洁净厂房暖通系统施工细节及难点

陈冰、陆凌

摘要:洁净厂房对暖通系统施工质量提出了极高要求,这给该类项目的顺利实施带来很大挑战。本文首先分析了洁净度满足、设备与工艺控制以及节能环保等方面存在的困难点;然后从应用精密施工技术、科学系统设计优化、高标准化作业管控等多角度探讨了配套的解决思路。这些方案的有机应用,可以从源头减少和规避施工对洁净环境的负面影响,还原工程交付后的使用功能, 为后续类似项目成功实施提供重要借鉴。

关键词:洁净厂房;暖通施工;难点解决

引言:洁净厂房对暖通系统的设计施工提出了更为严苛的质量要求指标。但这类项目在实施中也面临着如何有效控制施工污染、满足特殊设备与工艺要求、实现高标准节能环保等多重难题。这些难题的存在,极易对项目最终的洁净度指标满足产生负面影响。因此,必须深入分析存在问题的成因,从工艺流程设计、设备选型、现场管控等角度探讨针对性解决方案。这对指导类似工程顺利实施,确保洁净环境目标如期实现具有重要意义。

一、洁净厂房暖通系统施工的细节

1、施工前的准备工作

洁净厂房暖通施工作业前的准备工作直接关系后续施工质量,主要准备内容包括:第一,详细研读与分析规划设计文件,弄清系统布置及设备选择参数,了解运行控制要求,重点关注系统在洁净度维持、空气流组织等方面的技术指标;第二,根据工程量清单确定材料采购计划,向供应商定购阀门、管材、设备等,并对质量证明材料进行全面复核;第三,根据系统构造编制合理的施工方案,细化空调机房、新风系统等的具体施工步骤,并提前进行模拟操作,确保过程可控;第四,对接入施工区的环境进行彻底清理,封闭、隔离可能污染空间,给空调等重要设备预留运输与吊装通道。

2、管道安装的注意事项

第一,管材的选择需要严格执行设计、规范要求,确保其表面清洁度满足洁净级别指标。连接方式上采用密封性能良好的焊接法兰或快速联结接口。第二,安装前要对管道内壁进行彻底清洗,以免灰尘污染空气。整个铺设过程始终保持管口密封,防止异物混入。 第三,管路设置要保证路线笔直、安装平整,采用激光标定方式精确定位,使管道与建筑结构面严格对齐。第四,各管件如弯头、三通等的设置要符合管内流体运动特征,最大程度降低通风阻力。 第五,所有接头完工后统一编号,以便后期检修维护。

3、系统调试和运行维护

洁净厂房暖通系统投运前,需要进行完整、仔细的调试工作。首先是对管网系统进行充水试验,检查是否存在漏点。然后全面开启风机设备,测试管路是否畅通,空气流动是否顺畅。接下来启动空调运行,模拟不同工况,检测系统各运行参数,如温度、湿度控制等指标是否符合设计和运行要求。投入正常运行后,仍需要重点关注几个方面。一是保持新风系统的持续、有效运行,定期更换高效空气过滤器,减少污染物和细小颗粒物进入洁净区。二是做好制冷设备的定期保养,如清洗过滤网、润滑轴承等,延长使用寿命。三是修订完善运行维护规程,对重要部位及时更新信息,为运营决策提供支持。此外还需定期重新评估运行参数与系统性能,并优化能耗管理。

4、洁净厂房暖通系统的优化措施

为进一步优化洁净厂房暖通系统,可以从几个方面着手。第一,在新风处理系统上使用环保型核心设备,并配套高效过滤装置及空气净化模块,大幅提升外界气流的洁净度。同时利用变频调速技术精确控制温湿度参数,还能实现节能环保的效果。第二,采用防腐蚀和耐高温性能更优的管道材料,减少运行过程的安全隐患;配合模块化的系统布局方式,便于重要部位的定期检修。第三,建立信息化、智能化的监控平台,借助传感器网络对系统运行实时监测,能快速定位故障部位。最后,未来可引入低速分散风及定制化空调技术,实现更人性化的气流组织,适应洁净区不同部位的微环境控制需求。

二、洁净厂房暖通系统施工的难点

1、满足洁净度要求

洁净厂房对空气洁净度要求极高,这给相关暖通系统的设计施工带来很大挑战。主要体现在无法完全避免施工过程对洁净环境的污染。比如管道和设备安装需要大量操作人员出入作业,他们携带及产生的灰尘无法完全规避。其次,焊接、切割等作业也会产生一定污染物;模板吊装也存在对洁净空气的影响。这些施工活动或多或少会导致微尘、颗粒物残留在洁净区内,对最终环境质量形成负面作用。再者,部分施工材料如胶合板、防水涂料等本身也会挥发出一定有机物,这也与洁净度目标相违背。

2、特殊设备和工艺要求

洁净厂房暖通项目由于质量要求高,需要运用多种特殊设备与复杂工艺。比如洁净风机就要求低噪音、防腐蚀、高效过滤等多重性能指标。而其中的高效空气过滤系统就需要多级过滤、精细过滤膜等特殊材料与结构构成。这类设备制造复杂,需定制生产。同时如焊接连接、密封检测等特殊工艺也需要精密控制,设备投运后还需定期维护、更换高密度滤网。这些特殊性给设备的选型设计、采购计划乃至施工安装带来诸多新的挑战。

3、节能和环保要求

洁净厂房对暖通系统的节能环保指标要求高于常规建筑,主要体现在空调新风系统的处理效率上。一方面,高效过滤系统通风阻力大,风机耗电也相对增高;除尘过程也会需要辅助能源。另一方面,洁净空调运行时长长,全年能耗较高。而过高的能耗水平也会带来系统运行成本高、环境污染物排放增多的双重负面效应。这需要在设备选型、能流设计上做大量功夫。比如采用变频调速技术,多级利用废热回收,降低系统能耗水平。而对某些设备及添加剂,其本身也会带来一定污染。

三、解决方案

1、采用先进的施工技术和设备

广泛应用激光切割技术完成钢结构及管道的精密加工,从而取代产尘较大的铣削或砂轮切割操作。这可以直接减少大量粉尘污染。其次,使用磁力倒立搬运车等定制化装备,实现管线和设备的无尘状吊装、定位与安装。同时也要求采用模块化设计与预制管技术,现场通过机械联锁完成设备安装。这些手段可以减少现场作业人员数量,减少环境干扰。最后要利用先进的气密性检测系统,如氦检漏仪,对所有管路接头与阀门执行高标准密封检测,杜绝任何泄漏损失[1]。

例如,在管道切割过程中,以往多采用铣削或砂轮切割,会产生大量粉尘污染洁净区空气。采用激光切割技术,通过高功率激光束快速完成金属材料的熔化切断,避免大面积机械接触,几乎无尘无噪声。这种精密切割方式可以直接杜绝污染源的产生。再比如,设备吊装安装环节也可借助磁悬浮机械手等专用装备。这类设备利用强大的永磁吸附系统悬吊承载物,进行精准地面非接触输运,抑制设备与外界环境的接触碰撞,从而避免粉尘颗粒物的产生。

2、选择合适的暖通系统设计方案

第一,新风系统要在确保大气量交换前提下,采用低风速多点分布供风模式,并配置高效气流组织及混合调节装置。低速多点送风产生的局部气流通过合理引导与交织,形成平稳均匀的洁净空气环境,同时减少对原有气流的扰动干扰。第二,使用大流量、低风速的新风机组,配合变频调速技术,既降低能耗,也提高对温湿度参数的控制精度,满足节能环保要求。三是设备和管材选择应兼顾洁净等级,优先使用不锈钢、PPS等材料,有效增强系统密闭性和气密性能,降低二次污染隐患[2]。

例如，采用低速多点分布送风模式就是一个典型的合适设计方案。传统的高速大气量集中送风,容易在空间内引起较大的气流扰动与气压波动,对原有的洁净气流造成一定冲击干扰。而低速分布送风可以通过空间内多处设置风口,产生分散、低速率的局部气流。然后通过科学引导与组织,利用空气自身的黏性与扩散效应,实现多路分散气流的交织融合,得到均匀和谐的气流分布状态。

3、严格按照洁净度要求进行操作和管理

施工单位要严格落实进出式作业区设置、分区施工等措施,减少作业人员与环境的接触;同时运用先进设备与工艺,规范操作,减少污染源产生。严格测试管路气密性,确保符合技术指标要求。施工结束后,还需对洁净区空气、各表面进行全面检查,确保指标达标后移交。运维企业要定期更换高效过滤芯组件,清洗空调本体,减少二次污染。每年要开展全面的系统性能评估,重点监测室内外差分压力变化、气流组织合理性,并检测空气中颗粒物、浮尘量。一旦指标异常,要及时决定系统升级改造策略[3]。此外加强监督考核,完善违规处理机制,确保系统长期高效运转。

以管道安装过程的气密性检测为例,这是保证管道系统气密性的关键步骤。针对不同类型的管路接头,检测人员要选择匹配的检漏方法,像焊缝接头采用超声波检测仪;法兰密封面需要氦检漏仪等。检测时要逐一对标设计图纸和施工记录,确保任何环节不被遗漏。如果发现问题如焊接不良、密封不严等,要及时处理补救,并重新检测验证,直至确认指标达标。在装修封顶前,还要对重点管路组织抽检,进行全系统检漏试验。

4、优化系统的节能和环保设计

在设计上,合理采用分散式小型机组方式,根据洁净区内不同功能分区设置分控风机,实现对局部环境定制化治理,同时减少风机规模和风管布置量,节省整体系统能耗。配套设计不同形式的高效空气调节模块,科学引导各路气流,减少流动阻力损失并维持洁净度要求。在设备选型时,重点考量能效比和污染物产生指标。优先配置新能源风电补偿与变频调速技术,最大限度降低用能;选择低噪音、低挥发性、环保型核心设备与基础部件,减少对洁净环境的干扰;必要时设置余热回收装置,利用废热实现系统能量级联复用,在保证洁净度目标前提下,实现高效节约[4]。

例如，分散式小型机组设计就是一个示范性案例。相比于单一大型空调机组,它可以根据洁净区不同功能分区的使用特点,如温湿度管理要求差异大的精密加工区、无尘仓储区、测试实验区等,分别设置独立的小型分体机组,区分管理。这可以做到不同区域的微环境高度定制化调节与控制,缩小控制偏差,提高部位环境质量。同时,小机组体积小、风量低,也大幅减少了风管铺设量,降低了风阻损失与压力波动。整体能耗比常规集中空调可降低30%以上。这种分布式设计思路,对解决洁净空调高标准的环保与节能难题大有裨益。

结语:随着对洁净环境日益重视,洁净度指标的不断提高也对暖通系统施工提出更高要求。未来仍需持续完善配套的技术手段与管理举措,强化过程管控水平。如推广应用自动化和智能化设备,使信息化作业成为常态;构建统一的质量检验标准与考核机制等。只有不断探索创新思路,持续建立和完善体系机制,才能进一步促进洁净厂房暖通工程的标准化、规范化建设,为高精尖产业可持续发展提供强大支撑。

参考文献：

[1]郭 蓉. 研发生产型的光电子器件洁净厂房暖通系统设计探讨[J]. 建筑工程与设计,2023,2(5).

[2]蒋文平,钱程,张坤等.mRNA洁净厂房暖通设计原理及方法[J].中国新技术新产品,2022(18):111-113.

[3]张洁,何军涛.基于蓝普锋大型PLC的洁净厂房暖通空调集中监控系统[J].自动化博览,2021,38(04):35-37.

[4]邱晓枫,王文强,张成龙.医药洁净厂房暖通空调系统设计探索[J].工程技术研究,2020,5(13):206-207.