論區(qū)域集中能源站安裝施工工法

周峰

（遠(yuǎn)大能源利用管理有限公司，北京 100010）

區(qū)域集中能源站是指將分散的空調(diào)、制冷、鍋爐設(shè)施進(jìn)行整合，對其進(jìn)行集中管理、控制和維護(hù)的一個系統(tǒng)。通常，區(qū)域集中能源站可分為冷熱源機(jī)組安裝、輔助系統(tǒng)(定壓補(bǔ)水裝置)安裝、管道系統(tǒng)安裝、電氣、自控系統(tǒng)安裝等。本文將結(jié)合區(qū)域集中能源站的具體安裝施工實例，對其安裝施工工法進(jìn)行簡要介紹。

1 工法特點

（1）區(qū)域集中式能源站減少了鍋爐設(shè)備用地和設(shè)備投資，冷熱用戶無須設(shè)置專用的制冷機(jī)房和鍋爐房，將大大減少機(jī)房占地，節(jié)省了土地資源，提高了土地資源的利用效率,且實施集中供冷供熱，消除了鍋爐靠近居民區(qū)、分散布置所造成的壓力容器爆炸的安全隱患。

（2）采用天然氣、電力、再生水源等清潔能源，減少污染的排放，降低熱島效應(yīng)（降低3 ～6℃）,美化環(huán)境，為中國的節(jié)能減排事業(yè)作出一定貢獻(xiàn)。

（3）選用高效的大型主機(jī)設(shè)備且設(shè)備間通過并聯(lián)備用,確保100%供能不間斷;能源站內(nèi)供能系統(tǒng)采用智能監(jiān)控平臺管控，根據(jù)負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)機(jī)組運(yùn)行方式、水泵功率、室內(nèi)溫度等?？刂品桨冈O(shè)計與項目工藝需求相配合，并兼顧后期運(yùn)行調(diào)試，以實現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

（4）施工中采用BIM 全程指導(dǎo)安裝,確定主機(jī)、泵組、管路、橋架間合理布局,提前排除交叉點,杜絕因圖紙問題影響工期,探索管道工廠防腐、保溫預(yù)制、現(xiàn)場升降機(jī)就位安裝的裝配式工藝方法,極大地縮短工期。

（5）站內(nèi)管道焊接采用氬電聯(lián)焊,并做焊縫無損檢測；站外地埋管路選用焊接機(jī)器人提高焊接速度及焊接質(zhì)量。

2 適用范圍

本工法適用于以下工程：

（1）新建、改建或擴(kuò)建的大中型工業(yè)建筑及大型公共建筑。

（2）環(huán)境污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)。

（3）能源消耗大的企業(yè)。

（4）空調(diào)負(fù)荷較大的大型商場、寫字樓、學(xué)校等公共場所。

（5）有集中冷熱需求且多臺機(jī)組布置在不同區(qū)域時，或有特殊室內(nèi)溫度要求，空調(diào)區(qū)域面積較大且需分散設(shè)置時，采用本工法可有效降低工程造價，提高工程質(zhì)量，縮短工期，保證供冷效果。在施工中需加強(qiáng)各工序間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系和工藝協(xié)調(diào)，通過采用新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備等手段來保證工程質(zhì)量。

3 工藝原理

區(qū)域集中能源站的安裝工藝原理是將各種冷熱源主機(jī)、泵組及冷卻塔等設(shè)施進(jìn)行合理布置，并根據(jù)安裝要求進(jìn)行合理的安裝順序設(shè)計，保證各種設(shè)備、設(shè)施之間的連接以及各系統(tǒng)之間的合理配置。在進(jìn)行冷熱源機(jī)組安裝時，應(yīng)確保能源主機(jī)在運(yùn)行過程中的安全性和穩(wěn)定性，避免因主機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障而影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在管道安裝時，應(yīng)對管道進(jìn)行防腐處理，并對管道的焊縫位置、法蘭連接處的密封性進(jìn)行檢查，避免管線泄漏而影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在室內(nèi)采暖及通風(fēng)系統(tǒng)安裝時，應(yīng)保證其運(yùn)行過程的安全性和穩(wěn)定性，并做好與其他各系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)工作。

4 工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程

區(qū)域集中供冷站安裝工藝流程：施工準(zhǔn)備——測量放線——基礎(chǔ)施工——主、輔設(shè)備安裝——管道系統(tǒng)安裝——電氣、自控系統(tǒng)安裝—設(shè)備單機(jī)調(diào)試——系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試與試運(yùn)行。

4.2 操作要點

（1）區(qū)域集中能源站的基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土(C30),且與結(jié)構(gòu)面鋼筋連接,施工應(yīng)在基礎(chǔ)混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的90%以上后方可進(jìn)行設(shè)備就位安裝。

（2）冷熱源主機(jī)、一體化泵組與基礎(chǔ)間需用150mm×150mm,10mm 厚鋼板和10mm 厚橡膠墊墊實,采用紅外線水平儀對前、后、左、右四個點進(jìn)行水平矯正，水平矯正后最大不平整度小于0.8‰。

（3）管道敷設(shè)方式。根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施暖通空調(diào)·動力》2009 版，室外供冷供熱管線宜采用地下敷設(shè)。本項目供能管線根據(jù)現(xiàn)場條件采用“埋地管道+頂管敷設(shè)”形式,絕大部分均按照采用預(yù)制直埋保溫管埋地敷設(shè),在跨高速鐵路、河流區(qū)域設(shè)置頂管段,頂管采用砼管內(nèi)穿鋼管方式實施,部分已經(jīng)規(guī)劃有綜合管廊的道路下方的供能管線，根據(jù)要求納入綜合管廊建設(shè)。

（4）多級泵系統(tǒng)。根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50736-2012 規(guī)定：系統(tǒng)作用半徑較大、設(shè)計水流阻力較高的大型工程（最遠(yuǎn)環(huán)路總長度超過500m）宜采用變流量二級泵系統(tǒng)。當(dāng)各環(huán)路的設(shè)計水溫一致且設(shè)計水流阻力接近時，二級泵宜集中設(shè)置；當(dāng)各環(huán)路的設(shè)計水流阻力相差較大（推薦值可采用0.05MPa）或各系統(tǒng)水溫或溫差要求不同時，宜按區(qū)域或系統(tǒng)分別設(shè)置二級泵。

本工藝雖各環(huán)路的設(shè)計水溫一致，但各環(huán)路的設(shè)計水流阻力相差較大，但施工采用一、二級泵系統(tǒng)，其中一級泵集中安裝在能源站內(nèi),二級泵分散布置，設(shè)置于各末端地塊的換熱房內(nèi)。該方式在理想狀況下，可減少設(shè)計工況下的水泵功率，節(jié)約近端用戶的節(jié)流損失，達(dá)到一定節(jié)能效果。

（5）負(fù)荷側(cè)連接方式。供冷網(wǎng)（熱網(wǎng)）與終端之間的聯(lián)接有兩種形式，即直接聯(lián)接和間接聯(lián)接。直接供冷源是指能源站的空調(diào)循環(huán)水不通過熱交換器，直接流入終端設(shè)備；間接型能量供應(yīng)模式是指在空調(diào)系統(tǒng)中，通過熱交換器進(jìn)行熱交換后，將二次循環(huán)水輸送到終端裝置中的能量供應(yīng)模式。該系統(tǒng)針對工程的具體情況，選用一種非直接供電的負(fù)載側(cè)聯(lián)接模式，并通過板式熱交換器將終端與主網(wǎng)隔離開。之所以選擇該模式，是因為它有很大的供能區(qū)域，便于網(wǎng)絡(luò)均衡、維修與維護(hù)；此外，有些建筑的層數(shù)比較多，如果使用直接連接方式，會對一次管網(wǎng)的靜壓產(chǎn)生影響，導(dǎo)致機(jī)房設(shè)備以及相應(yīng)的管線系統(tǒng)的承壓能力隨之提升?？紤]到本項目是高層建筑，直供會造成管網(wǎng)的靜壓不平衡，所以本項目選擇間接式連接方案，也就是末端地塊設(shè)置換熱站。

（6）電氣、自控系統(tǒng)?？拐鸬跫艿乃袠?gòu)件均采用成品構(gòu)件，抗震連接件表面采用熱浸鋅處理，與鋼結(jié)構(gòu)連接，采用專用夾具連接；橋架間采用BVR 線纜(黃綠標(biāo)識)做跨接線；穿線軟管、剛性導(dǎo)管與設(shè)備連接均采用成品鎖緊接頭；強(qiáng)弱電纜分開敷設(shè)，對絞線纜終接時應(yīng)保持扭絞狀態(tài)，盡量減小松開長度；屏蔽線纜的金屬屏蔽層應(yīng)進(jìn)行有效接地。

（7）系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試。機(jī)組安裝后及調(diào)試前，應(yīng)使用鹵素檢漏儀對機(jī)組進(jìn)行一次全面的檢漏,用抹皂液法尋找具體漏點進(jìn)行補(bǔ)漏處理；對壓縮機(jī)、膨脹閥參數(shù)設(shè)置，對蒸發(fā)器、冷凝器液位調(diào)試：滿負(fù)荷運(yùn)行時，冷凝器的液位為淹沒底排銅管，過高影響冷凝器的散效熱效果，過低的制冷劑沒有過冷度影響COP 以及壓縮機(jī)的散熱時冷劑供應(yīng)。蒸發(fā)器為頂部露出1 ～2 排銅管為好，過高壓縮機(jī)可能會吸及液態(tài)制冷劑，造成壓縮時液擊，過低蒸發(fā)器的換熱管沒有完全使用，影響出力及COP 值。

5 質(zhì)量控制

針對該項目特點，在質(zhì)量控制方面，首先，需要做好基礎(chǔ)工作，保證現(xiàn)場的施工質(zhì)量，做好測量放樣工作，嚴(yán)格按照圖紙的要求進(jìn)行放線。其次，需要對材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，選擇性能良好、符合標(biāo)準(zhǔn)要求的材料，避免因為材料問題影響施工質(zhì)量。施工過程中，BIM 全程指導(dǎo),管道、橋架、線纜敷設(shè)水平凈距和垂直凈距等符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。通過上述措施有效提升了項目的質(zhì)量管理水平，確保工程能順利實施，取得了良好的效果。

6 安全設(shè)施及成品保護(hù)

（1）施工現(xiàn)場對既有設(shè)施及完工工程進(jìn)行有效的成品保護(hù)管理制度及防護(hù)措施,設(shè)置保護(hù)區(qū)域,做好保護(hù)標(biāo)識。（2）作業(yè)平臺上的人員必須穿防滑鞋，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施。（3）所有施工作業(yè)平臺必須搭設(shè)牢固，其穩(wěn)定性應(yīng)滿足使用要求。（4）所有高處作業(yè)人員必須佩戴安全帽，并設(shè)置明顯的警示標(biāo)志。作業(yè)平臺上不得堆放物料。（5）所有進(jìn)入施工現(xiàn)場的車輛應(yīng)按規(guī)定要求懸掛“三證”，嚴(yán)禁無牌無證車輛進(jìn)入現(xiàn)場。（6）所有現(xiàn)場材料均應(yīng)存放在指定區(qū)域，嚴(yán)禁堆放在基坑內(nèi)、電焊及其他危險區(qū)域。機(jī)械設(shè)備及其他物品應(yīng)按規(guī)定放置，不得隨意擺放；對于臨時用電設(shè)施，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況合理設(shè)置，嚴(yán)禁私拉亂接現(xiàn)象發(fā)生。

7 環(huán)保措施

（1）加強(qiáng)施工現(xiàn)場管理，及時清理施工垃圾。每天早晨、中午和傍晚三次對現(xiàn)場進(jìn)行全面清理，對工地內(nèi)的渣土及時清運(yùn)，并集中存放。每周對工地內(nèi)的垃圾進(jìn)行一次全面清理，對生活垃圾實行袋裝和袋裝存放。在施工現(xiàn)場的生活區(qū)設(shè)置廁所，并保證足夠的數(shù)量，保持衛(wèi)生整潔，創(chuàng)造良好的生活環(huán)境。（2）做好施工用電管理。施工現(xiàn)場所有用電設(shè)備均使用三相五線制，并按要求做好漏電保護(hù)。同時對工地內(nèi)的照明設(shè)備、電器開關(guān)進(jìn)行嚴(yán)格管理，保證無漏電現(xiàn)象發(fā)生。（3）做好施工噪聲控制。在現(xiàn)場設(shè)置隔聲屏障，對施工過程中產(chǎn)生的噪聲源進(jìn)行隔離和吸聲處理。施工過程中噪聲源較大時，可采取安裝吸音材料或設(shè)置隔聲窗等措施減少噪音的產(chǎn)生。（4）在工地現(xiàn)場設(shè)置總配電房，實行24 小時專人值守；在生活區(qū)設(shè)置專門的生活用水和施工用水用電用水設(shè)施；設(shè)立專門的消防水源和消防器材箱，并由專人負(fù)責(zé)維護(hù)管理，定期進(jìn)行檢查和維修。

8 效益分析

從該應(yīng)用效果來看，其具有以下幾個方面的顯著優(yōu)勢：

（1）加快施工進(jìn)度。采用BIM 指導(dǎo)，組織流水施工方式，提高了施工效率，節(jié)省了人力物力。該工程項目應(yīng)用工法后，按照傳統(tǒng)施工方法，該工程項目工期為180d，采用工法后，工期僅為75d，節(jié)省了工期時間。此外，在工程質(zhì)量方面，采用工法后，有效地提升了施工質(zhì)量，保證了運(yùn)行效果。（2）改善了工程質(zhì)量。從該項目應(yīng)用工法情況來看，對檢驗批、分部分項控制的實施,施工過程得到有效監(jiān)督，通過PDCA 循環(huán)控制邏輯對質(zhì)量問題形成閉環(huán)處理，有效地提升了工程質(zhì)量。（3）促進(jìn)了技術(shù)創(chuàng)新。從該項目應(yīng)用工法情況來看，其具有以下幾個方面的優(yōu)勢：一是提高了施工效率；二是提升了工程質(zhì)量；三是有效地節(jié)約了成本。總之，通過對區(qū)域集中能源站安裝施工工法的研究與應(yīng)用，有效地提升了該項目的施工效率和質(zhì)量。

9 應(yīng)用實例

9.1 項目概況

南京市南部新城核心區(qū)位于市主城區(qū)的東南部，北至外秦淮河、運(yùn)糧河，東南至繞城公路，西至大明路、卡子門大街，總用地面積約9.94 平方公里。

本項目供能區(qū)域劃分為兩個供能區(qū)域，在每個供能分區(qū)內(nèi)設(shè)置一座能源中心站，一方面，有利于與區(qū)域內(nèi)土地出讓、建設(shè)開發(fā)時序相適應(yīng)，合理控制區(qū)域能源系統(tǒng)的投資節(jié)奏；另一方面，可減少單路供能管路的輸送能耗和管道冷/熱損失，可有效降低運(yùn)行成本。

9.2 技術(shù)分析

本項目使用可再生能源作為系統(tǒng)主要冷熱源，利用再生水熱泵技術(shù)，同時以電熱水鍋爐作為應(yīng)急保障措施，滿足南京南部新城核心區(qū)區(qū)域建筑供暖、供冷需求。項目的實施將對國家節(jié)能減排做出巨大貢獻(xiàn)，同時對可再生能源區(qū)域供能的技術(shù)可靠性、經(jīng)濟(jì)可行性起到良好的示范作用。

9.3 技術(shù)方案

（1）合理分區(qū)。本項目供能面積為240.68萬平方米，體量大，覆蓋范圍廣?？刂苾蓚€能源站的最大供能半徑在1.5km 以內(nèi)，確定每個能源站的供能區(qū)域，可減少單路供能管路的輸送能耗和管道冷/熱損失，可有效降低運(yùn)行成本。

（2）充分利用可再生能源。項目靠近城東污水處理廠，可再生能源豐富，應(yīng)規(guī)?；⒆畲笙薅仁褂庙椖恐苓吙稍偕茉?，減小傳統(tǒng)能源的比重，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮可再生能源在節(jié)能減排和促進(jìn)系統(tǒng)高效運(yùn)行方面的明顯優(yōu)勢。

（3）智慧能源管控平臺。供能系統(tǒng)采用智能管控，根據(jù)負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)以實現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

10 結(jié)語

采用本工法設(shè)計、施工，施工過程安全有序，施工質(zhì)量可靠。在保證質(zhì)量和安全的前提下，減輕勞動作業(yè)強(qiáng)度，節(jié)能降耗。工程調(diào)試達(dá)到預(yù)期效果，順利通過驗收，獲得監(jiān)理、業(yè)主的好評。