航天中心实验办公楼洁净空调系统的优化设计与质量控制

发表时间:2016/1/26   来源:《工程建设标准化》2015年11月供稿   作者:张文明
[导读] 中铁十六局集团第四工程有限公司,北京,怀柔 利用污染物分子的吸收模型来估计表面浓度的研究等等。我国仍然需要继续在洁净空调系统的设计方面继续努力。

张文明
  (中铁十六局集团第四工程有限公司,北京,怀柔,101400)
  【摘  要】作为工艺性洁净空调,航天中心实验办公楼的屏障环境的洁净空调系统有其自身特点。在本文中主要介绍了关于航天中心实验办公楼洁净空调系统的优化设计。
  【关键词】航天中心;实验办公楼;洁净空调系统;优化设计;研究
  本论文实际施工项目是由中铁十六局四公司施工的超大型航天器总装测试试验中心AIT厂房机电安装工程,施工项目在天津市滨海高新区,总建筑面积为:67035㎡。
  通过对航天中心实验办公楼施工图纸对室内设计参数的介绍,分析了其负荷特点以及风量计算的要求, 着重阐述在洁净空调系统优化设计和工程实际施工的过程中发现的问题以及对质量的控制。
  一、洁净空调系统风量的优化设计
  一般情况下,对于洁净空调而言,不仅温度与湿度要求具有足够的通风量,而且其洁净度对于通风量的要求更加高,洁净空调的空气处理系统主要是二次回风系统,能够进入空调装置进行湿处理与热处理的只有极小部分的回风以及新风,然后再和循环风进行混合,过滤,最终进入空气输配系统。
  本项目工程,在洁净式空调的风量设计中存在着一些问题:设计单位对于所需风量的统计都是以洁净室不同级别的送风量的要求作为依据的,根据这个要求来选择空调机组,所计算出来的结果是作为一个参考。通常,根据风量来选择的机组,其冷、热盘管在正常运作的情况下实际的供冷和供热量比需要量要多;其次,在送风状态的参数方面,通常设计单位会认为通过水温和水量以及一两次回风量的调节就可以满足,由此设计单位认为所选择的空调机组是符合要求的,而且其在各个功能段断面储存不存在差异。然而空调机组的实际运行情况是除了二次回风及风机段以及中效过滤及出风段之外,其他的功能段处理的风量仅仅占有总风量三分之一到二分之一。故在施工过程中,进过我方与业主、设计的沟通,最终洁净空调的新风机组集中处理设备的断面尺寸调整到原来的75%,如此一来,即降低了设备采购费用,同时可以让冷热交换设备达到比较高的经济流速效率。
  二、洁净空调系统运行时耗能的优化设计
  本工程高级别的洁净室内,其设计工艺主要包括了超大规模的集成电路以及薄膜晶体管液晶显示器等,主要的特点体现在:具有比较大的投资规模,生产的产品以及工艺更新速度快。介于这些洁净室的生产环境,空调净化设备需要比较大的通风换气量,因此对于温度的控制、湿度的控制、压差的控制、能耗的控制具有更为严格的要求,由于空调净化设备正常运行的时候需要消耗大量的能量,约占建筑总能耗的40%,但是实际运行中,其空气输送动力占有空调净化系统总耗电量的绝大比例,所以在设计工艺选择的时候要考虑降低能量消耗,通常情况下,这种洁净室空调系统的室内负荷主要包括了生产设备负荷、风机转化热能的负荷、照明系统负荷、建筑负荷以及人员负荷等等,由于室内人员比较少而且没有其他湿源,所以室内的全面负荷通常不会发生极大的变化,并且需要长年进行排热,所以可以通过建筑负荷、人员负荷设置运行耗能档位,根据不同的建筑负荷、人员负荷来选择耗能档位,以减少洁净空调系统运行时能量消耗,以提高空气输送动力。
  三、洁净空调系统的施工质量控制
  本项目的洁净空调系统在项目建设中必然与其他机电安装有所区别。建设的重点必须围绕系统的安全性、稳定性、实验操作性等特点,在建设中必须控制材料设备的选材、建设过程中的质量控制、建设完成后的质量检测三个步骤进行全面控制,同时还需要考虑实际安装中的难点制定严格的中间过程施工方案、进行验证后实施。
  3.1 空调设备安装技术措施及质量控制
  洁净空调系统中的通风空调设备除必须按照国家施工验收规范中设备安装部分的要求外,还必须做到:空调机组、风机在安装前需检查验收合格进行清洁处理,要求达到无油污、无浮尘,并对所有孔、口进行封闭。设备与系统风管相接,应预先做好尺寸准确的配管,并按照净化风管的制作方法做好封口,运至现场。安装时开封敞口时间不得太长,以确保灰尘、污物不得侵入风管及空调设备内,与设备相接的软管其制作与安装要求应遵守图纸设计及国家验收规范,其洁净处理参照风管处理方法。
  3.2 高效过滤器安装技术措施及质量控制
  设备安装后必须进行严格的在位检测。设备未安装高效过滤器前与管道一起进行漏风量检测,检测的目的是确认设备的安装接管是否满足标准漏风量的要求。检查高效过滤器有无损坏。对过滤器的边框、封头胶和表面进行检查;按照说明进行过滤器安装及安全更换袋安装并上盖密封。系统综合效果的检查与测定:整理调试资料,提出发现问题,建议解决方法,最后编制和提交调试报告。
  3.3 洁净空调系统风管技术措施及质量控制
  洁净空调系统风管的严密性、抗腐蚀性要求是区别与一般空调系统的两项重要指标。适用范围:本规程适用于有净化要求的通风与空调工程中,使用的净化金属风管的加工、制作与安装。设备及工量具:交流电焊机、台式钻床、剪板机、折方机、咬口机、卷圆机、砂轮切割机、电锤、手枪钻、扳手、手拉葫芦、铁锤、方木、角尺、量角器、圆规、卷尺、螺丝刀、手剪、板牙等。准备所需工具,将其去油污灰尘并清洗干净;清洁作业场所,保证制作场所清洁无灰尘,并用厚10mm的橡胶板铺满地面,然后用清水洗净;检查所需材料的合格证、质量保证书是否齐全,产品质量是否符合要求。金属风管加工制作的工艺流程如下:

  3.4 净化风管的制作清洗
  风管的下料、咬口、折弯、铆接等工作的70%采用机械化作业;对成型的风管的咬口缝、铆钉缝,翻边法兰四角处都要用硅胶进行密封,在密封前要清洗,密封后要经检验员检查;风管的清洗是一项非常重要的工序,清洗质量的优劣直接影响洁净效果,影响高效过滤器的使用寿命。
  3.5 风管的安装及中间检验
  风管的支吊架安装前必须经防腐处理;安装过程中不能把己清洗好的风管弄脏, 塑料薄膜封口一旦被损坏,就必须重新擦洗;安装完毕的风管要进行漏光检验,只有确认风管不漏的状况下,才可进行保温;施工过程中有专职的检查员进行检验,严格按照施工规范要求和设计要求施工。
  3.6 保证优质工程的技术措施
  坚持按图施工,按设计要求施工。严格执行施工规范和操作规程,严格按照国家颁发的施工验收规范质量检验评定标准统一施工,发现问题,采取有效措施,立即补救,不拖拉,不遗留。上一工序不合格,绝不转入下一工序。例如,冷冻水管道的支吊架与钢管间采用木托绝热,木托中间空隙必须填实,不留空隙。木托加工完后必须进行防腐处理。如附图1所示,洁净空调水主干管的管径较大,其支架按照附图2安装。

  附图2支架安装示意图
  四、结束语
  综上所述,在我国,由于受到工业水平以及科技发展水平的影响,加上研发能力以及经费的限制,虽然在洁净室方面的技术获取了极大的进步,但是整体而言,与国外同等技术的水平相比较,我国依然存在着极大的差距。洁净室空调设计所采用的主要材料与国外的相比,存在极大的差距,包括了品种、性能方面以及质量方面,例如,在本项目中安装的风机过滤器机组、ULPA过滤器以及其他一些特殊的建筑构件等等。检测仪表与技术水平比较落后。例如,目前还没有针对表面的污染进行监测的设备,国产的粒子计数器在性能方面存在着一定的缺陷等等。在关于洁净室的空调系统方面的研究,在我国依然处于比较落后的水平,目前,在国外在这方面的研究已经远远超前,例如,对洁净室的VOC以及静电污染的研究,利用污染物分子的吸收模型来估计表面浓度的研究等等。我国仍然需要继续在洁净空调系统的设计方面继续努力。
  参考文献:
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  [3]满孝新,高甫生.  高大洁净厂房分层空调气流模拟与浓度场分析[J]. 暖通空调. 2004(08)
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