既有不停運建筑制冷機房設備拆除與安裝技術研究

摘 要：在既有建筑中，制冷機房一般設置在地下室或地面機房內，設備的拆除與安裝較為便捷。但在超高層建筑中，制冷機房位于建筑設備層，機組體積大、重量重，且建筑處于不停運狀態，如何將舊設備拆除運輸出去，并將新設備運輸就位是一大難點。鑒于此，針對某不停運超高層設備層制冷機房設備拆除及運輸的難點，分析了既有建筑和新建項目設備吊運的區別，并根據既有建筑的情況，采用合理的吊運方法實現了不停運設備拆除與安裝。

關鍵詞：既有建筑；不停運；制冷機房改造；大型設備拆除；吊運

中圖分類號：TU831" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2025）07-0082-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.07.021

0" " 引言

制冷機房作為整個建筑暖通系統的心臟，關乎整個中央空調運行的健康。在公共建筑中央空調系統供冷能耗中，制冷機房約占70%[1]，由此可見，制冷機房系統是公共建筑的耗能大戶，因此，科學合理地對制冷機房進行高效率改造是非常必要的。但制冷機房內布置有各種大型設備，其中冷水機組體積大、重量重，尤其是在超高層既有建筑中，制冷機房位于建筑設備層，在改造過程中設備拆除與安裝難度大，如何合理安排設備運輸就位，不影響既有建筑的正常營運是設備層機房改造的難點。

1" " 工程概況

某項目高288 m，地上66層，地下3層，裙房5層，其制冷機房分別位于商場5層（高度為27.5 m）、1號辦公樓8層（高度為43.5 m）及2號辦公樓17層（高度為60.4 m）。本次改造主要為商場5層制冷機房內2臺舊離心機組、6臺舊水泵拆除，1號樓8層制冷機房2臺舊離心機組改造為2臺新離心機組，2號樓17層制冷機房4臺舊離心機組、12臺舊水泵改造為4臺新離心機組、12臺新水泵。

2" " 既有建筑和新建項目施工特難點對比與分析

2.1" " 在施工條件方面

新建項目地下室制冷機房一般預留吊裝口用于大型設備吊運安裝，地上設備層會在幕墻封閉前將大型設備吊運至機房，同時能夠提前策劃設備運輸路線，后砌影響設備運輸路線的二次結構墻體，整體施工條件良好[2]。

在既有建筑制冷機房尤其是超高層建筑制冷機房改造中，制冷機房位于設備層，設備的重量及尺寸超過電梯承載能力，無法通過電梯運輸設備，同時建筑外墻幕墻早已安裝完畢，運輸困難，且設備層層高相對較低，制冷機組整體無法通過外墻進行吊運。

2.2" " 在施工時間方面

該項目為不停運項目，商場及辦公樓白天正常運營，無法如新建項目般在白天進行施工，同時因為夏季有制冷需求，在5月—10月無法進行改造，因此整體施工時間較短，僅能在11月至次年4月進行施工。

3" " 解決思路及方法

施工總體流程如圖1所示。

3.1" " 確認施工時間

考慮建筑不停運的特性，為保證大樓白天的正常運轉，整體施工時間安排在23：00—次日04：00，凌晨04：00—06：00進行收尾工作。同時對夜間施工內容排布詳細的進度計劃，確保每晚按計劃完成相應的工作量。另外，整個機房改造時間避開高溫季節，在11月到次年4月份進行施工。

3.2" " 設備優化及拆改

施工前，根據設計參數，對新設備選型進行優化，確定新設備的尺寸大小及重量。經過優化選型，采用1 000 RT冷水機組，其尺寸為5 600 mm×3 100 mm×2 750 mm，重量為24 000 kg。設備整機吊運困難較大，項目通過對冷水機組整體解體，解決設備運輸問題，具體流程如下：

1）在冷水機組運輸前，對機組整機進行出廠測試，按照AHRI及GB標準完成出廠檢驗和測試。

2）測試完成后工廠解體并密封包裝。

（1）拆除壓縮機、蒸發器、冷凝器與控制柜之間的控制連接線并做好整理收納。

（2）回收制冷劑。

（3）拆除壓縮機吸氣管。將壓縮機吸氣管與壓縮機、蒸發器出口連接螺栓斷開。將壓縮機吸氣口密封，吸氣彎管上的接口用塑料袋包扎封裝，將蒸發器出口密封。

（4）拆開壓縮機排氣管。將壓縮機排氣口、冷凝器進口、排氣管組件封裝。

（5）管路拆除：

①將電機冷卻回液管路與壓縮機連接的螺栓拆開；

②將電機冷卻進液管路連接壓縮機處管接頭擰開，并將高于冷凝器的銅管在擴口處熔開；拆除后的管路封閉開口。

3）工廠包裝發運至工地現場。

4）設備最大散件尺寸為5 600 mm×1 600 mm×2 000 mm，最大散件重量為7 t。

3.3" " 確認設備運輸方法

針對現場復雜的施工條件，現場采用汽車吊將設備吊裝至設備層外立面卸料平臺上方，通過導鏈及手拉葫蘆牽引至室內。

3.3.1" " 汽車吊選型

以最不利點作為汽車吊選型依據，即2號辦公樓17層（高度為60.4 m）設備機房設備吊運，根據機房位置，判斷吊車停靠的最佳位置。該項目周邊均為大廈，綜合考慮停靠位置在兩個大廈之間的永久車道上，作業半徑為18 m，吊裝高度為60.5 m，吊裝重量為7 t，考慮鎖具和吊鉤重量為0.9 t，選擇300 t汽車吊，在作業半徑18 m的條件下，主臂長度69.8 m，主臂仰角68°，吊車額定起重量為14.2 t，負載率為55.6%，滿足吊裝要求。

3.3.2" " 卸料平臺選擇

方案一：采用傳統懸挑式卸料平臺進行設備運輸。

通過計算，設備最大重量為7 t，設備尺寸為5 600 mm×1 600 mm×2 000 mm，所需要的卸料平臺尺寸過大。同時，傳統懸挑式卸料平臺支撐方式為上拉鋼絲繩或型鋼下撐，其中上拉鋼絲繩需在上層樓板或梁上預埋拉環作為卸料平臺支撐力，型鋼下撐需在下層預埋錨板供其支撐，因該建筑為既有建筑，設備層上層及下層為辦公區域，平時正常辦公，其對應樓層的幕墻無法拆除，故無法進行鋼絲繩或下撐的固定，因此傳統懸挑式卸料平臺無法滿足該項目設備吊運需求[3]。

方案二：采用鋼梁支架平臺進行設備運輸。

綜合考慮既有建筑幕墻及幕墻框架對平臺的影響，傳統懸挑式卸料平臺無法滿足施工需求，項目部采用新的工藝，即采用兩根型號為250 mm×250 mm、長度為8 m的H型鋼做平臺（圖2），6 m于室內進行固定，測量完相關設備的底層吊裝支架大小后，在對應地點安裝0.8 cm厚、30 cm長寬的鋼板作為基底，通過設置M20化學螺栓進行底座固定，再將焊接好的與外墻沿邊齊高的H型鋼支架與之焊接固定，形成完整的支架結構。最后將250 mm×250 mm的8 m長H型鋼固定在支架上，于架設幕墻的大樓外墻處向外伸出2 m，在吊裝平臺的末端和距離建筑外墻0.5 m處與兩對H型鋼支座進行焊接，作為設備吊裝進入室內的平臺（圖3）。通過受力分析計算，鋼梁支架平臺滿足設備運輸需求。同時，采用此種方法，可避免對幕墻框架的損壞，故采用此方案。

3.4" " 幕墻拆除

根據吊車停靠位置、回轉半徑以及機房布局圖，確定設備吊運至室內的位置，拆除此部位的機房外層的幕墻，拆除大小為3 000 mm×5 500 mm，保證最大散件吊運順利及鋼梁支撐平臺順利搭建。拆除玻璃幕墻前需準備好幕墻型材、備品玻璃、封口鋁板等材料，并采用臨時封閉安全措施。

3.5" " 老舊設備拆除

1）確定拆除運輸路線。機房位于設備層，層高和空間受到限制，整體空間較小，需要合理安排設備拆除運輸路徑。該項目拆除的幕墻位于冷水機組附近，水泵在冷水機組后方，故需先拆除冷水機組，然后再拆除機組后方的板換及水泵，確保舊設備運輸通暢。

2）設備斷電及放水。設備拆除前，需斷開設備主電源，拆除接至設備或設備控制箱的電纜，同時關閉主回路閥門，通過泄水孔排出設備與主閥間管道的水，便于設備更換。排水時，需注意設備層是否存在排水溝，防止設備層無排水溝也無防水，造成滲水現象。該項目既無排水溝也未做防水，故采用軟管對接每臺設備排水口，就近排入地漏。同時，排空冷卻介質，確保冷水機組內部不含任何液體，避免安全隱患。

3）設備拆除。設備斷電及放水后，先拆除與設備連接的管道及閥門，待管道及閥門拆除后，對冷水機組進行拆除。拆除壓縮機、蒸發器等時需注意，避免對設備和人員造成傷害。

3.6" " 舊設備移出，新設備就位

在舊設備底部墊鋼軌，通過手拉葫蘆的方式平移至鋼平臺。通過導鏈及汽車吊緩慢向外吊運的同時收緊導鏈，確保設備平衡。待舊設備完全移除后，吊運新設備，因平臺伸出外墻2 m，小于設備長度，因此吊運方式需做好交底。具體方式如下：將設備吊運至鋼平臺，其前端位于鋼平臺的地坦克上，后端凌空，此時依靠吊車承力（圖4），吊車前端采用導鏈與設備連接，吊鉤距大樓外立面1.5 m，鏈條與設備夾角為60°，保持吊車吊鉤位置，通過手拉葫蘆牽引設備機組前端，同時放松導鏈，緩慢增加前端導鏈長度，使設備緩慢向室內移動。待設備后端到達鋼平臺上地坦克后，松開前端與設備連接的導鏈（圖4），牽引設備向機房行駛，待設備進入室內，松開后端鏈條。

新增設備吊至樓上后，利用結構柱作為牽引錨點，在設備底座下設置地坦克，用導鏈（5 t）水平牽引，運輸設備到基礎邊，利用手動葫蘆等工具將設備緩緩吊起，再敷設枕木，直到設備與基礎一樣高時，水平拖動設備，將設備平移至設備基礎上，再利用手動葫蘆將設備吊起后安裝減震就位，并在葫蘆的幫助下對機組進行拼裝。

3.7" " 現場拼裝和檢測

1）蒸發器和冷凝器吊裝就位到機組基座后，安裝蒸發器、冷凝器的連接板；拆除換熱器管板下的支撐板，安裝兩個換熱器的地腳基座螺絲，固定主機位置。同時，將壓縮機支撐角鋼、吸氣口封板、排氣口封板拆除。壓縮機吊裝就位至蒸發器上的基座。

2）管路安裝。

3）安裝電機冷卻回液管路與壓縮機連接的螺栓；安裝電機冷卻進液管路連接壓縮機管接頭，將高于冷凝器的銅管在擴口處用銀焊條焊接。

4）壓縮機吸氣口安裝。

5）壓縮機排氣口和排氣蝶閥安裝。

6）安裝機組各傳感器連接線，并做相應的固定。

7）整機安裝完畢后，機組充入0.5 MPa氮氣保壓，要求12 h內壓力無下降。

8）主機現場安裝完畢，后續按照標準機組調試流程執行。

3.8" " 幕墻封閉

待所有設備及管線吊裝完畢后需及時封閉幕墻。

4" " 結束語

隨著時間的推移，20世紀90年代的建筑建成距今已有二三十年，其設備功能已然老化，制冷機房的改造是大勢所趨。本文為實現既有建筑超高層制冷機房的設備拆除與安裝提供了借鑒，采用此方法既不影響既有建筑的正常營運，同時也保證了吊運的安全，大大降低了施工難度，節約了成本。

[參考文獻]

[1] 李元陽，邱藝德，方興，等.高效制冷機房標準化設計及其應用[J].制冷與空調，2023，23（6）：92-100.

[2] 吳映林，張藝才.超高層建筑大型設備吊裝運輸技術研究[J].城市建設理論研究（電子版），2024（34）：158-161.

[3] 王建東.大型設備吊裝技術在超高層建筑上的運用[J].安裝，2020（10）：13-15.

收稿日期：2025-01-06

作者簡介：陳龍（1991—），男，安徽人，工程師、技術負責人，研究方向：機電安裝。