超高大跨度鋼結構下掛布袋風管施工技術

劉俊杰

(福建省五建建設集團有限公司，福建 泉州 362000)

0 引言

隨著現代建筑業的發展,尤其是隨著鋼結構網架和桁架結構的普遍運用,超高空間、大跨度的風管安裝越來越多，頂部吊裝傳統金屬風管不但外形難看,且由于其重量重,使鋼結構頂部難以承載,容易誘發質量安全隱患，難以適應新時期的建設需求。布袋風管是一種獨特的柔性空氣分布式系統，重量極輕，密度僅約為230 g/m2，相當于金屬風管的1/40，對鋼結構的承載載荷幾乎忽略不計。布袋風管不僅美觀，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江南校區工程，建筑面積為93 776 m2，其中體育館建筑面積為6 771 m2，采用鋼結構下掛布袋風管施工技術。體育館鋼網架空間高達25 m，布袋風管安裝于19 m高處，整個場館共4臺組合式空氣處理機組，每臺設備主管直徑選用1 626 mm，呈T字形接2根支管，根據長度及風量來匹配支管φ 630 mm，布袋風管總長度300多米，且該場館為舉辦學校各類學術講座，屬人員密集場所，對空氣品質具有較高要求，采用超高大跨度鋼結構下掛布袋風管施工技術，風管的制作安裝過程綠色環保，折裝方便，可以擦拭和清洗管道，以提升室內空氣品質，達到健康環保的要求。同時，采用大空間層流送風方式快速制冷，使系統降低能耗更節能。

2 布袋風管的突出優勢

2.1 施工便捷

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

2.2 質量可靠

系統整體采用柔軟布質制作，燃燒性能達到不燃A級。重量極輕，安裝無需平衡校準。使用時不會像傳統金屬管那樣容易出現劃傷、凹陷、漏風等現象。

2.3 節省造價

與傳統金屬風管相比，取代了金屬管道、散流器、風口、保溫棉等材料，且布袋風管易于運輸和安裝，全方位節約系統總造價。

2.4 節能環保

制造、安裝、使用全過程綠色環保。拆卸和存放方便，可重復使用，運行風速低，不會產生共振，安靜無聲，提高室內空氣質量。

3 工藝原理及應用領域

3.1 工藝原理

布袋風管是空調系統的組成部分，并不是一個空調系統，其實質是應用于空調系統末端的空氣分布器，是一種特殊的均勻送風口。其安裝所需的主材包括：布袋風管、鋼絲繩、壓力調節閥(PAD閥)、流量調節閥(ACD閥)、過濾器、靜壓箱等，如圖1所示。

3.2 應用領域

適用于體育館、影劇院、會展中心、展覽館等大型鋼屋蓋結構，尤其適用于屋頂無承載能力的場所。

4 工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程

施工準備→支架制作→鋼絲繩懸掛裝置安裝→入口安裝→布袋風管安裝→風管調整→系統調試。

4.2 操作要點

4.2.1 施工準備

1)施工圖繪制。施工圖應詳細說明每條管段的支架安裝方式和位置，以及鋼絲繩懸掛系統的間距和高度。

2)計算各風管系統對應鋼絲繩懸掛間距和高度。

計算方法見表1。

表1 計算鋼絲繩懸掛間距和高差 mm

3)計算安裝配件。

a.吊環螺栓:每條管每排鋼絲繩2個。

b.花籃螺栓:每條管每排鋼絲繩2個。

c.卡頭:每條管每排主鋼絲繩上卡頭5個，每處懸吊鋼繩增加2個卡頭。

d.主鋼絲繩:各排鋼絲繩的長度按布袋風管長度的1.15倍進行估算。如果可確定現場安裝的實際距離，則以現場實際安裝長度為準。

e.懸吊鋼繩:每隔8 m左右安裝一個懸掛點，長度按懸掛點的數量乘以懸掛高度。

f.橡膠護套:為保護布袋風管系統，入口處的金屬風管管口應設置橡膠保護套，其長度按入口處周長的1.05倍計算。

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梁上[1]。這種支架可用作防晃支架，防止末端風管擺動。

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

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，另一端搭設鋼絲繩。這種支架最適合安裝在超高、大跨度鋼結構下的布袋風管。

4)鋼桁架上固定三角架。當垂直方向安裝支架較長時，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分為：單排、雙排和多排；按照懸掛鋼絲繩鐘點方向分為：12點(即單排)，2點、10點(即雙排)或3點、9點(即雙排)，3點、9點、12點(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。

a.根據施工圖量取鋼絲繩。

b.用斷線鉗剪斷鋼絲繩，繩索長度應比實際所需長度稍長0.5 m。

c.在地面上進行繩頭制作，具體步驟見圖3。

d.利用吊環將繩頭的一端和安裝好的支架進行連接，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行固定，并把花籃螺栓放在最大長度，便于安裝布袋風管后調整鋼絲繩的直線度。

e.調整花籃螺栓，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行連接。

4.2.4 入口安裝

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

4.2.5 布袋風管安裝

各風管之間采用拉鏈連接，逐漸拉直管段；同時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，可在每節風管的拉鏈位置均制作二維碼標簽，用手機掃碼即可查詢各管段安裝位置，見圖5。

4.2.6 風管調整

1)壓力調節閥調整。

每隔30 m或布袋風管入口處均應設置壓力調節閥，以便于平衡靜壓。測量步驟為:選取閥門附近兩端各1個送風孔，用電子風壓儀測量風壓，調節閥門開度直至閥門兩端壓差基本相等，最后固定壓力調節閥的鎖扣。

2)流量調節閥調整。

應在所有支管上安裝流量調節閥，以便于平衡支路上的氣流。測量步驟為:選取閥門支管端至少3個送風孔，用熱球風速儀測量風速，再根據截面積計算風量，調節閥門開度直至風量符合設計要求，最后固定流量調節閥的鎖扣。

4.2.7 系統調試

系統調試前，需先清潔系統管道，可打開空氣處理機組吹出管道中的空氣粉塵，以利于保障系統良好的健康和衛生。運行調試中，開機時將空氣壓力按2個～3個檔次(通常如100 Pa，200 Pa)緩慢逐漸升至工作壓力，避免瞬間高壓對布袋風管系統末端造成損壞。

5 關鍵控制點

1)每隔7 m～10 m安裝一條懸掛鋼絲繩，以有效減小系統的下垂弧度。

2)安裝時把花籃螺栓置于最大長度，以便安裝完成后調整鋼絲繩的平直度[2]。

3)同一條布袋風管系統的前后支架必須安裝平行、對稱，無偏移。

4)安裝時務必保持雙手清潔，或佩戴一次性手套施工。懸掛管道時，應將管道放置料箱中，防止污染管道，影響室內空氣品質。

6 結語

超高大跨度鋼結構下掛布袋風管施工技術的成功應用，極大地縮短施工工期，節約了大量材料，改善了室內空氣品質，為工程帶來良好的經濟效益和社會效益，降低了企業風險，對提高企業市場競爭力發揮了重要作用。