布袋风管在体育场馆中的应用

  体育场馆与其他建筑结构形式相比,框架式钢结构建筑具有跨度大、外形美观、施工速度快、材料可循环再生、使用寿命长等优点,因此随着国民经济的高速发展,框架式钢结构建筑在我国得到了快速的发展。

  框架式钢结构建筑一般用于厂房、仓库、超市、体育场馆等高大空间,在这些建筑中,经常需要安装中央空调系统。但由于框架式钢结构建筑的跨度大,它的承重受到了一定限制,因此,如何在框架式钢结构建筑中进行中央空调系统设计显得尤为重要。

  1 框架式钢结构建筑对空调风管的要求

  案例1为湖北省羽毛球馆项目,该羽毛球馆采用了标准的框架式钢结构,羽毛球馆面积约3500 m2,钢结构网架下弦的标高为12 m。根据羽毛球馆设计要求,该羽毛球馆需要安装中央空调系统。通过对羽毛球馆使用情况的分析,建设方确定了空调送风采用上送风形式,并根据框架式钢结构的特点对布袋风管的施工提出了一些具体要求。

  ①布袋风管必须安装于钢结构网架内,即风管的安装高度在13。5~14 m之间。

  ②布袋风管支架部分对面上墙,悬吊采用抱箍方式固定在网架的上弦、斜杆或球接点上,网架下弦不承担荷载(上弦、下弦和斜杆的直径为Φ40mm;网架下弦围成的网框尺寸为4 m×4 m)。

  ③布袋风管和支吊架的总重量不由网架承担。

  ④布袋风管在使用过程中不会吸湿,使用后重量不会增加。

  ⑤布袋风管的支吊架除承受风管重量外还要保证不因布袋风管内、外风力的影响而晃动。

  ⑥布袋风管的特性,不会出现冷桥现象,并应能承受2000 Pa的静压。

  ⑦布袋风管的消声性能和摩阻应优于传统风管,且送风品质应有较高的洁净度。

  从以上建设方提出的具体要求可以看出,框架式钢结构建筑中的空调布袋风管系统施工具有以下的特点:

  (1)施工高度高

  框架式钢结构建筑一般用于高大空间,因此其高度一般都比较高,大部分时候超过了12 m,有的甚至达到了20~30 m,因此风管系统的安装位置也比较高,需要搭建高空工作台,或采用一些大型施工机械。

  (2)质量轻

  由于框架式钢结构对负荷的限制比较严,因此要求布袋风管系统本身的质量很小,不可能超过规定的设计值,在加上两边的支架悬吊,根本不会影响到框架式钢结构建筑的安全使用。

  (3)不需要维护,且使用寿命长

  由于框架式钢结构建筑中布袋风管的安装位置一般都比较高,因此对风管的维护非常困难,这就要求风管在使用过程不需要维护,且使用寿命较长。

  (4)布袋风管应能承受较高的静压,且消声性能好

  框架式钢结构建筑中布袋风管安装的位置高,但不代表送风的速度大(羽毛球馆设计要求风速0.2m/s),这就要求布袋风管能承受较高的风压,另外,由于布袋风管中风速提高,风机的能耗和风管的气流噪声必然会增大,因此要求风管的比摩阻要小,而且还应具有较好的消声性能。

  2 各类风管的比较和选择

  目前国内中央空调的风管系统可分为四大类:传统的镀锌铁板+保温层,无机玻璃钢风管,复合型轻质保温风管,布袋风管是近几年崛起的新型产品,该类产品是艾唯斯风管是通过特殊织物纤维织成的空气分布系统,通过纤维渗透和喷孔射流的独特出风模式,达到均匀送风的送出风末端系统。应用在空调末端的空气分布器。不燃性能好、安装维修方便、使用寿命长、外观美观等优势,其中,艾唯斯风管是在布袋风管中的佼佼者,被广泛应用于各类工业和民用建筑中。以下结合框架式钢结构建筑对布袋风管系统的要求对这几种风管进行比较。

  (1)高空作业施工

  镀锌铁皮风管加工不方便,需要采用专门的风管制作机械,因此不能在现场搭建的高空作业平台上制作,需要在其他地方制作好后再吊到高空安装,这就要求采用一些大型施工机械。对于无机玻璃钢风管,在施工中也同样存在着这样的问题。

  布袋风管在该项目中有完整的安装流程,现场实地测量实际尺寸(精确到mm),全自动化流水线,电脑剪裁下料,国内最大的激光打孔机打孔。国家级实验室对生产的产品模拟实际使用环境,进行检测。工厂自动化加工,现场高速安装。湖北省xxxxx,羽毛球馆项目安装时间7天顶标高14。5米、体操馆项目安装时间10天、跳水馆安装时间3天、乒乓球馆安装时间6天。

  (2)对重量的要求

  框架式钢结构建筑对风管的重量有严格要求。镀锌钢板风管(0.8mm厚)和无机玻璃钢风管(3 mm厚)的容重分别为7.08 kg/m2和15~20 kg/m2,这就使得钢结构的负荷大大增加,严重地影响了钢结构建筑的安全使用。另外,镀锌钢板风管和无机玻璃钢风管的保温层容易吸水,长期使用后给框架式钢结构带了额外的负荷。

  布袋风管的重量轻,例如布袋风管的重量为300g/m2,分别是镀锌钢板风管(0。8mm厚)和玻璃钢风管(3 mm厚)的1/23和1/56,这样就可以大大减轻钢结构的负荷,而且在安装时只需每8~12 m左右设一个支架便可有足够的支撑力。在湖北xxxxx项目中,实际施工中布袋风管采用两边墙壁上固定支架,在用钢绳连接,布袋风管的挂扣直接挂在钢绳上,对框架式钢结构的承重根本不影响。

  (3)维护性能比较

  风管寿命的主要影响因素有人工损坏、湿度、腐蚀性等,对于安装在高处的风管,人工损坏不是主要影响因素,关键是湿度和腐蚀性气体的影响。镀锌铁皮风管容易生锈,无机玻璃钢则容易老化,因此这两种风管的使用寿命都不长,大约为5~10年,尤其是在潮湿环境或腐蚀性强的环境中,镀锌铁皮风管更容易生锈,需要经常进行维修。

  布袋风管的寿命比镀锌铁皮风管和无机玻璃钢风管的使用寿命长得多,例如,布袋风管的使用寿命至少15年以上,而且艾唯斯布袋风管是由永久阻燃纤维织成的,这种纤维织物防火性能极佳(燃烧性、烟密度和烟气毒性方面全面优秀),第一个也是唯一拥有国家B级型式检验报告,并获有美国UL实验室的ASTME84的检查报告。

  (4)风压、流速及噪音

  镀锌铁皮风管和无机玻璃钢风管的强度大,很容易满足风管的静压要求,但它们自身没有消声效果,像镀锌铁皮风管有时还会将输送设备发出的噪声传送到工作地点,因此需要加消声罩和消声弯头之类的消声配件。

  与镀锌铁皮风管和无机玻璃钢风管相比,布袋风管的强度相对要低,但是可以满足静压2000Pa的要求。布袋风管是使用的圆形风道这是其他任何复合风管以及一般的铁皮风管都无法做到的,圆形风管是摩阻最小的风道。另外,由于布袋风管是柔性的材料,因此消声效果也较好。

  通过以上分析,该工程最后选择了布袋风管中的艾唯斯布袋风管。使用中,在通风管道中设置了静压箱,使得整个空调系统的气流更加平稳。同时在出风模式上使用了完美的面式出风,条缝渗透避,免使用昂贵的旋流风口。使用喷孔射流技术可以送风气流能射得更远(艾唯斯风管在实际使用中目前最远42m理论射程56m最小风速控制可以达到0。2m/s),整个空间的空气温度均匀。最后,完工后经过现场测试证明,该空调系统达到了预期的设计效果。管低标高13m条缝渗透使得风速均匀,在9米处风速降低到0。2m/s,完全满羽毛球场地的设计要求。

  3. 结论

  对于框架式钢结构建筑中的中央空调风管系统,主要应从高空施工的方便性、风管的重量、风管的使用寿命、风管的静压和消声性能等几个方面进行比较。与镀锌铁皮和无机玻璃钢等传统风管相比,以布袋风管具有明显的优势,是框架式钢结构建筑中央空调风管的首选产品。

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