暖通空调系统中管道连接技术和实施方案分析

鲍吕吕

摘 要：随着建筑物高度的不断增加，暖通空调管道的安装施工也要求与时俱进，许多住在高层的住户对设置于本楼地下室的供水、供暖、空调等设备的噪音污染，可谓深受困扰。如何防止管道因形变发生爆裂和降低机房噪音震动，成为行业必须解决的重大难题。沟槽式管道连接具有安装方便，施工效率高，能有效减少震动和防止管道形变的优点，在我国的金茂大厦、国家奥体中心-鸟巢、央视新办公大楼等建筑物的暖通空调系统中，都使用了沟槽式管道连接技术，顺利的解决了管道爆裂与噪音震动问题。本文就沟槽式管道连接技术的实施进行了探讨，分析了沟槽式管道连接技术的优点，希望能对业内人士提供借鉴。

关键词：暖通空调系统 沟槽式连接技术 实施方案

中图分类号：TU831.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0079-02

暖通空调系统是指室内、车间内负责通风、采暖和空气调节的系统或设备。上世纪八十年代以来，随着建筑行业的发展和科技的不断进步，暖通空调的施工安装技术也取得了巨大的进展；但如何防止管道因热膨胀、环状管网应力、风力摇摆、焊缝腐蚀、建筑物沉降等原因而发生破裂和降低换热机房的震动与噪音是业内人士长期思考的问题。

1 暖通空调水系统存在的问题

水系统的施工安装一直是暖通空调的薄弱环节，该系统施工复杂，劳动强度大，且输送效率和能耗不成比例，存在一定的安全隐患，如管道的连接、隔噪、减震、位移和补偿等。

1.1 焊接的问题

传统的钢管连接，通常采用焊接的形式，但在实际使用中，却存在以下问题：

（1）技术要求高，合格率、优质率难以掌握，焊接质量与电焊工的工作能力、现场施工环境等有很大关系。（2）劳动强度大，工作人员需要在恶劣的工作环境中工作，与现代机械化的要求越来越难以适应。（3）需要专业的焊接设备，如焊机、焊枪、电缆等，安全隐患较大。（4）容易在管道内残留大量焊渣，从而堵塞、损坏冷水机组和控制阀门。（5）在施工中使用明火时容易引起火灾。据相关统计，建筑施工中发生的火灾，80%以上是由焊接施工引起的。

1.2 法兰连接的问题

（1）法兰重量比较大，且需要附装螺栓螺母，安装比较复杂。（2）法兰需要较高的扭矩和密封要求，否则容易泄漏。（3）法兰定位要求高，一旦发生错位或因热胀冷缩而受到挤压，就难以安装。（4）安装法兰需要消耗较多的人工费用。（5）法兰橡胶材质的密封垫时间久了，容易老化、出现裂缝，产生渗漏。

1.3 橡胶减震的问题

（1）橡胶材质的阀体需要在承受管道压力的同时起到减震功能，使用时间较长后容易老化、出现裂缝，从而产生工程质量风险。当前，很多大型项目已经不再选择橡胶阀体材质的避震喉。（2）橡胶阀体容易受管道应力的影响发生变形，从而难以起到避震效果。

2 沟槽管道连接系统

2.1 沟槽接头的组成与分类

沟槽接头主要由四个部分组成。即：沟槽、结构外壳、弹性密封垫圈、螺栓与螺母。（见图1）

沟槽接头可分为刚性接头与挠性接头。

刚性接头主要用于管道连接，和焊接效果相同，管道无法收缩和移动；挠性接头主要用于管道的连接和收缩，可应用与解决热膨胀、热位移、收缩、震动等场合。

2.2 沟槽式管道连接系统的特点

（1）安装速度快，能保证工期。即使是普通工人，在经过简单的培训后即可独立操作，这是因为大量的精细技术已经被生产融入到了成品中，简化了安装步骤和操作难度。（2）各个管段独立，维护方便。沟槽管件的连接仅会在被连接管道外挤压出一个沟槽，不会破坏管道内壁。同时，沟槽管件连接所需的操作空间较小，当需要维修或更换时，只要松开两片卡箍即可进行任意的转动和修改任意一段线路，更不会破坏墙体，节约了维护时间和费用。（3）不使用明火，施工安全。沟槽管件连接技术仅需要滚槽机、切割机等，施工组织方便，不需要电源、电缆和乙炔气瓶等。（4）不产生焊接残差，系统清洁。沟槽管道连接技术不使用焊接、气割，自然不会有残渣落入管道内部，导致设备堵塞，更不会污染水质。（5）占空间小，增加建筑使用面积。

须注意的是，沟槽式管道系统要配置沟槽式阀门，如沟槽止回阀、沟槽高性能偏心蝶阀等，以方便安装，充分发挥沟槽连接系统的优势。

3 沟槽管道连接系统在暖通空调中的应用

3.1 应用位置及作用

（1）沟槽式接头代替传统焊接，能够有效节约安装时间，如直接采用镀锌钢管可避免二次镀锌，从而减少明火使用，降低安全隐患。（2）以挠性接头代替补偿器，可有效防止水泵和其他机房震动对管道造成的损坏。（3）挠性接头还可解决因热膨胀产生的管道移动和断裂问题。（4）挠性接头自身还可以有膨胀空隙，实现管道收缩的功能，也可弯曲成一定角度，利用角度实现大位移膨胀量。（5）膨胀接头能有效解决高层建筑沉降缝管道的三维伸缩问题。

3.2 机房避震方案及实施

（1）方案内容包括以下几点。

进水泵避震方案：卧式单吸泵避震方案、卧式双吸泵避震方案、立式泵避震方案、冷却塔避震方案、冷水机组避震方案、锅炉避震方案、换热器避震方案、水平管避震膨胀方案、高层立管避震膨胀方案。

（2）方案实施如下。

①所有机组出口管道都保证有三组AS77膨胀V接，其他位置可使用刚性接头。②尽可能使用沟槽性阀门，采用膨胀V接连接，以节约成本，提高性能。③水泵入口处使用沟槽型扩散过滤器，以保证水泵入口处的水流为层流，最大限度的减少水泵震动，增加水泵使用寿命。④高层立管和水平管的避震采用膨胀V接，也可采用挠性接头进行管道连接，以实现膨胀性能，还可使用组合式膨胀V接。

3.3 水泵避震方案（如图2～4）

方案优点。

（1）占地空间小。（2）无需增加使用寿命短的避震喉。（3）极大地提高了震动衰减率，避震效果良好。（4）采用镀锌钢管，防腐性好，且可保持机房美观。（5）安装成本较低，施工工期短。

3.4 抗震解决方案

（1）根据工程区域、建筑防震等级和地质条件，在管道穿过高层结构沉降缝、伸缩缝和抗震缝敷设时，要在缝两侧墙体上安置带连接口的支架固定管道，并采用铰链式膨胀环等柔性膨胀设备跨越结构缝与两侧管道相连接。（2）可使用铰接式膨胀环（通常由多个挠性接头组成），利用其可收缩及旋转功能实现三向膨胀的目的。

4 结语

总之，随着暖通空调系统的发展和建筑行业的不断进步，沟槽式管道连接技术也必将不断完善，虽然沟槽管道连接技术操作简单，但我们在操作时更不能掉以轻心，要树立高度的工作责任心，将每一步工作，每一个环节都落实到位，保证施工质量。

参考文献

[1]吴继锋.论暖通空调工程中通风管道应用[J].四川建材，2008（6）.

[2]罗高山.通风管道在暖通空调工程中的应用探讨[J].四川建材，2008（1）.

[3]隆志平.不同通风管道及其材质在暖通空调工程中的应用分析[J].中华建设，2008（11）.

[4]杜志敏，晋欣桥，杨学宾，等.基于神经网络的空调箱故障诊断（英文）[J].Journal of Southeast University（English Edition）.2010（2）.