在公共建筑特別是商業(yè)地產(chǎn)項(xiàng)目中,空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用,風(fēng)管的用量不斷增長(zhǎng)。作為冷熱空氣的輸送系統(tǒng),風(fēng)管應(yīng)具備如下特點(diǎn):氣流阻力?。幻芊庑阅芎?;保溫性能好;防火性能好;衛(wèi)生條件好;強(qiáng)度高,不易損壞;重量輕,安裝方便;使用壽命長(zhǎng);造價(jià)低等。樹(shù)上鳥(niǎo)教育暖通設(shè)計(jì)在線教學(xué)老師。
目前,工程上常用的風(fēng)管主要有三大類(lèi):一是金屬材料風(fēng)管,主要是鍍鋅鋼板;二是無(wú)機(jī)玻璃鋼復(fù)合風(fēng)管;三是近年來(lái)出現(xiàn)的輕質(zhì)復(fù)合風(fēng)管,材質(zhì)主要有玻璃纖維板、聚氨酯泡沫板、聚苯乙烯泡沫板和酚醛泡沫板等。
據(jù)了解,國(guó)內(nèi)某知名商業(yè)地產(chǎn)集團(tuán)經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選擇了復(fù)合酚醛保溫板制作的風(fēng)管用于該集團(tuán)開(kāi)發(fā)的商業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)的空調(diào)、通風(fēng)、防排煙系統(tǒng)上。下面簡(jiǎn)要分析一下各種類(lèi)型風(fēng)管的特點(diǎn),以及復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管與其他風(fēng)管相比的優(yōu)勢(shì)。
各種常見(jiàn)類(lèi)型風(fēng)管的特點(diǎn)
(1)鍍鋅鋼板外保溫風(fēng)管
根據(jù)風(fēng)壓和管道截面大小選擇 0.5~1.5mm 厚的雙面鍍鋅鋼板通過(guò)機(jī)械咬口連接或鉚接制作風(fēng)管,外保溫層通常采用厚度 20~40mm 的超細(xì)玻璃棉或橡塑海綿。鍍鋅鋼板風(fēng)管具有內(nèi)壁光滑,阻力小,強(qiáng)度高且不燃燒等優(yōu)點(diǎn)。但經(jīng)過(guò)多年的使用,發(fā)現(xiàn)它也存在很多缺點(diǎn),主要表現(xiàn)在:
1)保溫性能差,鋼板的導(dǎo)熱系數(shù) λ=30W/ (m·K),加上外保溫層后其綜合傳熱系數(shù)也較大[K≈1.0W/(m2·K) ];
2)密封性能差,由于通過(guò)機(jī)械方式連接,所以縫隙多,漏風(fēng)量較大;
3)衛(wèi)生條件差,夏季輸送冷風(fēng)時(shí),會(huì)在縫隙處產(chǎn)生冷凝水,易生銹且會(huì)滋生霉菌;
4)制作程序復(fù)雜,安裝周期長(zhǎng)。鑒于上述缺點(diǎn),所以近年來(lái)鍍鋅鋼板風(fēng)管逐漸被復(fù)合材料風(fēng)管取代,用量減少。
(2)無(wú)機(jī)玻璃鋼復(fù)合風(fēng)管
玻璃鋼也叫玻璃纖維增強(qiáng)材料,是以玻璃纖維為增強(qiáng)材料,將合成樹(shù)酯與固化劑按一定比例混合后粘接起來(lái)的一種有機(jī)復(fù)合材料,如果加上氧化鎂粉末和氯化鎂溶液與無(wú)堿或中堿玻璃纖維布按一定比例混合,可以制成無(wú)機(jī)玻璃鋼材料。
將無(wú)機(jī)玻璃鋼材料與保溫材料結(jié)合在一起便制成了無(wú)機(jī)玻璃鋼復(fù)合風(fēng)管,保溫材料通常為膨脹珍珠巖和離心玻璃棉等,通常玻璃鋼板材厚度為 3~6mm,保溫層的厚度為 15~25mm。
它的物理特性是:密度 ρ=/m3,導(dǎo)熱系數(shù) λ=0.5 W/(m·K)。無(wú)機(jī)玻璃鋼復(fù)合風(fēng)管雖然具有耐腐蝕、保溫和不燃(A 級(jí))的特點(diǎn),但由于存在內(nèi)表面粗糙、重量大、材料易老化脫落等缺點(diǎn),所以也限制了它的廣泛使用。
(3)玻璃纖維復(fù)合風(fēng)管
玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料,主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化硼等。它以廢舊玻璃為原料,經(jīng)高溫融制、拉絲、絡(luò)紗等工藝制成。玻纖復(fù)合風(fēng)管采用離心玻璃棉板材,密度 ρ=65~80 kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù) λ=0.03W/(m·K),外壁貼鋁箔玻璃絲布,內(nèi)壁貼無(wú)堿或中堿的阻燃玻璃絲布,并用防火膠粘合,板材厚度通常為 20~30mm,耐火等級(jí)為不燃 A 級(jí)。
玻纖復(fù)合風(fēng)管的優(yōu)點(diǎn)是:保溫性能好;吸聲性能好,消聲量可達(dá)2dB/m;材質(zhì)較輕,安裝方便。缺點(diǎn)是:強(qiáng)度差,易破損;易吸濕受潮;內(nèi)表面較粗糙;內(nèi)表面黏合劑可能會(huì)含有甲醛等有害成分;內(nèi)壁玻璃纖維有時(shí)會(huì)發(fā)生脫落現(xiàn)象,影響送風(fēng)質(zhì)量。所以玻纖復(fù)合風(fēng)管不能用在潔凈空調(diào)、防排煙系統(tǒng)和潮濕環(huán)境。
(4)聚苯乙烯復(fù)合風(fēng)管
聚苯乙烯是苯乙烯的聚合物,是一種熱塑性樹(shù)脂。由聚苯乙烯樹(shù)脂和其他添加劑擠壓發(fā)泡成硬質(zhì)聚苯乙烯泡沫板,泡沫為閉孔,排列緊密,無(wú)間隙。所以它具有保溫、防潮和抗壓等特性。物理參數(shù)是:密度 ρ=70 kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù) λ=0.028W/(m·K)防排煙風(fēng)管保溫玻璃棉板,難燃 B1 級(jí)。
制作風(fēng)管時(shí)采用雙面復(fù)合鋁箔的聚苯乙烯泡沫板經(jīng)板材粘接、膠帶密封而成。具有保溫性能好、吸聲性能好、材質(zhì)較輕、安裝方便等優(yōu)點(diǎn),適用于中低壓空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)。但也存在強(qiáng)度低、易破損等缺點(diǎn)。
(5)聚氨酯復(fù)合風(fēng)管
聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料是用聚醚或聚酯與多異氰酸酯為主要原料,再加發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑和阻燃劑等,經(jīng)混合、攪拌而形成的發(fā)泡材料。密度 ρ=50kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù) λ=0.025W/(m·K),難燃 B1 級(jí)。在聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料板(板材厚度 25mm)的兩面粘貼鋁箔,即形成聚氨酯復(fù)合夾芯板,制作風(fēng)管時(shí)采用拼接法,在板材拼接處涂膠黏劑粘合。
聚氨酯復(fù)合風(fēng)管具有保溫、質(zhì)輕、隔音、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是強(qiáng)度低、易破損。
復(fù)合酚醛風(fēng)管的特點(diǎn)
(1)酚醛樹(shù)脂
酚醛樹(shù)脂是由酚類(lèi)和醛類(lèi)材料在酸或堿催化劑存在下經(jīng)縮聚反應(yīng)而成的。常用的酚類(lèi)材料有苯酚、甲苯、二甲苯;醛類(lèi)有甲醛、糠醛等。酚醛樹(shù)脂性脆、剛性好、耐熱、耐酸堿、穩(wěn)定性好。
(2)酚醛泡沫塑料
用于生產(chǎn)酚醛泡沫塑料的樹(shù)脂分熱塑性和熱固性?xún)煞N,常用的是熱固性樹(shù)脂,與發(fā)泡劑和固化劑混合制成。酚醛泡沫塑料的密度 ρ=45~70 kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù) λ=0.022W/(m·K),小于聚苯乙烯和聚氨酯材料。它的使用溫度可達(dá) 140℃,高于聚苯乙烯和聚氨酯的 80℃,使用范圍廣。酚醛泡沫塑料具有優(yōu)良的阻燃性能,氧指數(shù)一般不低于 36,通過(guò)調(diào)整配方及工藝可達(dá)到50,是不燃燒的泡沫塑料,屬不燃 A 級(jí)。
(3)復(fù)合酚醛風(fēng)管
1)風(fēng)管的制作
在酚醛泡沫塑料的兩面粘貼鋁箔制成復(fù)合夾芯板,板材厚度一般有 20mm 和 25mm 兩種規(guī)格。將這種復(fù)合夾芯板通過(guò)粘接便制成各種形狀和用途的復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管,既可以在工廠制作,也可以在施工現(xiàn)場(chǎng)制作。
具體做法是:在板材拼接處涂膠黏劑粘合,或在黏接縫處兩側(cè)貼鋁箔膠帶,使風(fēng)管的剛度和氣密性加強(qiáng),適用于風(fēng)壓小于 的空調(diào)系統(tǒng)及潮濕環(huán)境。加工制作的主要步驟是:測(cè)量、下料、涂膠、壓合、粘貼膠帶、安裝法蘭、內(nèi)部密封等。
主要配件有 PVC 法蘭、法蘭專(zhuān)用插條、鋅鐵補(bǔ)償角、鋁制 F 形法蘭、鋁制 U 形法蘭、鋁制保護(hù)碟、支撐桿漲塞、酚醛專(zhuān)用膠等,還有專(zhuān)用刀具。復(fù)合酚醛風(fēng)管結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。
2)復(fù)合酚醛風(fēng)管的特點(diǎn)
①防火性能好,氧指數(shù)高,達(dá)到不燃 A 級(jí);
②保溫性能好,板材導(dǎo)熱系數(shù)很?。?/p>
③防水性能好,不吸濕,可用于潮濕環(huán)境;
④無(wú)粉塵和纖維,不發(fā)霉,不生銹,無(wú)異味;
⑤化學(xué)穩(wěn)定性好,使用壽命長(zhǎng),可達(dá) 20a;
⑥吸聲系數(shù)大,隔聲降噪性能好;
⑦密封性能好,漏風(fēng)量?。?/p>
⑧內(nèi)壁光滑,風(fēng)阻?。?/p>
⑨質(zhì)量輕,安裝方便。
復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管與傳統(tǒng)風(fēng)管的比較
(1)技術(shù)比較
與傳統(tǒng)采用鍍鋅鋼板或玻璃鋼制作的風(fēng)管相比,復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管具有以下優(yōu)勢(shì):
1)絕熱性好,散熱損失小
復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.022w/ (m·K),比鍍鋅鋼板風(fēng)管和玻璃鋼風(fēng)管的導(dǎo)熱系數(shù)小得多。在輸送同樣熱(冷)量時(shí),鍍鋅鋼板風(fēng)管的散熱損失為 15%,玻璃鋼風(fēng)管的散熱損失為 8%,酚醛泡沫保溫材料風(fēng)管的散熱損失低于 2%。
2)消聲性好
復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管壁的夾層為相互貫通的多孔酚醛泡沫材料板,具有良好的消聲性能。所以該風(fēng)管本身就是一個(gè)很好的管式消聲器,消聲量為 0.5~2dB/m,可以少設(shè)置甚至不設(shè)置消聲器。
3)質(zhì)量輕,安裝方便
復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管的質(zhì)量輕防排煙風(fēng)管保溫玻璃棉板,大約為 1.4 kg/m2,而鍍鋅鋼板風(fēng)管(0.8mm 厚)和玻璃鋼風(fēng)管(3 mm 厚)的質(zhì)量分別為7.08kg/m2 和 15~20kg/m2。這樣一方面可以大大減輕建筑的負(fù)荷,同時(shí)安裝時(shí)所用的支架少,強(qiáng)度低,節(jié)省安裝和運(yùn)輸成本。
4)占用空間少
復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管不需要預(yù)留施工空間,因此與傳統(tǒng)風(fēng)管相比,采用酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管可節(jié)省 5~8cm 的吊頂空間,這可以使得土建的造價(jià)相應(yīng)減少。
5)經(jīng)久耐用,使用壽命長(zhǎng)
鍍鋅鋼板在潮濕環(huán)境中易生銹,玻璃鋼則易老化,因此傳統(tǒng)風(fēng)管的使用壽命都不長(zhǎng),大約為 5~10a。而復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管的使用壽命至少 20a 以上,是傳統(tǒng)風(fēng)管的 2~3 倍。另外,該型風(fēng)管的再利用率可達(dá) 60%~80%,而傳統(tǒng)風(fēng)管幾乎不能重復(fù)利用。
6)施工周期短
復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管質(zhì)量很輕,風(fēng)管吊裝時(shí),只需少量簡(jiǎn)單的吊架,幾乎不用機(jī)械,安裝方便快捷。可大大縮短施工周期。據(jù)測(cè)算,該型風(fēng)管安裝時(shí)每個(gè)工人一天可以安裝 20~30m2,而傳統(tǒng)風(fēng)管只有 4~5m2(天 / ·人),工效提高了 4~5 倍。
7)美觀,適合明裝
復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管外表可制成各種顏色,美觀,適合于明裝。傳統(tǒng)風(fēng)管的表面需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鋁箔包裹的工作,因此明裝效果不好。
8)適用范圍廣
復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管可廣泛適用于工業(yè)與民用建筑的空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)中,更由于其具有不燃 A 級(jí)特性,所以也同樣應(yīng)用在防排煙系統(tǒng)中。
(2)經(jīng)濟(jì)比較
與傳統(tǒng)的鍍鋅鋼板外保溫風(fēng)管相比,復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管在經(jīng)濟(jì)上也具有一定的優(yōu)勢(shì):
以筆者參與設(shè)計(jì)的 1 個(gè)辦公建筑空調(diào)工程為例,分析一下采用鍍鋅鋼板外保溫風(fēng)管和采用復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管的造價(jià)差別。該建筑位于北京市,總建筑面積約為 3.7×104m2,地上 6層,功能為辦公??照{(diào)面積約為 2.8×104m2,空調(diào)形式為 1、2 層采用 1 次回風(fēng)全空氣系統(tǒng), 3~6 層為風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。經(jīng)計(jì)算,空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管的展開(kāi)面積約為 3 500m2。
以 2014 年春季北京市采用的通風(fēng)、空調(diào)工程概算定額和市場(chǎng)價(jià)格為依據(jù),分別計(jì)算兩種風(fēng)管的造價(jià)。其中,鋼板風(fēng)管造價(jià)的計(jì)算內(nèi)容有:人工費(fèi)、材料費(fèi)、機(jī)械使用費(fèi)。工程量包括鍍鋅鋼板風(fēng)管 (δ=0.8mm) 制作,風(fēng)管外保溫(玻璃棉板δ=30mm)制作和外保護(hù)層(玻璃絲布)制作。復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管造價(jià)的計(jì)算內(nèi)容與鋼板風(fēng)管相同,板材按 25mm 厚雙面復(fù)合鋁箔酚醛板,其他工程量少于鋼板風(fēng)管。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 2(單價(jià)) 。
可見(jiàn),復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管的每平方米造價(jià)比鍍鋅鋼板外保溫風(fēng)管少 20%左右。在上述工程中若采用前者比后者可節(jié)省造價(jià)約 15 萬(wàn)元。雖然空調(diào)風(fēng)管減少的成本在整個(gè)工程中所占的份額不算大,但結(jié)合前面提到的酚醛風(fēng)管在技術(shù)上和安裝上的優(yōu)勢(shì)綜合考慮,使用酚醛風(fēng)管還是比鋼板風(fēng)管的可行性好。
使用中的注意事項(xiàng)
1)酚醛泡沫板材是一種比較精細(xì)的建筑材料,需要施工單位采取細(xì)致的措施。在運(yùn)輸過(guò)程中,應(yīng)避免碰撞、擠壓以及野蠻裝卸,也不能在施工現(xiàn)場(chǎng)散亂堆放。
2)酚醛泡沫材料制品進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后,不應(yīng)在露天存放,嚴(yán)防雨水淋濕,避免材料吸水降低保溫效果。
3) 復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管在施工時(shí)若出現(xiàn)接縫或邊緣破損,必須嚴(yán)格用膠泥勾縫和填充,然后用鋁箔膠帶壓實(shí)密封,做好防潮層,以防止水的進(jìn)入。
4)當(dāng)風(fēng)管的截面寬邊長(zhǎng)大于 0.4m 時(shí),吊架間距為 3m;風(fēng)管的截面寬邊長(zhǎng)大于 0.8m 時(shí),吊架間距為 1.5~2m。各種支架與風(fēng)管接觸的表面一定要墊有彈性材料,以減少振動(dòng)和噪音,并保護(hù)風(fēng)管表面不被破壞。
5)復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管內(nèi)壁的絕對(duì)粗糙度為 k=0.2~0.3 左右,而風(fēng)管設(shè)計(jì)時(shí)沿程阻力一般是根據(jù)鍍鋅鋼板風(fēng)管計(jì)算的k=0.15×10-3,因此,在所得計(jì)算值上應(yīng)增加一定的修正系數(shù)。
結(jié)論
通過(guò)以上的對(duì)比和分析可以看出,復(fù)合鋁箔酚醛風(fēng)管的各項(xiàng)理化參數(shù)都優(yōu)于其他材料風(fēng)管,特別是其優(yōu)異的防火阻燃和保溫隔熱性能。同時(shí),該型風(fēng)管在生產(chǎn)和使用過(guò)程中都不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì),在工程造價(jià)上也比傳統(tǒng)金屬風(fēng)管便宜,這樣就能達(dá)到技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的完美統(tǒng)一。所以許多地產(chǎn)商才選擇它用于所開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中, 這也符合全社會(huì)倡導(dǎo)的“節(jié)能、環(huán)?!崩砟畹囊?。#暖通#
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