仍未得到解決。經(jīng)仔細(xì)核查，發(fā)現(xiàn)滴水區(qū)域處冷凝水管道被局部抬高，坡度不滿足設(shè)計要求，冷凝水無法正常排出，調(diào)整管道坡度后，滴水現(xiàn)象消失。

空調(diào)供回水管道頻繁上下翻彎、排氣閥位置設(shè)置不合理均可能造成管內(nèi)存氣，嚴(yán)重影響設(shè)備換熱效果。以本案例中生環(huán)國家重點實驗室為例，位于同樓層的3個朝向、面積、冷負(fù)荷均相同的相鄰房間，夏季同時開啟風(fēng)機(jī)盤管，設(shè)置相同的室內(nèi)溫度、風(fēng)速、風(fēng)量，門窗緊閉開啟相同時間，3個房間的室內(nèi)溫差最高達(dá)5 ℃。排除設(shè)備故障因素后，對制冷效果較差房間的末端設(shè)備及管道進(jìn)行排氣，排氣完成后，設(shè)備換熱效果滿足設(shè)定要求。

2.2 管道保溫與防凍

管道保溫的主要目的是防止結(jié)露、減少冷熱介質(zhì)傳輸過程中的熱量損失、降低運行能耗?？照{(diào)冷熱水管采用難燃B1級閉孔橡塑，根據(jù)管徑標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)不同厚度的保溫絕熱層，空調(diào)冷凝水管采用15 mm復(fù)合橡塑材料保溫，空調(diào)風(fēng)管采用外覆鋁箔30 mm離心玻璃棉板保溫。存在保溫材料厚度不夠、管道保溫有縫隙、保溫接縫處未與管道粘貼嚴(yán)密等質(zhì)量缺陷時，夏季運行可能產(chǎn)生管道結(jié)露，破壞裝飾吊頂并產(chǎn)生安全隱患。

空調(diào)管道冬季防凍的主要目的為避免管道內(nèi)水汽遇冷凍結(jié)，使管道或設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生裂痕或變形，破壞其受力性能。管路及空調(diào)設(shè)備試壓工作無法避免嚴(yán)寒天氣時，應(yīng)將試壓工作布置在室內(nèi)，關(guān)緊門窗防止冷風(fēng)滲入，試壓合格后及時放空存水。以本案例中公共教學(xué)樓二為例，施工單位計劃于10月初對空調(diào)水管道進(jìn)行試壓，試壓合格后，施工單位應(yīng)及時清空管內(nèi)存水，但因疏忽大意導(dǎo)致管內(nèi)積水未完全排空。同年12月初，風(fēng)機(jī)盤管安裝完畢，此時局部房間外窗尚未安裝完畢，突發(fā)溫度驟降導(dǎo)致靠外墻側(cè)房間30多臺風(fēng)機(jī)盤管出現(xiàn)不同程度的銅管凍裂現(xiàn)象，項目整體進(jìn)度受到不利影響。

2.3 管道連接與壓損

管道的連接方式應(yīng)根據(jù)材質(zhì)、系統(tǒng)壓力、尺寸、連接位置等進(jìn)行合理選擇，適當(dāng)增設(shè)導(dǎo)流裝置，減少流量損失，降低運行噪音，保證流體通暢，提高運行效率。管路的壓損數(shù)值直接影響中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能指標(biāo)，嚴(yán)重時可能影響系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，針對無法避免的阻力節(jié)點，應(yīng)盡量選用高效率的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，確保產(chǎn)品自身的壓力降處于較低水平。針對可以優(yōu)化的阻力節(jié)點，通過完善設(shè)計方案、加強(qiáng)施工質(zhì)量過程管控，有效改善系統(tǒng)運行阻力。管道保溫施工前，應(yīng)對空調(diào)冷凝水管道進(jìn)行充水試驗，以水管不滲漏為合格；對空調(diào)冷熱水管道以1.5倍工作壓力進(jìn)行水壓試驗并穩(wěn)壓10 min，水管不滲漏且壓降不大于0.02 MPa為合格。對空調(diào)風(fēng)管進(jìn)行漏風(fēng)量試驗和漏光試驗，保證管道嚴(yán)密性施工質(zhì)量。

系統(tǒng)運行阻力主要源自空調(diào)設(shè)備內(nèi)部、管路摩擦、局部阻力（變徑、翻彎、轉(zhuǎn)彎）、調(diào)節(jié)閥門、過濾裝置等，運行阻力通過循環(huán)水泵進(jìn)行加壓補(bǔ)償。管道內(nèi)存有異物、過濾器未清洗、焊渣殘留、設(shè)備排布不合理、設(shè)備選型不當(dāng)時，可能出現(xiàn)冷水機(jī)組因水流、水壓嚴(yán)重不足而無法正常運轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。本案例冷凍站系統(tǒng)調(diào)試期間，冷水主機(jī)頻繁報警停機(jī)，機(jī)組報警屏顯示冷凝器壓力過高。排除過濾器需清洗、管道內(nèi)存異物及焊渣殘留、埋地管道滲漏等因素后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)回水管道上設(shè)置了一臺螺旋空氣雜質(zhì)分離器，安裝在冷卻塔冷卻水回水管路垂直向下轉(zhuǎn)角處（冷卻塔出水管路和冷卻泵進(jìn)水口的垂直高度達(dá)9 m）。水流在一定的壓力下高速旋轉(zhuǎn)切向進(jìn)入螺旋空氣雜質(zhì)分離器后，產(chǎn)生強(qiáng)烈水錘現(xiàn)象，上部回水流入冷卻水泵的通道受阻，導(dǎo)致冷水主機(jī)頻繁報警。調(diào)整螺旋空氣雜質(zhì)分離器的位置后，系統(tǒng)恢復(fù)正常運行。

2.4 管道消聲與隔振

管道的消聲與隔振主要為了防止系統(tǒng)運行時產(chǎn)生噪音及震動，影響樓宇辦公環(huán)境，頻繁的振動會影響設(shè)備的使用壽命，對相鄰水路、橋架產(chǎn)生安全隱患。在中央空調(diào)系統(tǒng)管道施工時，對主干風(fēng)管加裝固定支架，對主干水管區(qū)域的梁體加裝固定彈簧減振吊架。管道穿越機(jī)房墻壁時，使用水泥堵塞，還需使用非燃彈性材料嵌密，防止漏聲。穿過樓板和墻壁時，應(yīng)加套管，套管和水管之間應(yīng)使用阻燃密實材料填充嚴(yán)密，送回風(fēng)管路上應(yīng)設(shè)置消聲靜壓箱、消聲器或消聲彎管。

3 空調(diào)管路施工完善策略

3.1 加強(qiáng)現(xiàn)場溝通及交叉配合

功能復(fù)雜的公共建筑施工中，存在施工總承包、消防分包、裝飾分包、甲供材供貨商、弱電分包等多家施工單位同時施工、多個施工工序交叉作業(yè)的現(xiàn)象。弱電工程進(jìn)行走廊橋架穿線時，可能因不當(dāng)操作破壞管道保溫層；總承包單位吊裝空調(diào)設(shè)備時，可能存在技術(shù)交底不完善或暴力操作導(dǎo)致吊裝設(shè)備出現(xiàn)裂痕；土建單位砌筑機(jī)房墻體前，未充分校核機(jī)房門洞尺寸可能導(dǎo)致設(shè)備進(jìn)場后無法落位機(jī)房內(nèi)；空調(diào)設(shè)備未開啟保護(hù)模式下，消防單位進(jìn)行電氣調(diào)試或不恰當(dāng)?shù)念l繁啟動電源可能引起設(shè)備損壞。

項目管理人員應(yīng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)多個施工單位在同一施工節(jié)點的施工工序，強(qiáng)化施工質(zhì)量責(zé)任制、相互約束，高效協(xié)調(diào)溝通，確保機(jī)電工程交叉作業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)有序推進(jìn)。

3.2 細(xì)化圖紙會審及技術(shù)交底

結(jié)合施工組織方案詳細(xì)審查施工圖紙，重點核查裝飾、土建、安裝工程之間的位置、排布及管線標(biāo)高，確保施工工序可操作性。詳細(xì)核對土建工程中涉及暖通專項的預(yù)留預(yù)埋孔洞尺寸，特別是地下室區(qū)域及人防混凝土區(qū)域的孔洞預(yù)留需求，提前預(yù)判設(shè)計失誤或可能存在的現(xiàn)場問題。

進(jìn)行暖通專項工程施工時，針對不同的暖通設(shè)備以及不同的施工環(huán)境，采用針對性的施工質(zhì)量保證措施。管理人員應(yīng)熟悉施工作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、施工人員應(yīng)精通安裝操作規(guī)程，階段性開展技術(shù)交底及整體方案培訓(xùn)，拓寬暖通設(shè)備施工技術(shù)人員專業(yè)知識儲備，提高多工種之間的協(xié)同配合效率。

3.3 注重施工工序技術(shù)控制及檢驗

暖通工程涉及的設(shè)備、管道、電氣接線等大多為隱蔽工程，應(yīng)在每個施工環(huán)節(jié)做好工序的自檢、互檢。暖通工程施工時，應(yīng)精準(zhǔn)判斷施工進(jìn)程與施工圖紙的一致性、施工方案的規(guī)范性、施工分部分項工程的可延續(xù)性，做好各環(huán)節(jié)的施工重難點管控。安裝空調(diào)水管時，應(yīng)為安裝設(shè)備接駁軟管預(yù)留空間；管道穿墻或構(gòu)筑物時，應(yīng)充分考慮建筑封堵以及工程變形問題；空調(diào)設(shè)備試運轉(zhuǎn)時，除觀察系統(tǒng)運行效果外，還需檢查減震器與基礎(chǔ)之間的位移情況；在不影響裝飾風(fēng)格的前提下，盡量在設(shè)備及閥門附近多設(shè)檢修口。

3.4 基于BIM建模優(yōu)化施工現(xiàn)場管理

BIM技術(shù)的核心是建立虛擬的建筑工程三維模型。設(shè)計階段，借助BIM技術(shù)對建筑物進(jìn)行可視化建模，提前發(fā)現(xiàn)碰撞點，充分優(yōu)化施工組織，保證施工方案的可操作性。在工程項目實施前，利用BIM三維模型，對項目管理人員和施工人員進(jìn)行可視化技術(shù)交底，可以直觀、精確地呈現(xiàn)建筑物的設(shè)計方案及預(yù)計完工效果，對局部影響標(biāo)高或圖紙上存在的錯、碰、漏、缺等沖突點提前謀策，調(diào)整方案。工程項目實施過程中，在BIM模型中錄入建筑工程已使用的材料、設(shè)備的品牌、型號、參數(shù)，供應(yīng)商等信息，實現(xiàn)過程管理電子化、質(zhì)量控制可追溯化，便于實現(xiàn)全壽命周期的工程項目質(zhì)量、工期、費用高標(biāo)準(zhǔn)管理目標(biāo)。

4 結(jié)語

研究從中央空調(diào)系統(tǒng)的安裝施工入手，對中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）新校區(qū)6棟試驗教學(xué)樓中央空調(diào)建設(shè)過程中出現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)要點進(jìn)行整理、研究，提出施工質(zhì)量完善策略，旨在提升建筑行業(yè)內(nèi)對中央空調(diào)系統(tǒng)施工技術(shù)和施工環(huán)節(jié)的重視程度，保證建筑物室內(nèi)空氣環(huán)境，提升室內(nèi)居住舒適度，使空調(diào)冷熱源系統(tǒng)建設(shè)更加節(jié)能高效，建筑物運行更加低碳、綠色、環(huán)保。

隨著建筑結(jié)構(gòu)形式新穎多樣，公共建筑中中央空調(diào)系統(tǒng)的功能發(fā)揮度對建筑的品質(zhì)及運營效果影響重大。本案例中教學(xué)試驗樓中央空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)完成后，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）同步在新校區(qū)其他樓宇設(shè)置多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)、地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)。其中，在體育館項目中首次嘗試?yán)肂IM技術(shù)進(jìn)行項目安裝技術(shù)管控，在錯綜復(fù)雜的機(jī)電管線排布下，確保體育館整體裝飾裝修效果。