楊雪明

上海市安裝工程集團(tuán)有限公司 上海 200080

超高層建筑中，機(jī)電工程一般會(huì)涵蓋水、電、風(fēng)等各個(gè)專業(yè)，還包括電梯、扶梯、擦窗機(jī)等系統(tǒng)。對(duì)于暖通工程的機(jī)電安裝，由于建筑的特殊性，超高層中可能會(huì)涉及翅片散熱器的安裝與調(diào)試。且超高層建筑一般均會(huì)有五星級(jí)以上的酒店功能，為此超靜音空調(diào)系統(tǒng)等的實(shí)現(xiàn)是保證舒適性的關(guān)鍵條件之一。本文重點(diǎn)介紹目前國(guó)內(nèi)第一高樓——上海中心大廈在暖通工程中的各項(xiàng)施工新技術(shù)，希望為類似工程提供參考。

1 幕墻翅片散熱器的優(yōu)化研制、測(cè)試與安裝

1.1 翅片散熱器應(yīng)用背景

近幾年隨著大面積、大空間玻璃幕墻在建筑中的使用，對(duì)建筑的采暖和節(jié)能提出了更高的要求。傳統(tǒng)空調(diào)供暖系統(tǒng)的安裝較昂貴，雖然能滿足建筑的冷熱負(fù)荷要求，但在幕墻周邊空氣流動(dòng)的熱損失可能會(huì)導(dǎo)致冷風(fēng)，而且就建筑的美學(xué)效果而言并不符合人們的期望?；诖?，幕墻翅片散熱系統(tǒng)由于能安裝在幕墻框架上，且體積小、外形美觀，故這類產(chǎn)品受到了廣泛的關(guān)注，翅片散熱系統(tǒng)既能有效隱蔽在玻璃窗處創(chuàng)造熱空氣，又能有效地隔絕冷風(fēng)（圖1）。

由于在本工程之前，幕墻翅片散熱系統(tǒng)沒(méi)有大規(guī)模的運(yùn)用實(shí)例，在國(guó)外實(shí)際應(yīng)用也不多。這方面德國(guó)技術(shù)比較領(lǐng)先，應(yīng)用較早。

圖1 翅片散熱器的應(yīng)用（德國(guó)慕尼黑機(jī)場(chǎng)）

1.2 翅片散熱器在本工程中的應(yīng)用概況

本工程中整體幕墻設(shè)計(jì)由內(nèi)、外幕墻組成，中間為中空大堂地帶，幕墻采用無(wú)色透明玻璃，并跟隨樓體旋轉(zhuǎn)而上，直至頂部。內(nèi)、外幕墻之間中空地帶的空調(diào)系統(tǒng)為了不阻擋觀光效果及影響建筑美觀，必須打破傳統(tǒng)空調(diào)機(jī)的外形、體積概念，設(shè)計(jì)出符合大樓整體形式的新型空調(diào)系統(tǒng)，故翅片式散熱器系統(tǒng)根據(jù)大樓的需要應(yīng)運(yùn)而生。

翅片式散熱器系統(tǒng)是上海中心大廈項(xiàng)目中隸屬暖通系統(tǒng)的眾多復(fù)雜系統(tǒng)之一，由翅片式散熱器本體、配套金屬軟管、電動(dòng)閥門(mén)、閘閥、特制支架等主配件組成，從2～115層分布于1～8區(qū)的93個(gè)層面上，位于外幕墻內(nèi)側(cè)鋼環(huán)梁上。

1.3 翅片產(chǎn)品本體的研制

翅片產(chǎn)品本體的研制經(jīng)歷了整整1 a時(shí)間，從系統(tǒng)選擇到確定、試驗(yàn)后修改、再試驗(yàn)到定型，對(duì)這些工作都進(jìn)行了反復(fù)的研究試驗(yàn)和比較。最初系統(tǒng)的方案為3種，分別是雙管同程、六管制單程和單管單程。由于雙管同程雖然具有熱平衡性好、水阻力小的特點(diǎn)，但系統(tǒng)復(fù)雜，在現(xiàn)場(chǎng)極小的空間中無(wú)法施工，該方案被否定。而六管制在系統(tǒng)試驗(yàn)論證階段發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)熱平衡效果不佳，系統(tǒng)進(jìn)水端和回水端散熱量相差較大，不能滿足需求。此外，采用該類系統(tǒng)，翅片本體的制造工藝也比較復(fù)雜，可靠性差、成本高、供應(yīng)周期很長(zhǎng)。

根據(jù)上述情況，本工程選用單管單程制，散熱銅管由6根φ15 mm銅管改為1根φ32 mm銅管。同時(shí)，改進(jìn)了本體散熱片的排布，采取了進(jìn)水端疏、中間段密、末端無(wú)間隔滿布的措施，保證散熱的均勻性。

為檢測(cè)改進(jìn)后的散熱效果，本工程在翅片系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中專門(mén)進(jìn)行了無(wú)干擾密封間30 m段驗(yàn)證性試驗(yàn)（圖2），將六管制翅片式散熱器和單管制翅片式散熱器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)單管制效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于六管制。單管制散熱器滿足了600 W/m的總散熱量，對(duì)于六管制存在的19%的散熱不均勻度，單管制通過(guò)微調(diào)散熱片散布率，可將散熱不均勻度降低到10%以下，各方面參數(shù)均符合系統(tǒng)要求。

圖2 實(shí)驗(yàn)室30 m驗(yàn)證試驗(yàn)

1.4 翅片支架的研制

由于本工程中大樓環(huán)梁為預(yù)制不規(guī)則圓弧形，全長(zhǎng)約270 m，環(huán)梁的圓弧度存在誤差，加之環(huán)梁上預(yù)留的支架底座（耳板）同樣存在上下左右的偏差，要保證安裝精度就必須設(shè)計(jì)新型專用支架，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了上下、左右、前后都可以調(diào)節(jié)的新型專用支架（圖3），并申請(qǐng)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

圖3 適用于翅片散熱器的各方位調(diào)節(jié)支架

1.5 翅片系統(tǒng)安裝方法的研究

本工程中由于考慮到高空作業(yè)，我們?cè)谀粔Νh(huán)梁施工前，就設(shè)計(jì)好翅片安裝預(yù)留支架（每隔1 m設(shè)1個(gè)），并且通過(guò)建設(shè)單位、總包協(xié)調(diào)請(qǐng)幕墻環(huán)梁施工單位在施工過(guò)程中將支架焊接在環(huán)梁上，幕墻散熱器托架安裝時(shí)采用機(jī)械連接與幕墻鋼結(jié)構(gòu)預(yù)留件緊密固定的方式（圖4、圖5），避免了傳統(tǒng)的焊接對(duì)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響，做到現(xiàn)場(chǎng)不動(dòng)火。實(shí)踐證明，該措施使施工方法得以改進(jìn)，施工靈活方便，工期縮短，同時(shí)使施工效率大大提高。

圖4 翅片系統(tǒng)支架安裝

圖5 翅片系統(tǒng)施工后效果

2 超靜音空調(diào)的配套設(shè)施的減振降噪技術(shù)及實(shí)現(xiàn)

2.1 技術(shù)實(shí)施概況

空調(diào)系統(tǒng)的降噪是上海中心大廈工程中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)本工程中的超五星級(jí)酒店和精品辦公區(qū)的噪聲限值更是有嚴(yán)格的要求，由于造成空調(diào)系統(tǒng)噪聲的原因諸多，導(dǎo)致工程中噪聲源難以確定。在機(jī)電安裝工程中，一般應(yīng)針對(duì)不同噪聲源（如環(huán)境因素、空調(diào)裝置設(shè)備振動(dòng)、管道密封性能差、系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷等）所導(dǎo)致的系統(tǒng)噪聲，采取不同的優(yōu)化處理方法。

在本工程中，超靜音空調(diào)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)主要在于建設(shè)成本和工期經(jīng)常會(huì)制約施工期間對(duì)噪聲源的評(píng)估，如果僅憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的消聲，往往造成降噪達(dá)不到預(yù)期，甚至發(fā)生由于系統(tǒng)管道內(nèi)流動(dòng)阻力上升而導(dǎo)致的噪聲加重的情況。

2.2 超靜音空調(diào)的實(shí)現(xiàn)

本工程中有消聲降噪要求的各類支架和管道均參照在上海交響樂(lè)團(tuán)機(jī)電安裝施工中的成功經(jīng)驗(yàn)[1-3]，在此不作贅述。

在本工程中，低區(qū)冷卻塔增設(shè)BAC專利Barrier Wall消聲結(jié)構(gòu)（圖6），該技術(shù)根據(jù)德國(guó)聲學(xué)家施羅德的“平方余數(shù)序列擴(kuò)散體”（簡(jiǎn)稱“數(shù)論擴(kuò)散體QRD”）發(fā)明。此結(jié)構(gòu)改變了傳統(tǒng)消聲器/消音屏障必須采用消聲棉的弊端（消聲棉會(huì)對(duì)冷卻塔的進(jìn)、出風(fēng)形成一定的遮擋，從而影響冷卻塔的散熱性能）。不僅可以對(duì)低區(qū)冷卻塔外圍形成一定的遮擋，達(dá)到美觀的目的，還由于其較大的透風(fēng)率，不會(huì)影響冷卻塔的進(jìn)風(fēng)及散熱性能。一般情況可降噪6～8 dB。

為了減少本工程中的空調(diào)機(jī)組因振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，本工程在空調(diào)機(jī)組的基礎(chǔ)上還做了浮筑樓板，于空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)管支架上安裝墊木條，一方面減少熱橋，另一方面降低了風(fēng)管的振動(dòng)噪聲。本工程對(duì)空調(diào)機(jī)房的消聲能力也做了全面提高（圖7），整個(gè)空調(diào)機(jī)房頂板全部用消聲材料噴涂，墻面用消聲棉作消聲層，墻面消聲棉的覆蓋率要超過(guò)90%以上。

鑒于本工程中超五星酒店設(shè)置在大樓頂部，酒店樓頂?shù)母黝愃溥M(jìn)水可能會(huì)給住戶帶來(lái)影響，因此自主研發(fā)了一種高層建筑用帶加固框的低噪水箱，并依此技術(shù)授權(quán)了2項(xiàng)發(fā)明專利（授權(quán)號(hào)：ZL201510368077.9、ZL201510377039.X），該水箱除了具備傳統(tǒng)水箱的管道和配件外，還由于加設(shè)了消聲筒、泄水孔、加固框、吊裝孔和支架等，解決了傳統(tǒng)水箱運(yùn)行噪聲大和不便整體吊裝的問(wèn)題。此外，該裝置由于能實(shí)現(xiàn)整體工廠預(yù)制，因此可節(jié)省材料成本、縮短安裝工期、提高制作質(zhì)量等，還具備維修簡(jiǎn)便、使用安全、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。

圖6 BAC專利消聲結(jié)構(gòu)在本工程中的應(yīng)用

圖7 超靜音空調(diào)機(jī)組

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)超高層機(jī)電安裝中暖通工程的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)析，重點(diǎn)介紹了翅片散熱器及超靜音空調(diào)的實(shí)現(xiàn)，希望可供類似工程借鑒。該技術(shù)能消除施工中的各類安全隱患，提高安裝的整體質(zhì)量水平，同時(shí)縮小進(jìn)度目標(biāo)。另外，本文的介紹也能進(jìn)一步指導(dǎo)綠色施工的實(shí)施，同時(shí)能進(jìn)一步擴(kuò)大機(jī)電安裝行業(yè)中的交流[4]。

1）本文介紹了幕墻翅片散熱器的研究與應(yīng)用，為以后同類工程翅片的選擇、支架的安裝及系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供借鑒。

2）本工程中超靜音空調(diào)在狹小的機(jī)房空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，對(duì)此，各類消聲措施的把控更為嚴(yán)格，同時(shí)施工難度也更大，而利用本文敘述的相關(guān)研究，可以有效處理上述難點(diǎn)。