黃 海
(四川省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司,四川 成都 610031)
我國領(lǐng)土面積廣大,環(huán)境多樣性較為顯著,在緯度較高的北方地區(qū),冬天氣溫較低,需要供熱系統(tǒng)為建筑提供熱量,提升舒適度;而在緯度較低的南方地區(qū),夏天較為炎熱,則需要空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)降低溫度。因此,優(yōu)化建筑供熱通風(fēng)和空調(diào)工程,保障其施工質(zhì)量對促進(jìn)建筑領(lǐng)域健康發(fā)展具有重要作用。
一般來說,供熱通風(fēng)和空調(diào)(heating, ventilation and air conditioning, HVAC)工程指的是采用空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),利用冷媒在壓縮機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)與凝結(jié),并對建筑內(nèi)部空氣的溫度和濕度產(chǎn)生影響,最終改變建筑內(nèi)部環(huán)境的工程類型。
1.2.1 調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度
在建筑內(nèi)部當(dāng)中,人體感覺舒適的溫度同樣也與外部環(huán)境相關(guān)聯(lián),夏季人體感覺的舒適溫度一般在25~27 ℃,而冬季人體感覺的舒適溫度一般在18~20 ℃。供熱通風(fēng)和空調(diào)工程能夠通過對空氣顯熱過程的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)環(huán)境溫度的調(diào)控,進(jìn)而使環(huán)境溫度滿足用戶的需要。
1.2.2 調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度
有效調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度同樣也是保障建筑室內(nèi)環(huán)境舒適的重要手段。用戶可通過供熱通風(fēng)和空調(diào)工程實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)空氣潛熱過程的調(diào)控,進(jìn)而使室內(nèi)空氣當(dāng)中的水蒸氣含量得到控制,從而使室內(nèi)濕度產(chǎn)生變化。用戶可按需進(jìn)行調(diào)節(jié),使室內(nèi)環(huán)境更加適宜。
1.2.3 調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣流
除調(diào)節(jié)溫度與濕度外,調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣流也是供熱通風(fēng)和空調(diào)工程的重要功能[1]。建筑用戶可以依托供熱通風(fēng)和空調(diào)工程對建筑內(nèi)部的空氣流與空氣凈度進(jìn)行有效調(diào)節(jié),降低污染、灰塵等有毒有害物質(zhì)對人體健康產(chǎn)生的危害,使建筑內(nèi)部通風(fēng)效果更加良好,建筑環(huán)境更加優(yōu)越。
在建筑供熱通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中,系統(tǒng)可能在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生較強(qiáng)的振動(dòng)現(xiàn)象,不僅會(huì)對供熱通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命、使用可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重影響,還會(huì)對建筑內(nèi)部用戶的日常居住與生活形成干擾,制約了供熱通風(fēng)體系的良好發(fā)展,阻礙了空調(diào)系統(tǒng)的有效運(yùn)行。
受空調(diào)系統(tǒng)溫度以及空氣當(dāng)中濕度兩方面的影響,其出風(fēng)口部位很容易產(chǎn)生結(jié)露滴水現(xiàn)象。很多暖通系統(tǒng)當(dāng)中的管道厚度、管道安置密度、系統(tǒng)導(dǎo)熱系數(shù)等與設(shè)計(jì)方案之間產(chǎn)生了一定的偏差,導(dǎo)致空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)與建筑室內(nèi)環(huán)境不匹配,容易造成結(jié)露滴水現(xiàn)象,影響了建筑室內(nèi)環(huán)境的舒適健康,對設(shè)備壽命也造成了不利影響。
無論是供熱還是制冷,暖通系統(tǒng)都離不開水循環(huán)的支持,一旦水循環(huán)不暢,整個(gè)暖通系統(tǒng)的冷熱性能都會(huì)受到強(qiáng)烈影響,嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障。在一些暖通工程的施工過程當(dāng)中,管線布置與結(jié)構(gòu)存在疏漏,很有可能在管道某處產(chǎn)生堵塞或滲漏現(xiàn)象。一方面會(huì)對暖通工程的供熱與制冷效果產(chǎn)生一定的制約;另一方面還提升了后期的系統(tǒng)維護(hù)與修繕成本,制約了建筑內(nèi)部暖通工程的正常發(fā)展[2]。
在建筑暖通工程的施工過程當(dāng)中,主要應(yīng)用設(shè)備包括鍋爐、換熱器、水泵、散熱器、風(fēng)機(jī)、冷卻塔、冷水機(jī)組等,這些設(shè)備共同組成了建筑內(nèi)部的暖通系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并充分滿足用戶的供暖與制冷需求。然而在一些暖通工程項(xiàng)目當(dāng)中,部分建筑單位為了降低支出成本,提升經(jīng)濟(jì)效益,選用市場中質(zhì)量低劣的設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)安裝,導(dǎo)致暖通系統(tǒng)運(yùn)行問題頻發(fā),削弱了建筑內(nèi)部用戶的暖通設(shè)備使用體驗(yàn)感,嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致消防安全問題。
科學(xué)的管線安排與管線設(shè)置一方面能夠降低暖通工程的施工難度與設(shè)備安裝難度;另一方面還能為后期的設(shè)備維護(hù)與管理工作奠定堅(jiān)實(shí)良好的基礎(chǔ)。然而在部分建筑的暖通工程建設(shè)過程中,管線的設(shè)計(jì)與安放位置不科學(xué),導(dǎo)致管線排列較為雜亂,既增加了暖通工程的施工成本,還影響了建筑暖通工程的安全運(yùn)行。
室內(nèi)溫度控制技術(shù)是開展建筑暖通工程建設(shè)中的首要關(guān)鍵性技術(shù),對建筑室內(nèi)溫度進(jìn)行有效控制,要求其保持在恒溫狀態(tài),既能夠增強(qiáng)建筑室內(nèi)用戶的居住與生活體驗(yàn),還能為暖通設(shè)備的運(yùn)行提供更加優(yōu)良的環(huán)境與條件,避免極端環(huán)境對設(shè)備造成損壞[3]。在針對暖通工程進(jìn)行施工的過程當(dāng)中,為實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的有效控制,技術(shù)人員與施工人員可從以下兩個(gè)方面入手。首先,設(shè)定合理的恒定溫度。受建筑外部環(huán)境、季節(jié)平均溫度等方面因素的影響,不同地區(qū)建筑用戶感受到的舒適溫度也各有不同,因此,施工人員應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況選定一個(gè)較為合理的恒定溫度作為調(diào)控指標(biāo),進(jìn)而使暖通工程在建筑內(nèi)部的溫度調(diào)控功能更加規(guī)范。其次,還應(yīng)當(dāng)對建筑內(nèi)部新風(fēng)量進(jìn)行設(shè)定。新風(fēng)量會(huì)對建筑室內(nèi)氧氣濃度、空氣潔凈度及溫度產(chǎn)生全方位的影響,施工人員應(yīng)結(jié)合新風(fēng)量計(jì)算公式對建筑內(nèi)部所需新風(fēng)量進(jìn)行核算,使其滿足建筑內(nèi)部用戶的實(shí)際需求,同時(shí)進(jìn)一步提升暖通工程的施工水平與施工質(zhì)量。
進(jìn)入新時(shí)代以來,我國經(jīng)濟(jì)水平與工業(yè)化水平有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,人民生活水平與生活質(zhì)量得到了充分提升,然而隨之而來的就是嚴(yán)重的環(huán)境污染、能源消耗與資源浪費(fèi)現(xiàn)象。因此,我國于“十一五”規(guī)劃當(dāng)中首次提出了節(jié)能減排的發(fā)展方案,并制定了《中華人民共和國節(jié)約能源法》,對經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域當(dāng)中各行各業(yè)的用能管理工作提出了更新、更深入的要求。針對建筑暖通工程能耗較高的特點(diǎn),施工人員應(yīng)制定一套合理高效的節(jié)能減排施工方案,進(jìn)而為提升暖通工程的運(yùn)行效能,緊貼可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略開展相應(yīng)的施工[4]??傮w來說,在建筑暖通工程建設(shè)施工過程當(dāng)中采用節(jié)能減排技術(shù),可針對以下幾方面進(jìn)行系統(tǒng)研究。首先,自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用。受計(jì)算機(jī)技術(shù)與芯片控制技術(shù)的廣泛普及與應(yīng)用,設(shè)備自動(dòng)化在各行各業(yè)當(dāng)中發(fā)揮著愈加重要的作用。傳統(tǒng)的暖通設(shè)備大多由人工進(jìn)行控制,容易產(chǎn)生系統(tǒng)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象,嚴(yán)重影響節(jié)能效果,引入自動(dòng)化控制機(jī)制后,能夠采用傳感器對建筑室內(nèi)溫濕度進(jìn)行監(jiān)測,并依托預(yù)先設(shè)定好的設(shè)備控制參數(shù)發(fā)出信號,對溫濕度以及通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行控制,使環(huán)境調(diào)控效果更加顯著,空轉(zhuǎn)現(xiàn)象大幅減少,節(jié)能減排工作得到進(jìn)一步落實(shí)。其次,采用風(fēng)壓進(jìn)行通風(fēng)。由于各地環(huán)境差異較大,針對外部風(fēng)環(huán)境較為良好的地區(qū),可利用建筑內(nèi)外的風(fēng)壓差實(shí)現(xiàn)良好的自然通風(fēng),將室外的新鮮空氣引入室內(nèi),并有效排除室內(nèi)污染空氣,是一種因地制宜的節(jié)能通風(fēng)方式。最后,針對我國北方部分冬季氣溫較為寒冷但陽光直射條件較好的地區(qū),可采取太陽能對建筑采暖進(jìn)行輔助,使建筑供暖能耗得到進(jìn)一步降低,節(jié)能減排工作得到有效落實(shí)。
在建筑室內(nèi)暖通工程施工工作中,由于設(shè)備質(zhì)量、安裝方式以及系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間等方面的影響,導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)可能會(huì)因強(qiáng)烈震動(dòng)而產(chǎn)生嚴(yán)重噪聲,影響暖通設(shè)備的使用壽命,干擾建筑內(nèi)部用戶的正常工作與生活。為有效去除暖通工程中產(chǎn)生的噪聲,施工人員可使用以下3 種手段進(jìn)行處理。首先,對施工材料進(jìn)行測試與更換。傳統(tǒng)暖通系統(tǒng)的施工與安裝材料大多為金屬管材、金屬薄板與型鋼等,這類材料在產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生極大噪聲。施工人員可針對建筑內(nèi)部暖通工程施工的實(shí)際情況對施工材料進(jìn)行有效調(diào)整,將傳統(tǒng)的金屬材料改為聚乙烯(PE)、交聯(lián)聚乙烯(PEX)、聚丁烯-1(PB)、鋁塑復(fù)合材料等,有效減少暖通工程管材發(fā)生振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲,避免對建筑內(nèi)部用戶產(chǎn)生影響。其次,可針對暖通系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備與管材采用隔音材料進(jìn)行包裹,這樣就能夠避免振動(dòng)過程當(dāng)中相互發(fā)生碰撞與摩擦,導(dǎo)致噪聲的產(chǎn)生。常見的隔音材料包括隔音玻璃棉(圖1)、橡塑板、隔聲氈等,施工人員可按照建筑內(nèi)部設(shè)備需求對隔音材料進(jìn)行安放,使暖通工程的振動(dòng)噪聲現(xiàn)象得到有效緩解。最后,為避免噪聲產(chǎn)生干擾,施工人員還可進(jìn)一步加大對暖通設(shè)備與管線的加固力度,采用支架固定、彈簧減震、螺絲固定等方式實(shí)現(xiàn)對設(shè)備與管線的有效加固,有效緩解暖通設(shè)備運(yùn)行過程當(dāng)中所發(fā)生的振動(dòng),進(jìn)而避免噪聲對建筑內(nèi)部產(chǎn)生干擾。
圖1 隔音玻璃棉制成的消音風(fēng)管
受空調(diào)系統(tǒng)出風(fēng)口溫度與空氣濕度兩個(gè)方面因素的影響,暖通系統(tǒng)空調(diào)設(shè)備容易產(chǎn)生結(jié)露滴水現(xiàn)象。一方面可能會(huì)對空調(diào)設(shè)備及周圍的環(huán)境產(chǎn)生腐蝕效應(yīng);另一方面還可能會(huì)影響暖通系統(tǒng)的整體效果,限制了建筑的居住與生活體驗(yàn)。因此,采取有效合理的措施對空調(diào)設(shè)備結(jié)露滴水現(xiàn)象進(jìn)行處理是提升暖通效果的必然前提。施工人員可依托以下幾方面措施對結(jié)露處理技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用。首先,針對空調(diào)保溫材料進(jìn)行選定,在選定保溫材料之前,應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境氣候、空調(diào)設(shè)備性能、保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)等進(jìn)行全方位計(jì)算,使結(jié)露滴水現(xiàn)象的發(fā)生概率得到有效降低。其次,施工人員還可以將管線吊架與風(fēng)管之間隔開一段距離,使二者不發(fā)生接觸,減少結(jié)露滴水產(chǎn)生的可能性。
管線布置技術(shù)也是建筑暖通工程當(dāng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)。在傳統(tǒng)暖通工程設(shè)計(jì)過程當(dāng)中,設(shè)計(jì)人員很難直觀地展示出整個(gè)系統(tǒng)管線的布置情況,在雙方交底時(shí)可能會(huì)存在理解偏差,導(dǎo)致管線布置過程當(dāng)中發(fā)生故障或不規(guī)范、不合理的現(xiàn)象。近年來,建筑信息模型(BIM)技術(shù)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,方案設(shè)計(jì)人員可依托計(jì)算機(jī)終端建立暖通系統(tǒng)管線的三維可視化模型(圖2),并在交底過程中更直觀地向施工人員進(jìn)行展示,使施工人員對管線布置的設(shè)計(jì)圖紙與設(shè)計(jì)方案認(rèn)知更加明確,施工有章可循。在進(jìn)行并行管線安放過程當(dāng)中,應(yīng)遵循冷管在下、熱管在上的安裝原則,并控制好管線之間的距離,為后期進(jìn)行管線維修和保養(yǎng)工作奠定基礎(chǔ)。
圖2 依托BIM 技術(shù)制成的暖通管線可視化方案
總而言之,在當(dāng)前建筑暖通工程當(dāng)中,噪聲控制、結(jié)露滴水、循環(huán)不暢以及管線布置不規(guī)范已成為需要攻克的主要難題。相關(guān)施工人員應(yīng)遵循施工規(guī)范與施工原則,依托溫度控制技術(shù)、節(jié)能減排技術(shù)、噪聲處理與結(jié)露處理技術(shù)、管線布置技術(shù)等關(guān)鍵性技術(shù)對暖通施工流程進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化,不斷提升建筑暖通工程的質(zhì)量。