浅谈通风空调风管制作、安装与漏风量测试仪
2016-03-10
随着高档写字间、办公环境的不断改善，空调系统也越来越广泛地深人到日常生活中。如何使所选用的空调系统起到最佳效果，除了设计的合理性，空调通风工程的施工也是一项重要的影响因素。风管作为空调通风工程中的重要环节，其施工质量的好坏直接影响着系统的安装质量及运行效果。在众多空调通风工程中，由于风管制作安装质量存在问题而造成送风量不足、漏风量超过规范要求，致使能源浪费、热源不足和空调通风工程运行不稳定等现象，均影响空调的正常运行，所以在制作完风管需要Q90漏风量测试仪对整个系统进行测试。
本文结合某空调通风工程的具体工程实例，介绍了风管的制作、安装技术及常见的质量问题与相应的对策措施。
1.风管组装技术
某大厦是集会宾、洽谈、会议中心、展览於一身的综合性大楼，地下二层，地上五层，地下二层为变配电室、设备用房及物业管理用房。本大楼空调采用两种空调冷冻水，一种为3.3℃~14.4℃，由一套冰蓄冷装置提供，供大楼所有空调箱机组使用；另一种为7.8℃~14.4℃，由一台常规冷水机组提供，供风盘管及以后发展使用。冰蓄冷系统按部分负荷蓄冰方式设置，蓄冰主机与蓄冰槽采取串联方式，主机上游，设计工况运作策略采用主机优先模式，实际大部分时间则可采用冰优先模式。载冰量采用25%乙二醇水溶液，作为空调冷源的一次侧，通过两台板式热交换器向大楼提供3.3℃的空调冷冻水。在冷冻水系统中，设置一台420RT 常规螺杆式冷水机组，该机组除了3.3℃冷冻水系统的回水提供预冷外，还同时直接提供7.8℃风机盘管设备使用。空调变风量全空气空调系统采用低温送风方式，服务于商业区、会议中心、展览等区域。这些系统通过室风变风量末端，常年向室内送冷，可以解决商业区、会议中心、展览厅等区域的常年冷负荷。而楼梯前室及地下室设备用房，个别办公室等处空调采用风机盘管方式。本工程风管自身的组装采用复合式的连接方式，管段间的连接采用无法兰和有法兰两种连接方式。
1.1 无法兰连接
由于风管无法兰连接具有连接接头严密质量好、接头重量轻、省材料、施工工序简单、节省工时、易于实现全机械化、自动化施工、施工成本低等众多优点，因而得到广泛推广应用。目前风管无法兰连接形式有几十种，而且新的形式还在不断出现，但按其结构原理可分为承插、插条、咬合、铁皮法兰和混合式连接五种。无法兰连接主要用于边长较小的风管，有C 形插条连接和S形插条连接。松湖大厦二层以上的各层的风管规格较小，大边长度小于450mm的风管采用C 形插条连接，大边长度大于450mm而小于1000mm的风管则采用立式S 形插条连接，连接后用空心拉铆钉将插条端部与风管铆固，再在缝隙处涂以密封胶，以保证风管的严密性。提高风客无法兰连接施工质量的基本措施如下：
（1）按照规范要求，严格控制每种无法兰接头使用范围，如“S”、“C”形插条使用范围是矩形风管长边不大于630mm， 立咬口不大于100mm。立咬口90 度贴角宽度要和立咬口高度相一致，90 度应准确，接口合口连接翻边时顺序逐件敲合，并背后垫以方铁，使翻边立面平整，90 度线平直
（2）严格按风管尺寸公差要求。如对口错位明显将使插条插偏；小口陷入大口内造成无法扣紧或接头歪斜、扭曲。插条不能明显偏斜，开口缝应在中间，不管插条还是管端咬口翻边应准确、压紧，以后连接接头才会整齐、贴紧。
（3）翻边四面管端要平齐在一个面上，小管可以一次用折方机机折出，翻边在整个延长线上应等宽。这也是安装对接时风管接口平直所必须的。
（4）除铁皮法兰弹簧夹（包括铁皮法兰插条）在安装对接面加密封垫外，其它多在连接完后在接缝外涂抹密封胶，涂胶前缝口清理干净。密封胶不能用腻子、石灰膏等代替，应用风管专用胶封袋。
（5）风管安装用支吊架按规范要求设置。风管连接完后，应按规范等级要求进行，Q90风管漏风量测试仪测试。
1.2 有法兰连接
两段风管间的连接，国内习惯于采用角钢法兰，这种费工费料的做法已延用多年，该大厦空调工程风管的法兰连接借鉴国外先进技术和工艺，结合自己的实际，采用了TDF 和TDC 的连接方法。
（1）TDF 连接是风管本身两头扳边自成法兰，再通过用法兰角和法兰夹将两段风管扣接起来。
a. 风管的4 个角插入法兰角；
b. 将风管扳边自成的法兰面四周均匀地填充密封胶；
c. 法兰的组合，并从法兰的4 个角套入法兰夹；
d. 4 个法兰角上紧螺栓；
e. 用手虎钳将法兰夹连同两个法兰一齐钳紧；
f. 法兰夹距离法兰角的尺寸为1500mm的，用4 个法兰夹；法兰边长在900-1200mm的，
3 个法兰夹；法兰边长600mm的，用2 个法兰夹；法兰边长在450mm以下的，在中间使用1 个法兰夹。
（2） TDC 连接是插接式风管法兰连接。这种连接方法适用于风管大边长度在1500-2500mm之间的连接。
a. 根据风管四条边的长度，分别配制4 根法兰条；
b. 风管的四边分别插入4 个法兰条和4 个法兰角；
c. 检查和调校法兰口的平整；
d. 法兰条与风管用空心拉铆钉铆合；
e. 两段风管的组合。法兰面均匀地填充密封胶，组合两个法兰并插入法兰夹，4 个法兰角上紧螺栓，最后用于手虎钳将法兰夹连同两个法兰一起钳紧。
f .对于公共层的较大风管，当风管大边长度超过2500mm，仍采用角钢法兰连接。
2、风管漏风量的检测
为了检验无法兰连接和TDF、TDC 法兰连接新技术与新工艺的漏风状况，验证其是否达到国家标准规范（GB50243-2002）的要求，分别对C 形插条连接的风管、TDF 法兰连接的风管、TDC法兰连接的风管及C 形、S 形、TDF、TDC 混合连接的风管进行了漏风量的测试。
2.1 测试方法
将需测试的风管测试段封闭起来，使用1 台Q90型风管漏风测试仪进行测试。首先将测试的风机送风软管和风管测试段连接起来，再在风管测试段引出一条小软管与测试仪上的倾斜压力计相连接，然后启动测试仪的风机，使无级调整风机的转速由慢至快，风管测试段的压力也随之升高，当压力升高至测试所需的压力500Pa 时，使之稳定，这时测试段的漏风量等于风机的补充风量，在倾斜压力计上直接显示负压的读数。
测试段的漏风量： Q=F*a*P*p
式中 ：F — 风机送风管的截面积；
a — 流量系数，取胜0.97 ～0.98；
P — 倾斜压力计显示的负压；
p— 空气密度，取1.293。
再根据测试段风管的面积，计算出单位面积的漏风量。
2.2Q90风管漏风量测试仪实测结果
（1）C 形插条，涂密封胶的情况下，漏风量为4.5m3/(m2·h)。
（2）立式S 形插条及C 形插条联合接头，涂密封胶的情况下，漏风量为4.8m3/(m2·h)。
（3）TDF 法兰连接，咬口未涂密封胶的情况下，漏风量为1.86m3/(m2·h)。
（4）C 形插条、立式S 形插条、TDF 法兰和TDC 法兰混合连接，咬口未涂密封胶的情况下，漏风量为1.95m3/(m2·h)；咬口涂密封胶的情况下，漏风量为1.83m3/(m2·h)。
2.3 标准要求
（1）国标《通风空调工程施工及验收规范》（GB 50243-2002），低压风管允许漏风量为6 m3/(m2·h)以下。
（2）欧洲标准《欧洲空调承包协会施工标准》（DW/143），低压风管允许漏风量为5.5 m3/(m2·h)以下。
2.4 实测结果
本大厦中央空调工程属商用舒适性低压空气调节，根据测试的数据表明，在风管本身的咬合缝不涂密封胶的情况下，是完全合格的。咬合缝涂了密封胶以后，风管的漏风量更少，情况更佳。该工程通风空调的风管的工程量约5 万m2，质量要求高，主体工程进度快，按照传统的小作坊生产模式，公司全部通风工不够应付这一项工程，由于风管生产工艺实现了机械化、自动化，提高了专业生产工艺水平和技术水平，促进了产品质量和生产效率的提高，在正常情况下，风管生产线4 个工人操作，每天可以制作方形风管半成品1000 m2，显著地降低了成本，提高了经济效益。同时，风管加工生产线使用电脑放样下料，合理裁剪，板材得到充分的利用。根据测算，比传统的生产工艺可以节约6%的材料，按本工程通风空调的风管计算，可以节约镀锌板7800 m2，约40t，按7000 元/t 计，仅这项工程材料费就节约28 万元。
以流水线的形式生产的风管，质量稳定，精确美观，且统一了直管的长度规格，在施工现场组装时相同规格的互换性好，组装方便，安装快捷。以地下二层的风管安装为例，由于采用TDF、TDC 法兰连接和C 形插条、立式S 形插条的连接工艺，12000 m2的风管，过去需要20 个工人122天才能完成的，现在20 个工人只用65天的时间便完成了。
3、风管制安质量通病与防治
3.1 材料不符合质量要求
（1）现象：板材表面不平整，厚度不均匀，有明显的压痕、裂纹、砂眼、结疤和锈蚀等情况；风管平面下沉，侧面向外凸起，有明显的变形。
（2）危害性：系统运行时，风管漏风，造成不应有的空调负荷损失，并且影响风管的使用寿命；风管表面颤动，产生噪声，所以在完工之前按照GB50411标准采用Q90风管漏风量测试仪对系统进行完整的测量。
（3）原因分析：制作风管前，没有对所用材料进行质量检查；没有测量钢板厚度。
（4）防治措施：先检查材料出厂合格证书和材料质量证明，然后检查材料外观；测量钢板厚度。
3.2 风管翘角、扭曲及弯头角度不准确
（1）现象：矩形风管两相对平面不平行、两端面不平行；折角不平直；对角线不相等；咬口不严。
（2）危害性：会使风管连接受力不均匀，安装后的风管不平直，法兰盘垫片不严密，系统漏风，造成空调负荷损失，并且缩短使用寿命；影响风管、风口安装位置的准确。
（3）原因分析：板下料放样不准确；风管两两平行，相对面的板料长度和宽度不相等；风管的四角处咬口宽度不相等；咬口缝设置部位不对，手工咬口缝用力大小不一样；未采取相应的加固措施。
（4）防治措施：展开下料时，应该对板料严格角方，对每片板料的长度、宽度以及检验对角线，使它们的偏差控制在允许范围内；下料后的板料，应该将风管相对面的两片板料重合起来，检验尺寸的准确性；板料咬口预留尺寸必须正确，以保证咬口宽度一致；咬口缝设在四角部位，手工咬口合缝时，用木锤先将咬口两端中心部位打紧，再沿全长均匀打实；执行国标《通风与空调工程施工及验收规范》的有关规定，漏风测试采用Q90风管漏风量测试仪完全符合GB50411的相关规定。
本文结合某空调通风工程的具体工程实例，介绍了风管的制作、安装技术及常见的质量问题与相应的对策措施。
1.风管组装技术
某大厦是集会宾、洽谈、会议中心、展览於一身的综合性大楼，地下二层，地上五层，地下二层为变配电室、设备用房及物业管理用房。本大楼空调采用两种空调冷冻水，一种为3.3℃~14.4℃，由一套冰蓄冷装置提供，供大楼所有空调箱机组使用；另一种为7.8℃~14.4℃，由一台常规冷水机组提供，供风盘管及以后发展使用。冰蓄冷系统按部分负荷蓄冰方式设置，蓄冰主机与蓄冰槽采取串联方式，主机上游，设计工况运作策略采用主机优先模式，实际大部分时间则可采用冰优先模式。载冰量采用25%乙二醇水溶液，作为空调冷源的一次侧，通过两台板式热交换器向大楼提供3.3℃的空调冷冻水。在冷冻水系统中，设置一台420RT 常规螺杆式冷水机组，该机组除了3.3℃冷冻水系统的回水提供预冷外，还同时直接提供7.8℃风机盘管设备使用。空调变风量全空气空调系统采用低温送风方式，服务于商业区、会议中心、展览等区域。这些系统通过室风变风量末端，常年向室内送冷，可以解决商业区、会议中心、展览厅等区域的常年冷负荷。而楼梯前室及地下室设备用房，个别办公室等处空调采用风机盘管方式。本工程风管自身的组装采用复合式的连接方式，管段间的连接采用无法兰和有法兰两种连接方式。
1.1 无法兰连接
由于风管无法兰连接具有连接接头严密质量好、接头重量轻、省材料、施工工序简单、节省工时、易于实现全机械化、自动化施工、施工成本低等众多优点，因而得到广泛推广应用。目前风管无法兰连接形式有几十种，而且新的形式还在不断出现，但按其结构原理可分为承插、插条、咬合、铁皮法兰和混合式连接五种。无法兰连接主要用于边长较小的风管，有C 形插条连接和S形插条连接。松湖大厦二层以上的各层的风管规格较小，大边长度小于450mm的风管采用C 形插条连接，大边长度大于450mm而小于1000mm的风管则采用立式S 形插条连接，连接后用空心拉铆钉将插条端部与风管铆固，再在缝隙处涂以密封胶，以保证风管的严密性。提高风客无法兰连接施工质量的基本措施如下：
（1）按照规范要求，严格控制每种无法兰接头使用范围，如“S”、“C”形插条使用范围是矩形风管长边不大于630mm， 立咬口不大于100mm。立咬口90 度贴角宽度要和立咬口高度相一致，90 度应准确，接口合口连接翻边时顺序逐件敲合，并背后垫以方铁，使翻边立面平整，90 度线平直
（2）严格按风管尺寸公差要求。如对口错位明显将使插条插偏；小口陷入大口内造成无法扣紧或接头歪斜、扭曲。插条不能明显偏斜，开口缝应在中间，不管插条还是管端咬口翻边应准确、压紧，以后连接接头才会整齐、贴紧。
（3）翻边四面管端要平齐在一个面上，小管可以一次用折方机机折出，翻边在整个延长线上应等宽。这也是安装对接时风管接口平直所必须的。
（4）除铁皮法兰弹簧夹（包括铁皮法兰插条）在安装对接面加密封垫外，其它多在连接完后在接缝外涂抹密封胶，涂胶前缝口清理干净。密封胶不能用腻子、石灰膏等代替，应用风管专用胶封袋。
（5）风管安装用支吊架按规范要求设置。风管连接完后，应按规范等级要求进行，Q90风管漏风量测试仪测试。
1.2 有法兰连接
两段风管间的连接，国内习惯于采用角钢法兰，这种费工费料的做法已延用多年，该大厦空调工程风管的法兰连接借鉴国外先进技术和工艺，结合自己的实际，采用了TDF 和TDC 的连接方法。
（1）TDF 连接是风管本身两头扳边自成法兰，再通过用法兰角和法兰夹将两段风管扣接起来。
a. 风管的4 个角插入法兰角；
b. 将风管扳边自成的法兰面四周均匀地填充密封胶；
c. 法兰的组合，并从法兰的4 个角套入法兰夹；
d. 4 个法兰角上紧螺栓；
e. 用手虎钳将法兰夹连同两个法兰一齐钳紧；
f. 法兰夹距离法兰角的尺寸为1500mm的，用4 个法兰夹；法兰边长在900-1200mm的，
3 个法兰夹；法兰边长600mm的，用2 个法兰夹；法兰边长在450mm以下的，在中间使用1 个法兰夹。
（2） TDC 连接是插接式风管法兰连接。这种连接方法适用于风管大边长度在1500-2500mm之间的连接。
a. 根据风管四条边的长度，分别配制4 根法兰条；
b. 风管的四边分别插入4 个法兰条和4 个法兰角；
c. 检查和调校法兰口的平整；
d. 法兰条与风管用空心拉铆钉铆合；
e. 两段风管的组合。法兰面均匀地填充密封胶，组合两个法兰并插入法兰夹，4 个法兰角上紧螺栓，最后用于手虎钳将法兰夹连同两个法兰一起钳紧。
f .对于公共层的较大风管，当风管大边长度超过2500mm，仍采用角钢法兰连接。
2、风管漏风量的检测
为了检验无法兰连接和TDF、TDC 法兰连接新技术与新工艺的漏风状况，验证其是否达到国家标准规范（GB50243-2002）的要求，分别对C 形插条连接的风管、TDF 法兰连接的风管、TDC法兰连接的风管及C 形、S 形、TDF、TDC 混合连接的风管进行了漏风量的测试。
2.1 测试方法
将需测试的风管测试段封闭起来，使用1 台Q90型风管漏风测试仪进行测试。首先将测试的风机送风软管和风管测试段连接起来，再在风管测试段引出一条小软管与测试仪上的倾斜压力计相连接，然后启动测试仪的风机，使无级调整风机的转速由慢至快，风管测试段的压力也随之升高，当压力升高至测试所需的压力500Pa 时，使之稳定，这时测试段的漏风量等于风机的补充风量，在倾斜压力计上直接显示负压的读数。
测试段的漏风量： Q=F*a*P*p
式中 ：F — 风机送风管的截面积；
a — 流量系数，取胜0.97 ～0.98；
P — 倾斜压力计显示的负压；
p— 空气密度，取1.293。
再根据测试段风管的面积，计算出单位面积的漏风量。
2.2Q90风管漏风量测试仪实测结果
（1）C 形插条，涂密封胶的情况下，漏风量为4.5m3/(m2·h)。
（2）立式S 形插条及C 形插条联合接头，涂密封胶的情况下，漏风量为4.8m3/(m2·h)。
（3）TDF 法兰连接，咬口未涂密封胶的情况下，漏风量为1.86m3/(m2·h)。
（4）C 形插条、立式S 形插条、TDF 法兰和TDC 法兰混合连接，咬口未涂密封胶的情况下，漏风量为1.95m3/(m2·h)；咬口涂密封胶的情况下，漏风量为1.83m3/(m2·h)。
2.3 标准要求
（1）国标《通风空调工程施工及验收规范》（GB 50243-2002），低压风管允许漏风量为6 m3/(m2·h)以下。
（2）欧洲标准《欧洲空调承包协会施工标准》（DW/143），低压风管允许漏风量为5.5 m3/(m2·h)以下。
2.4 实测结果
本大厦中央空调工程属商用舒适性低压空气调节，根据测试的数据表明，在风管本身的咬合缝不涂密封胶的情况下，是完全合格的。咬合缝涂了密封胶以后，风管的漏风量更少，情况更佳。该工程通风空调的风管的工程量约5 万m2，质量要求高，主体工程进度快，按照传统的小作坊生产模式，公司全部通风工不够应付这一项工程，由于风管生产工艺实现了机械化、自动化，提高了专业生产工艺水平和技术水平，促进了产品质量和生产效率的提高，在正常情况下，风管生产线4 个工人操作，每天可以制作方形风管半成品1000 m2，显著地降低了成本，提高了经济效益。同时，风管加工生产线使用电脑放样下料，合理裁剪，板材得到充分的利用。根据测算，比传统的生产工艺可以节约6%的材料，按本工程通风空调的风管计算，可以节约镀锌板7800 m2，约40t，按7000 元/t 计，仅这项工程材料费就节约28 万元。
以流水线的形式生产的风管，质量稳定，精确美观，且统一了直管的长度规格，在施工现场组装时相同规格的互换性好，组装方便，安装快捷。以地下二层的风管安装为例，由于采用TDF、TDC 法兰连接和C 形插条、立式S 形插条的连接工艺，12000 m2的风管，过去需要20 个工人122天才能完成的，现在20 个工人只用65天的时间便完成了。
3、风管制安质量通病与防治
3.1 材料不符合质量要求
（1）现象：板材表面不平整，厚度不均匀，有明显的压痕、裂纹、砂眼、结疤和锈蚀等情况；风管平面下沉，侧面向外凸起，有明显的变形。
（2）危害性：系统运行时，风管漏风，造成不应有的空调负荷损失，并且影响风管的使用寿命；风管表面颤动，产生噪声，所以在完工之前按照GB50411标准采用Q90风管漏风量测试仪对系统进行完整的测量。
（3）原因分析：制作风管前，没有对所用材料进行质量检查；没有测量钢板厚度。
（4）防治措施：先检查材料出厂合格证书和材料质量证明，然后检查材料外观；测量钢板厚度。
3.2 风管翘角、扭曲及弯头角度不准确
（1）现象：矩形风管两相对平面不平行、两端面不平行；折角不平直；对角线不相等；咬口不严。
（2）危害性：会使风管连接受力不均匀，安装后的风管不平直，法兰盘垫片不严密，系统漏风，造成空调负荷损失，并且缩短使用寿命；影响风管、风口安装位置的准确。
（3）原因分析：板下料放样不准确；风管两两平行，相对面的板料长度和宽度不相等；风管的四角处咬口宽度不相等；咬口缝设置部位不对，手工咬口缝用力大小不一样；未采取相应的加固措施。
（4）防治措施：展开下料时，应该对板料严格角方，对每片板料的长度、宽度以及检验对角线，使它们的偏差控制在允许范围内；下料后的板料，应该将风管相对面的两片板料重合起来，检验尺寸的准确性；板料咬口预留尺寸必须正确，以保证咬口宽度一致；咬口缝设在四角部位，手工咬口合缝时，用木锤先将咬口两端中心部位打紧，再沿全长均匀打实；执行国标《通风与空调工程施工及验收规范》的有关规定，漏风测试采用Q90风管漏风量测试仪完全符合GB50411的相关规定。
