地源熱泵終端天棚輻射系統的施工探討

鄧仕林（中鐵建設集團華東分公司 ，江蘇 南京 221000）

地源熱泵工程的終端天棚輻射系統是低碳環保、綠色節能理想的恒溫、恒濕、恒氧、恒靜、恒凈五恒科技建筑新技術，規避了傳統中央空調的末端設備清洗困難、易滋生病菌、影響健康、噪聲干擾等不利因素。五恒科技系統住宅的設計理念是充分利用住宅樓外墻、屋面和外窗周密良好的保溫隔熱體系和混凝土的熱惰性大、儲熱能力強的特點，用混凝土結構板內的天棚輻射盤管供回水低溫差輻射系統與地面新風/回風系統搭配置換，讓室內溫濕度均勻、無風動刺激感，營造出高度舒適、溫暖和諧的人居環境。

本文結合江蘇省南京市雨花臺區某住宅項目地源熱泵工程終端天棚輻射系統分析施工中出現的一些技術質量問題并對各專業交叉施工的情況進行總結，探索實用施工方法。

1 天棚輻射系統的熱交換原理

在頂棚混凝土板內敷設使用壽命長且具有良好導熱性和柔韌強的Φ25Φ25 PP-RT 盤管。通過公共水管井內集分水器水利模塊對盤管內水媒介質的不斷循環及以輻射為主的熱交換方法，對室內進行冬天加熱或夏天降溫。夏天 18 ℃ 的水通入埋在頂棚混凝土中的Φ25 PP-RT 供水管與 21 ℃ 的Φ25 PP-RT 同程回水管產生 3 K 溫差通過凝土結構板輻射到室內房間，起到夏季室內降溫設想效果；冬季 32 ℃ 的水通入埋在頂棚混凝土中的Φ25 PP-RT 供水管與 29 ℃ 的Φ25 PP-RT 同程回水管形成 3 K 溫差。通過混凝土結構板輻射，使室內溫度等同于人體接受的舒適溫度（20～26 ℃），創造出最佳的舒適居住環境。

2 天棚輻射管在結構板內布設模式

將Φ25 PP-RT 盤管埋設于樓板現澆層的下層鋼筋之上、水電管線及上層鋼筋之下，通過混凝土結構板進行熱輻射方式完成冷、熱交換功能。天棚輻射系統示意圖如圖 1 所示。

圖1 天棚輻射系統示意圖

3 天棚輻射系統的施工工藝流程

結構天棚板內敷設輻射管道系統，前期施工應周密策劃，與土建專業模板工種、鋼筋工種密切配合。同時，還得與水電安裝其他工序工種合作，有序共同推進。

輻射管道的施工工藝流程如下所示。施工準備→結構模板支設→水、暖、通風、燃氣等管道穿樓板洞口套管定位和電氣線盒劃線定位→輻射系統管路劃線→綁扎結構底層鋼筋→護套安裝→輻射盤管安裝→水壓試驗→水電管道敷設→上層鋼筋綁扎→混凝土澆筑→水井集分水器模塊安裝→連接水利模塊→水利模塊與主立管連接→綜合打壓調試。

3.1 劃 線

土建模板支好后，按照天棚輻射Φ25 PP-RT 管排布設計圖紙，避讓開水、電預留洞口和線盒位置進行劃線定位，標出Φ25 PP-RT 管敷設在各個房間的位置線路，再標出從各房間引至水暖管井的集分水器水利模塊的供水、回水管接口處的線路。本工程約定盤管線路劃線一律使用黃色油漆標記。

3.2 盤管敷設

結構底層鋼筋綁扎完成后，按照事先劃定標記的線路進行盤管布置施工，PP-RT 管以相應的同程等距用尼龍扎帶緊固的綁扎在樓板底筋上。盤管與室內外墻邊的間距 ≥30 cm，盤管在經過燈盒或預留洞口附近時應繞行，與燈具線盒中心的間距 ＞ 25 cm，與預留洞口邊緣的間距 ＞ 15 cm，盤管拐彎處彎曲直徑 ≥ 8 倍管外徑。盤管應架設在可以自由旋轉的盤管支架工具上，敷設時不得將盤管扭曲或折疊。盤管途經結構墻或梁的位置架設柔性波紋套管減少墻體或梁的熱消耗和滿足盤管在該部位能自由的熱脹冷縮。

盤管布設完畢即進行壓力試驗，同時配合水電管線施工穿插進行，為土建專業的面筋綁扎和模板支設及混凝土澆筑減少工序之間的等待間隔時間。

水井集分水器模塊及配管連接，按照設備接管圖，依次將各房間的供回水管與集分水器模塊的進出水管連接，同時水力模塊與主立管進行連接，完成后進行綜合打壓調試。水力模塊管道連接示意圖如圖 2 所示。

圖2 水力模塊管道連接示意圖

4 天棚輻射施工的重難點管控

4.1 事前策劃

地源熱泵工程的天棚輻射系統是在傳統建筑施工過程中增添了一道新的工序，交叉施工極易引發盤管損壞。因此，不同工種之間的配合協調是工作的重點，事前策劃尤為重要。

（1）管理機制的建立。加強參施人員的培訓、交底和教育，建立嚴格的獎懲管理制度，加強作業層的監督檢查，認真履行工種間的交接檢查約定，留存好質量事故倒查機制的影像資料。

（2）圖紙優化。天棚輻射管路走向應結合二次結構圖紙和精裝圖紙進行優化，避讓開二次結構柱樓面植筋的位置和精裝修吊頂、燈具安裝、管道支架安裝打脹栓的位置。

（3）管材選型。選用是具良好的柔韌性、高熱傳導性和惰性且與建筑結構同壽命的優質管材。PP-RT 管道自身的耐壓性也是抵御被外力踩踏、擠壓沖擊的一道保護屏障。

4.2 事中控制措施

因敷設在混凝土結構板內的天棚輻射管道出現滲漏后期無法維修，將導致整個房間回路喪失使用功能，繼而引發索賠和投訴風險，因此混凝土中不得出現管道接頭。但盤管的施工環境復雜導致易受傷害。針對在有盤管的作業面上各工種工序穿插施工總結出以下管理措施。

（1）人員的管理。禁止各個工種施工過程中頻繁的人員變動，減少因不熟悉施工環境的人員貿然加入的情況，每天早上班前交底和教育常抓不懈。

（2）各工序的技術措施。① 鋼筋綁扎不可采用易損塑料盤管的單層雙向 + 90° 拉鉤的形式，宜為雙層雙向，用馬凳支撐蓋筋的形式。梁筋宜綁扎連接或機械連接，盡量減少危害塑料盤管的電焊連接形式。鋼筋尖銳端部不得靠近盤管。② 架設在盤管上的鋼制電管必須使用支架支撐，禁止擠壓塑料盤管。③ 布有盤管的作業面禁止任何工種動用明火。電焊作業用濕石棉被覆蓋，防治火花飛濺，焊接部位應有澆水降溫措施。④ 混凝土澆注時不得用鐵鍬鏟刮，混凝土內不得夾雜鐵質尖銳物。振動棒不能直接觸碰盤管，平板面澆筑宜用振搗平板振搗。

（3）工序的檢查驗收和交接。① 盤管施工單位設置專人看管盯防，提醒和警誡各工序工種規范施工。② 工序間交接檢查，留存交接檢資料。③ 每道工序檢查驗收時，必須插入盤管的壓力查驗環節。

（4）盤管保護措施。 ① 有盤管的作業面搭設馬道，滿足施工人員和檢查人員行走需求，禁止任何工種的人員隨意踩踏盤管。② 設置物料堆放平臺禁止任何物料在盤管上拖動。③ 防污染措施，盤管作業面禁止油漆、防水涂料、脫模劑等油料作業。

（5）防凍措施。 環境溫度 ＜ 5 ℃ 時，盡量減少盤管的敷設施工和壓力試驗，＜ 0 ℃ 應加防凍劑或泄空余水和管道保溫，但冬季禁止明火升溫熏烤結構板面。

（6）安裝規避措施。結構階段盡量在混凝土結構板內預埋日后的管道、設備吊裝承重預埋件。前期無法準確定位的裝飾、安裝階段設備及管道支吊架、吊頂龍骨、大型吊燈的膨脹螺栓，應按照盤管油漆標記避讓。

5 過程管控的效果

5.1 質量效果

該項目的天棚輻射系統工程施工采用上述預控管理辦法，五恒科技的終端輻射系統施工始終未發生任何輻射盤管回路廢棄的質量事故，系統管道無堵塞滲漏現象，采暖/制冷的使用功能達到了預期質量效果。

5.2 社會效益

混凝土結構天棚輻射系統優于其他供熱/降溫設備系統，混凝土內輻射系統使室內橫七豎八的采暖、制冷設備管線消失了，結構板內封閉的管路系統隔絕了室內細菌滋生的環境。增大屋內凈高空間，層高增加讓壓抑感徹底消失，提高了健康幸福的指數感。天棚輻射系統運行時設備負荷小，冬夏兩季均可使用，減少了業主的設備投資費用和運行能源消耗的費用，社會經濟效益顯著。

6 結 語

隨著當今社會高速發展，從過去單一的“居有其所”到現在追求的“品質生活”，人們人居環境觀念發生了巨變，此住宅項目將地源熱泵工程與終端的天棚輻射系統進行了較好結合，更好地適應了社會發展品質生活需求。如今如何更好地順應時代發展潮流，貢獻出更好的環保、舒適的建筑產品，是建筑行業全體產業人員的使命。引進成熟的五恒科技技術并不斷地創新，采用避免系統風險的應對措施，為今后的建造出更節能環保和更現代化的建筑產品做出應有的貢獻。