輻射采暖制冷系統(tǒng)與熱回收全置換新風(fēng)系統(tǒng)綜合施工技術(shù)方案

低溫輻射采暖/制冷系統(tǒng)與熱回收全置換新風(fēng)系統(tǒng)施工技術(shù)前言高舒適度、微能耗、可持續(xù)發(fā)展的藝術(shù)新建筑。以其最大的地?zé)嶙≌?，與北京“水立方”、科羅拉多大峽谷玻璃觀景臺、新舊金山-奧克蘭灣大橋等一起，被美國《POPULARSCIENCE》雜志評選為“當(dāng)代世界七大建筑奇跡”之一，與中央電視臺新總部大樓、北京首都國際機(jī)場新航站樓、北京奧運(yùn)會主體育場、國家游泳中心、中國國家劇院、上海世界金融中心、上海崇明東灘生態(tài)城、東海大橋、長城腳下的公社等，被全球深具影響的美國《BusinessWeek》雜志評選為“中國十大新建筑奇跡”之一。柔和輻射結(jié)構(gòu)采暖制冷系統(tǒng)及熱回收全置換新風(fēng)系統(tǒng)，作為十大全新系統(tǒng)，為此做出巨大貢獻(xiàn)，按人體熱舒適的基本物理條件，人體對熱輻射比對空氣對流更敏感，創(chuàng)造一個舒適的輻射環(huán)境是非常有效的傳熱方式，為此控制室內(nèi)的表面溫度（輻射溫度）以達(dá)到基本的舒適度。在住宅項目中增加置換式新風(fēng)系統(tǒng)已經(jīng)成為大勢所趨，是改善居住環(huán)境，提高節(jié)能效果的最佳途徑之一。近年來，北京地區(qū)的氣候狀況.盡管在不斷加強(qiáng)治理力度，但仍然不可能在短期內(nèi)得到根本的改善。春季‘沙塵暴’、夏季‘桑拿天’不時出現(xiàn)，不僅對人們生活的影響越來越大，而且對居住環(huán)境的破壞也越來越嚴(yán)重。在這種狀態(tài)下，單純依賴傳統(tǒng)的采暖制冷單方式已經(jīng)很難滿足人們對健康和居住舒適度的更高需求，因此，在住宅項目中增加新風(fēng)系統(tǒng)，已成為改善居住環(huán)境質(zhì)量的一個不可缺少的組成部分。萬國城北區(qū)全部公寓采用混凝土樓板低溫輻射采暖制冷系統(tǒng)與置換新風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合的方法，控制天花板表面輻射溫度，保證室內(nèi)溫度均勻穩(wěn)定，系統(tǒng)運(yùn)行無任何噪聲，由于大體積混凝土的蓄熱作用及很小的采暖制冷溫差，使整個系統(tǒng)有很強(qiáng)的自我調(diào)節(jié)能力，同時置換新風(fēng)系統(tǒng)，增強(qiáng)加濕、除濕功能，柔和送風(fēng)，這兩個系統(tǒng)相結(jié)合，被公認(rèn)是目前世界上最好的高舒適度、微能耗、可持續(xù)發(fā)展建筑系統(tǒng)之一。1系統(tǒng)概況輻射采暖/制冷系統(tǒng)起源于歐洲，是一種替代型新型空調(diào)末端系統(tǒng)，通過與熱回收全置換新風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合，可以在較高的冷負(fù)荷條件下提供高標(biāo)準(zhǔn)的熱舒適性和良好的空氣品質(zhì)，并在歐洲得到廣泛采用。輻射采暖/制冷系統(tǒng)是將高密度交聯(lián)聚乙烯盤管敷設(shè)在頂部混凝土板內(nèi)，通過載體的不斷循環(huán)，加熱或?qū)敳炕炷涟暹M(jìn)行降溫，傳熱以輻射傳熱為主，并輔助補(bǔ)充適量新鮮空氣的新方法。在夏季將冷水通入埋在混凝土中的高密度交聯(lián)聚乙烯盤管中，冷水在夏季供水溫度為20℃，回水溫度為22℃，通過2℃溫差來吸收室內(nèi)熱量，有效的解決的夏季降溫的問題；而在冬季，高密度交聯(lián)聚乙烯盤管內(nèi)的供水溫度為28℃，回水溫度為26℃，同樣是通過2℃溫差來向室內(nèi)輻射熱量。此低溫差輻射方式的特點(diǎn)是采暖和制冷的效率高于空氣對流，其輻射傳熱形式無其它傳熱形式引起的空氣對流所造成的不適感。其均勻的溫度創(chuàng)造一最佳的熱環(huán)境。系統(tǒng)的自身工作原理可以使系統(tǒng)具有很好的溫度自動調(diào)節(jié)性能。健康舒適的生活不僅取決于溫度，還要有新鮮空氣，制冷采暖系統(tǒng)有一個配套的輔助新風(fēng)系統(tǒng)，即替換式通風(fēng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是將UPVC給水管敷設(shè)在頂部混凝土板內(nèi)，它是一個只提供新鮮空氣，無需空氣再循環(huán)使用的送風(fēng)系統(tǒng)，新鮮空氣以略低于室內(nèi)的溫度并以小于0.2m/s的速度從樓地面踢腳或窗下送出，無噪音，無氣流感，適宜的新鮮空氣由于溫度較低而停留在室內(nèi)底部空間，通過人體和室內(nèi)各種其它熱源加熱與人口中排出的污濁空氣一起緩慢上升，通過設(shè)在房間上部的排風(fēng)口排出室外，這樣新鮮空氣和污濁空氣分離置換，使得新鮮空氣得到了有效利用，此外，此新風(fēng)系統(tǒng)還有一項重要的作用是通過向室內(nèi)輸送干燥加熱的空氣，降低露點(diǎn)溫度防止結(jié)露，北京地區(qū)夏季的露點(diǎn)溫度有時可達(dá)26℃以上（冬季還可以對新風(fēng)進(jìn)行加濕，提高人體的舒適度）。排出的污濁空氣和引入的新鮮空氣經(jīng)過熱量回收器進(jìn)行熱量交換，使得能量的60%以上得到有效再利用，達(dá)到節(jié)能的目的。由于替換式新風(fēng)方式的新風(fēng)利用率高，就會相應(yīng)降低風(fēng)機(jī)的負(fù)荷、噪音及設(shè)備成本。2材料特性2.1REHAU管道REHAUPE-Xa采暖管道是由高密度交聯(lián)聚乙烯(PE-Xa)，并與一由聚乙烯醇(EVOH)組成的阻氧層共擠而成。管道的基礎(chǔ)材料PE-Xa是用過氧化物交聯(lián)(Engel法)制成。此種方法的交聯(lián)工藝是在高溫、高壓和過氧化物的幫助下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，將單個的聚乙烯長鏈分子間進(jìn)行化學(xué)鏈接，形成三維的網(wǎng)狀化學(xué)結(jié)構(gòu)，顯著地增強(qiáng)了聚乙烯的物理機(jī)械性能。與交聯(lián)聚乙烯管道共擠出的EVOH防滲氧層，是具有最佳屏障效果的聚合物，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出德國DIN4726標(biāo)準(zhǔn)中對防氧氣滲透性規(guī)定的要求。在交聯(lián)聚乙烯管道與防滲氧層之間有一具有強(qiáng)大結(jié)合性能的粘結(jié)劑層。不溶于水的EVOH防滲氧層增強(qiáng)了管道的耐磨性和耐侵蝕性，因此可以應(yīng)用與絕大多數(shù)惡劣的施工現(xiàn)場環(huán)境。2.2UPVC給水管道外表美觀大方，適合現(xiàn)代的大型建筑；內(nèi)壁光滑，減少流體的摩擦阻力；采用具有高沖能力的環(huán)保材料；耐腐蝕性強(qiáng)，不受腐蝕性土壤和各種酸性堿性的影響；采用溶解性膠粘劑接駁，快捷方便及經(jīng)濟(jì)；重量輕、易于運(yùn)輸、安裝、保養(yǎng)維修方便；壽命長，耐用50年。3施工技術(shù)3.1頂板施工工序頂板模板支設(shè)、驗收→土建水電設(shè)備洞口、套管、埋件等預(yù)留預(yù)埋→彈鋼筋位置線→暗梁下鐵、下半部箍筋綁扎→頂板下鐵綁扎→采暖管施工（包括打壓試驗）→電管施工→通風(fēng)管道施工→安放鋼筋馬凳→暗梁上鐵、上半部箍筋綁扎→頂板上鐵綁扎→水電驗收→鋼筋工程隱蔽驗收→砼澆筑時鋼筋的復(fù)查維護(hù)。3.2采暖輻射/制冷系統(tǒng)主要施工方法采用預(yù)制及頂板現(xiàn)場綁扎相結(jié)合的盤管回路的制作方法：規(guī)則的回路在加工場地預(yù)制；不規(guī)則回路及盤管需穿頂板暗梁的回路在頂板上進(jìn)行鋼筋網(wǎng)拍的加工及盤管的敷設(shè)、綁扎。PE-Xa管穿梁時，箍筋采用U型套箍，達(dá)到穿管要求。PE-Xa由混凝土面層穿出部位和穿暗梁部位采用柔性波紋套管保護(hù)。其穿出混凝土面層長度為300mm，穿出暗梁兩端長度為100mm，將引出管管口用膠帶封堵嚴(yán)實，避免異物掉入管道堵塞管道。3.3置換式新風(fēng)系統(tǒng)主要施工方法采用預(yù)制加工的制作方法：根據(jù)圖紙要求并結(jié)合實際情況，按位置測量尺寸，繪制加工草圖。根據(jù)草圖量好管道尺寸，進(jìn)行斷管。斷口要平齊，用銑刀或刮刀除掉斷口內(nèi)外飛刺，外棱銑出15°。粘接前應(yīng)對承插口先插入試驗，不得全部插入，一般為承口的3/4深度。試插合格后，抹粘接劑，先涂抹承口后涂抹插口，隨即用力垂直插入，插入粘接時將插口稍做轉(zhuǎn)動，以利于粘接劑分布均勻，約30~60s即可粘接牢固。粘牢后立即將溢出的粘接劑擦拭干凈。多口粘接時應(yīng)注意預(yù)留口方向.。3.4鋼筋網(wǎng)拍施工工藝為加快施工進(jìn)度保證盤管施工質(zhì)量，按設(shè)計圖紙?zhí)峁┑臄?shù)據(jù)與形式，在加工平臺上采用200mm×500mm（150mm×500mm）間隔用Ф6圓鋼加工鋼筋網(wǎng)格。為保證結(jié)構(gòu)板厚及其他專業(yè)施工間距，住宅部分鋼筋網(wǎng)格焊接采用對接點(diǎn)焊，圖3-1鋼筋網(wǎng)拍其他部位可采用交叉焊接。3.5盤管綁扎工藝用4×150mm綁扎帶將盤管牢固的固定在加工好的鋼筋網(wǎng)格上，嚴(yán)禁使用金屬絲綁縛，固定點(diǎn)的間距，直管段不應(yīng)大于500mm，彎曲管段不應(yīng)大于250mm，盤管的彎曲半徑不小于6倍管外徑，澆筑于混凝土中的盤管不允許有接頭。在綁縛和成品存放及運(yùn)輸過程中，應(yīng)嚴(yán)格實行保護(hù)措施，防止盤管被擠壓和劃傷等情況的發(fā)生。綁扎完成后，進(jìn)行打壓試驗。3.6成品盤管的拼裝3.6.1使用運(yùn)輸架將模塊運(yùn)到現(xiàn)場，將幾個模塊固定于支撐臂上，借助現(xiàn)場起重設(shè)備取出來，卸貨后將運(yùn)輸架回收，仔細(xì)核對每一個模塊上的標(biāo)簽和安裝圖紙，以確定每一個模塊的安裝區(qū)域。3.6.2對運(yùn)抵現(xiàn)場的模塊進(jìn)行逐一檢查，仔細(xì)查看每一個壓力表是否有壓降。將有明顯壓降的模塊分離出來，重新進(jìn)行壓力試驗，以發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)后，需采用管道連接的方式進(jìn)行修復(fù)。3.6.3根據(jù)圖紙上所標(biāo)柱的安裝位置，按照建筑軸列線進(jìn)行定位。然后工人在建筑模板上現(xiàn)場綁扎底層鋼筋。綁扎后安裝墊塊，并使用鋼筋綁扎帶固定，按照圖紙的標(biāo)注發(fā)現(xiàn)正確的模塊應(yīng)小心的放在墊塊上，將模塊安裝之準(zhǔn)確位置后，與鋼筋固定。3.6.4盤管安裝完后，對每一個系統(tǒng)的供、回管路進(jìn)行明顯標(biāo)識，便于日后集分水器的安裝，并將同一回路的供、回管路連接在一起。3.7盤管試壓3.7.1預(yù)制完后單回路工作壓力為1.0MPa，試驗壓力為1.5MPa，水壓試驗前，應(yīng)對盤管與鋼筋網(wǎng)格采取安全有效的固定和保護(hù)措施，可利用彎鉤鋼釬固定于平整的地面上。冬季水壓試驗將水換成防凍液（百分比濃度為30%，冰點(diǎn)為-20℃乙二醇），即可。水壓試驗按下列步驟進(jìn)行：Ⅰ、經(jīng)分水器緩慢注水，同時將管道內(nèi)空氣經(jīng)排氣閥排出。Ⅱ、充滿水后，進(jìn)行水密性檢查。Ⅲ、采用手動泵緩慢升壓，分三次升壓，升壓時間不得少于30min，升壓過程中應(yīng)隨時觀察與檢查，不得有滲漏。Ⅳ、升壓至規(guī)定試驗壓力后，停止加壓，穩(wěn)壓1h，壓力降不超過0.05MPa無滲漏為合格。圖3-2盤管綁扎及打壓示意圖3.7.2頂板上拼裝完，接集分水器后強(qiáng)度試壓以試驗壓力1.5MPa作水壓試驗，穩(wěn)壓1h，壓力降不大于0.05MPa，且各連接處不滲不漏為合格。3.7.3混凝土澆筑時的保壓澆注混凝土?xí)r系統(tǒng)應(yīng)帶有0.8MPa壓力。3.7.4混凝土凝固后的升壓澆注混凝土后，系統(tǒng)升壓，待壓力穩(wěn)定后，以試驗壓力1.5MPa作水壓試驗，穩(wěn)壓1h壓力降不大于0.05MPa，且各連接處無滲無漏為合格。3.7.5移交時的試壓試驗壓力為1.5MPa，穩(wěn)壓1h，壓力降不大于0.05MPa。然后，壓力降至1.15MPa，穩(wěn)壓2h，壓力降不大于0.03MPa，同時各連接處不滲不漏為合格。4施工難度與解決方法4.1頂板管線多，布局復(fù)雜在100mm厚的建筑面層下，250mm厚的結(jié)構(gòu)樓板內(nèi)敷設(shè)有上鐵鋼筋和下鐵鋼筋，在上下鐵鋼筋之間敷設(shè)有DN75的送風(fēng)管、DN20的電管和25×2.3（外徑×壁厚）的加熱盤管，使得樓板內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管線繁多。經(jīng)過各專業(yè)協(xié)商，精確計算，使各專業(yè)管線整齊有序的排列在結(jié)構(gòu)樓盤內(nèi)，有效的避免了管線超高現(xiàn)象的發(fā)生。圖4-1樓板管線埋設(shè)示意圖各專業(yè)管線施工原則：本工程頂板厚度為250mm厚，上下保護(hù)層厚度和為30mm，上網(wǎng)鋼筋均為Φ12，下網(wǎng)鋼筋直徑為Φ14，電管直徑為25mm，通風(fēng)管直徑為75mm，盤管直徑為25mm，用ф6圓盤條網(wǎng)片固定，柱頂設(shè)有160mm工字鋼抗剪鍵。因此，在頂板里，各種管線的走向、交叉部位處理必須相互協(xié)調(diào)。如在柱頂部位各管線走向原則：第一種辦法不許走風(fēng)管，電管不能繞開的，抗剪鍵由160mm改為140mm，在抗剪鍵腹板開孔穿電管；圖4-2第一種方法第二種辦法，不許走風(fēng)管，電管只許重疊2根，柱頂抗剪鍵改為2］［（兩根10號槽鋼肢背點(diǎn)焊）放置在柱兩側(cè)。兩種辦法施工時都得注意對盤管的保護(hù)，不能讓盤管受壓。圖4-3第二種方法4.2預(yù)埋件的敷設(shè)由于管敷設(shè)在結(jié)構(gòu)樓板內(nèi)，故必須在日后設(shè)置噴淋支管段、消火栓管道、吊頂內(nèi)燈具及風(fēng)管支吊架處，管道底部埋設(shè)預(yù)埋件，避免日后打眼造成成品盤管受損。4.3材質(zhì)變更帶來的困難盤管道材質(zhì)原設(shè)計為PB管,管徑為DE20×2.3，經(jīng)業(yè)主方提出，更改為瑞士進(jìn)口的高密度交聯(lián)聚乙烯管道(PE-Xa)，管道規(guī)格為DE25×2.3，由于管徑的加大，增加了綁扎難度，保證不了盤管200mm及150mm的規(guī)矩均勻間距及最小彎曲半徑，盤管操作時易出現(xiàn)折死現(xiàn)象，且須將管路同步打在結(jié)構(gòu)混凝土樓板內(nèi)，這在國內(nèi)乃至亞洲地區(qū)尚屬首例。我們采取加大管段彎曲半徑的方法，即將盤管彎曲處煨制成“燈泡彎”，以緩解管徑變大，對施工造成的影響。4.4冬季環(huán)境溫度帶來的困難冬季施工階段環(huán)境惡劣，管材柔韌性差，加大了操作難度，現(xiàn)場綁扎幾乎無法實現(xiàn)。廠家技術(shù)人員提出的冬季施工措施無法適應(yīng)我國如此大面積的冬季施工，施工難度極大，嚴(yán)重影響施工效率。電工尼龍綁扎帶在高溫環(huán)境中綁扎效果極好，在盤管施工初期，采用電工尼龍綁扎帶對盤管進(jìn)行綁扎，進(jìn)入冬施階段后，尼龍綁扎帶變脆，易折斷。綁扎后出現(xiàn)大面積繃斷現(xiàn)象，造成重復(fù)工序，浪費(fèi)資源且使施工嚴(yán)重降效。綜合上述環(huán)境溫度對冬施帶來的影響，為保證工效，我們決定增加冬施措施，以緩解因管徑增大加之溫度下降對施工造成的影響：4.4.1搭建盤管預(yù)制廠房100m2，使預(yù)制時的環(huán)境溫度保持在10℃以上，采取加大預(yù)制量的辦法，盡量避免現(xiàn)場綁扎。4.4.2不可避免的現(xiàn)場綁扎部分盡量安排在氣候合適的時候如中午，或放慢操作速度，用吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行局部升溫。4.4.3換掉電工尼龍綁扎帶，采用包塑鋼絲，不僅及時有效的避免了繃斷現(xiàn)象造成的工序重復(fù)，同時降低了成本。4.5管道與暗梁交叉這兩個系統(tǒng)的施工工藝都是以一個房間為單位，將管道預(yù)先按設(shè)計的排布綁扎在鋼筋網(wǎng)片上，然后吊至施工層，平放在樓板下層鋼筋之上。如按照正常樓板鋼筋施工工藝，暗梁上下層主筋和箍筋先綁扎完畢后再鋪設(shè)下層板筋，則頂板內(nèi)存在大量暗梁與管道交叉現(xiàn)象，管道網(wǎng)片會受到暗梁上層主筋和箍筋的阻礙，無法施工，導(dǎo)致管道不能完全預(yù)制，在冬季環(huán)境惡劣的條件下，大大降效，故與設(shè)計協(xié)商，已將進(jìn)入暗梁小于300mm的盤管移出暗梁，但仍有30%的管道在暗梁內(nèi)穿梭，故需將部分管道采取現(xiàn)場綁扎。并且采取箍筋開口的方法解決暗梁與管道的交叉問題，在不封口的箍筋上綁扎下鐵鋼筋，待下鐵鋼筋綁扎完后，從開口處放下盤管等管道，然后綁扎上鐵鋼筋，最后用開口套子將箍筋開口處封住。因穿暗梁的盤管較多，部分盤管的尾部直行段均需在暗梁鋼筋內(nèi)現(xiàn)場穿行，按設(shè)計的方法，采用波紋套管不能起到保護(hù)盤管的目的，所以我們用硬質(zhì)UPVC給水管做穿行套管，保證了盤管在暗梁里拉動不受鋼筋損傷。新風(fēng)管道穿暗梁將暗梁準(zhǔn)確反映在新風(fēng)系統(tǒng)專業(yè)圖紙中，新風(fēng)支管管路走向遇暗梁無法斜穿，將原設(shè)計45°斜穿暗梁的新風(fēng)管道改為90°垂直穿暗梁，穿出后用2個45°角緩解90°垂直穿暗梁帶來的窩風(fēng)現(xiàn)象。4.6管道穿型鋼本工程中出現(xiàn)大量新風(fēng)管、管與型鋼交叉現(xiàn)象，原則上這些管道遇型鋼砼梁無法穿過，必須繞道與集分水器等連接，這需要設(shè)計重新出圖，或辦大量的洽商，不僅加大工作量，且不利于工程進(jìn)展，必須找到大眾化、操作性強(qiáng)并在正常工期內(nèi)實現(xiàn)的施工辦法，于是，采取穿主樓頂板內(nèi)