一种装配式钢结构组合式风道系统及其施工方法
技术领域
本发明属于建筑施工领域，特别涉及一种装配式钢结构组合式风道系统及其施工方法。
背景技术
室内空气品质，是建筑物使用功能中的一项重要适用性指标，也是现代人们追求更高品质生活的向往，各类民用建筑为了保障人们的生命健康，均需设置排风、送风、新风等各类通风系统来保证室内空气质量。而新风系统又是其中的重要一类，建筑的新风系统均需要设置独立的送排风管道，将新风和排风管道分别敷设至各个主要功能房间。现有的新风系统管道需要单独设置，成本较高，且风管的长度长，穿越侧墙、哑口等结构时需打洞钻孔，会间接破坏建筑的结构；此外，通风系统的管道如外露则不美观，目前均采用吊顶包裹的方式结合内装进行设计，增加了施工步骤和成本；而且通风系统还会严重挤占房间内的有效使用高度，所有布置风道区域在设置吊顶后净高降低，对人造成空间压迫感，尤其是对住宅等层高较低建筑的室内空间造成影响，当不满足使用要求时甚至需要在设计环节就提高建筑物的每层高度，会大大增加实际的建造成本和延长工期。
发明内容
本发明提供了一种装配式钢结构组合式风道系统及其施工方法，用以解决装配式建筑中通过工字梁作为风道系统主要构件的便捷设计、整体化安装、局部的针对性设计和区域性规划等技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种装配式钢结构组合式风道系统，包含钢结构中柱体、连接于柱体间的工字梁、含工字梁的风道系统以及室内各通风区域；
所述风道系统包含新风机组、分别与新风机组连接的新风管道和排风管道、连接于新风机组与新风管道间的新风换气管、连接于新风机组与排风管道间的排风换气管、连接于新风管道上的新风出口以及连接于排风管道上的排风出口；
所述新风管道和排风管道均通过工字梁一侧开口处连接封板围成，在新风管道通风起始端和排风管道起始端均连接有封堵件，在新风管道和排风管道转角处连接有导流片。
进一步的，所述新风管道包含新风工字梁体、连接于新风工字梁体外表面的新风梁体涂层、连接于新风工字梁体面向室内一侧开口处的新风封板、连接于新风封板与新风工字梁体间的新风固定件和新风连件；
所述排风管道包含排风工字梁体、连接于排风工字梁体外表面的排风梁体涂层、连接于排风工字梁体面向室内一侧开口处的排风封板、连接于排风封板与排风工字梁体间的排风固定件和排风连件。
进一步的，所述新风固定件为一组直角角形件，分别连接于新风封板与新风工字梁体连接阴角处；新风固定件与新风封板通过连接件可拆卸连接；
所述排风固定件为一组直角角形件，分别连接于排风封板与排风工字梁体连接阴角处；排风固定件与排风封板通过连接件可拆卸连接。
进一步的，所述新风梁体涂层和排风梁体涂层均包含防火涂层、防腐蚀涂层和防水涂层。
进一步的，所述新风出口包含新风口体和设置在新风口体内的新风过滤网；排风出口包含排风口体和设置在排风口体内的排风过滤网；所述新风口体和排风口体间隔设置且可拆卸连接于新风封板上。
进一步的，所述新风出口和排风出口处分别对应的新风封板和排风封板成八字形，其开口大一端朝向风道内部。
进一步的，还包含新风换气窗和排风换气窗，新风换气窗和排风换气窗均设置在墙体上；新风换气窗与新风机组间连接有新风换气管；排风换气窗与排风机组间连接有新风换气管。
进一步的，所述室内各通风区域划分为换风区、休息区、洗漱区、活动区和会客就餐区；所述换风区、休息区和洗漱区的工字梁制作为新风管道，活动区和会客就餐区的工字梁制作为排风管道；换风区中设置新风机组并在其墙体上设置新风换气窗和排风换气窗。
进一步的，所述新风管道与排风管道在室内长向相对设置，且新风管道与排风管道在划分的各区至少设置有对应的新风出口和排风出口。
进一步的，所述封堵件包含封堵板、连接于封堵板内侧的吸声板、连接于封堵板和吸声板件的连件、连接于新风管道或排风管道上的限位件以及连接于限位件与封堵板间的固连件；所述限位件为角形件一侧与新风管道或排风管道连接，另一侧与封堵板通过固连件连接。
进一步的，所述的装配式钢结构组合式风道系统的施工方法，具体步骤如下：
步骤一、在建筑工程施工前，首先与钢结构专业设计人员确定采用薄型或超薄型的防涂层进行钢结构的防水、防火防腐蚀设计；利用BIM技术，将室内各分户进行区域划分并确定安装的工字梁的适当位置，设计新风固定件、排风固定件和限位件等位置的确定，并确定新风管道和排风管道的通风换气的开孔位置；
步骤二、建筑工程完工后，安装工程开始，首先进行工字梁制作风道系统内部构件的安装，如新风固定件、排风固定件、限位件、导流片、吸音材料和封堵件；其中，各构件均通过BIM技术和设计图纸预先分段或分单元预制；
步骤三、在换风区吊装新风机组，连接新风机组上的新风换气管和排风换气管，并分别与墙体上的新风换气窗和排风换气窗连接，且在连接处采用柔性防火材料将洞口严密封堵；另外，新风换气管和排风换气管在室内预留接头；
步骤四、进行工字梁风道的封闭，将工厂预制的带吸声材料的封闭板材根据风道系统的尺寸分类，在地面上相应位置根据产品编号进行预排列，然后进行顺序安装；安装完成后，对所有缝隙进行统一打胶密封；
步骤五、将新风换气机处的新风换气管和排风换气管在室内预留接头，分别与封闭完成后的新风管道和排风管道连接；连接时通过法兰、螺丝或热熔连接，并对连接处进行密封处理；
步骤六、进行风道系统的整体试运行，开启新风换气机后，首先观察所有缝隙处是否严密封闭，如有漏风应首先标记，带整体检查后集中处理；然后利用风速仪测试每个新风出口和排风出口，并通过调节风口的开度，使风量满足设计要求；风道系统整体试运行合格，且所有密封材料完全干透后，再进行房间其他工程的施工。
本发明的有益效果体现在：
1）本发明通过将工字梁一侧通过封板密封后形成风道的设置，利于利用装配式特有的结构特点，节省了风道单独设置的施工和成本投入；且工字梁兼做风道可保证风道在整体结构中的满布和有序性连接；
2）本发明通过将建筑室内的区域进行划分，而对应的将管道分为新风管道和排风管道。可利于室内的整体换风循环，最大程度的满足不同功能区的通风需求；
3）本发明通过新风换气管、新风换气窗、排风换气管和排风换气窗等联合设置，将由新风机组为核心的新风送气和室内排气有机结合，利于实现通风的正循环；
4）本发明通过封堵件的设置，利于将新风管道和排风管道的起始端进行封堵，保证风道的封闭性；且封堵件内侧吸声材料的设置，也利于保证室内环境的安静和舒适性；
此外，本发明便于施工且利于安装和检修，且未增加室内其他需占用高度空间的结构，利于室内空间的节省，可极大的节省施工成本和时间；本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
图1是装配式钢结构组合式风道系统施工示意图；
图2是风道系统连接示意图；
图3是新风管道剖面示意图；
图4是新风管道和新风出口连接示意图；
图5是排风管道剖面示意图；
图6是排风管道或新风出口连接示意图；
图7是排风管道或新风管道转角连接示意图；
图8是排风管道或新风管道封堵件立体安装示意图；
图9是封堵件连接示意图。
附图标记：1-柱体、2-工字梁、3-风道系统、31-新风机组、32-新风管道、321-新风工字梁体、322-新风梁体涂层、323-新风固定件、324-新风连件、325-新风封板、33-新风出口、331-新风口体、332-新风过滤网、34-排风管道、341-排风工字梁体、342-排风梁体涂层、343-排风固定件、344-排风连件、345-排风封板、35-排风出口、351-排风口体、352-排风过滤网、36-新风换气管、37-排风换气管、38-新风换气窗、39-排风换气窗、4-换风区、5-休息区、6-洗漱区、7-活动区、8-会客就餐区、9-封堵件、91-封堵板、92-吸声板、93-连件、94-限位件、95-固连件、10-导流片。
具体实施方式
以某装配式钢结构住宅项目为例，结构体系采用钢结构，楼板为叠合楼板，外墙采用ALC蒸压加气混凝土条板，外附保温装饰一体板。该建筑地上18层，层高2.9米。每栋建筑总建筑面积1.3万平方米，精装修交付。户内设置新风系统，建筑内工字钢横梁为400×300mm、500×300mm、600×400mm等几种不同尺寸。工字梁单侧翼缘空腔封闭后，净截面积约为0.06~0.12平米。设计新风系统空气流动速度5m/s，新风换气次数8次/h。经计算可得，每户新风换气量约为1500m3/h，可满足各房间换气要求。
如图1所示，为某钢结构装配式房屋的结构施工示意图，其中在四角、转角和墙体连接处均设置有柱体1，柱体1上连接有工字梁2。通过工字梁2分布和室内房间的功能划分设计风道系统3。柱体1和工字梁2为型钢制作而成。
本实施例中，风道体系还包含新风换气窗38和排风换气窗39，新风换气窗38和排风换气窗39均设置在墙体上，二者均为防倒流、防雨一体式百叶窗。新风换气窗38与新风机组31间连接有新风换气管36；排风换气窗39与排风机组间连接有新风换气管36。
本实施例中，室内各通风区域划分为换风区4、休息区5、洗漱区6、活动区7和会客就餐区8；其中换风区4包含厨房，休息区5包含主卧和次卧，洗漱区6包含卫生间和盥洗室，活动区7包含书房和过道，会客就餐区8包含客厅和餐厅。换风区4、休息区5和洗漱区6的工字梁2制作为新风管道32，活动区7和会客就餐区8的工字梁2制作为排风管道34。换风区4中设置新风机组31并在其墙体上设置新风换气窗38和排风换气窗39。
本实施例中，图中箭头方向表示风流动的方向。新风管道32与排风管道34在室内进深方向相对设置，且新风管道32与排风管道34在划分的各区均设置有对应的新风出口33和排风出口35。新风换气机采用全热交换式，并设置新风空气过滤段，采用HEPA高效过滤网，可有效净化99.9%的PM2.5污染物。
如图2所示，装配式钢结构组合式风道系统，包含钢结构中柱体1、连接于柱体1间的工字梁2、含工字梁2的风道系统3以及室内各通风区域；风道系统3包含新风机组31、分别与新风机组31连接的新风管道32和排风管道34、连接于新风机组31与新风管道32间的新风换气管36、连接于新风机组31与排风管道34间的排风换气管37、连接于新风管道32上的新风出口33以及连接于排风管道34上的排风出口35；新风管道32和排风管道34均通过工字梁2一侧开口处连接封板围成。本实施例中，新风换气管36和排风换气管37均为拼装连接，呈U形，L形或匚形，在转角处为圆形转角且还可设置为弹性管道。
如图3所示，新风管道32包含新风工字梁体321、连接于新风工字梁体321外表面的新风梁体涂层322、连接于新风工字梁体321面向室内一侧开口处的新风封板325、连接于新风封板325与新风工字梁体321间的新风固定件323和新风连件324。本发明，新风固定件323为一组钢制直角角形件，分别焊接连接于新风封板325与新风工字梁体321连接阴角处；新风固定件323与新风封板325通过连接件可拆卸连接；连接件为螺栓或带螺纹的连杆。
如图4所示，排风管道34包含排风工字梁体341、连接于排风工字梁体341外表面的排风梁体涂层344、连接于排风工字梁体341面向室内一侧开口处的排风封板345、连接于排风封板345与排风工字梁体341间的排风固定件343和排风连件344。
本发明，排风固定件343为一组直角角形件，分别连接于排风封板345与排风工字梁体341连接阴角处；排风固定件343与排风封板345通过连接件可拆卸连接。以上，新风梁体涂层322和排风梁体涂层344均包含防火涂层、防腐蚀涂层和防水涂层。
如图5和图6所示，新风出口33包含新风口体331和设置在新风口体331内的新风过滤网332；排风出口35包含排风口体351和设置在排风口体351内的排风过滤网352；所述新风口体331和排风口体351间隔设置且可拆卸连接于新风封板325上。新风出口33和排风出口35处分别对应的新风封板325和排风封板345成八字形，其开口大一端朝向风道内部。
如图7至图9所示，新风管道32和排风管道34均通过工字梁2一侧开口处连接封板围成，在新风管道32通风起始端和排风管道34起始端均连接有封堵件9，在新风管道32和排风管道34转角处连接有导流片10。
本实施例中，导流片10采用表面光滑不燃材料制成，包括但不局限于镀锌钢板、无机玻璃钢等。固定方式为在每个导流片10与工字梁连接的四个角附近，设置四个支点，采用薄角钢与钢梁焊接，与导流片10连接采用柔性胶联材料粘结、热熔连接或焊接等，保证导流叶片的稳固及可拆卸性。
本实施例中，封堵件9包含封堵板91、连接于封堵板91内侧的吸声板92、连接于封堵板91和吸声板92件的连件93、连接于新风管道或排风管道上的限位件94以及连接于限位件94与封堵板91间的固连件95；限位件94为钢制角形件，一侧与新风管道或排风管道焊接或粘接，另一侧与封堵板91通过固连件95连接，其中固连件95为铆钉或自攻螺丝。
本实施例中吸声料采用玻璃纤维复合毡制作而成，固定方式采用双重固定方式，即首先将玻璃纤维复合毡与管道封堵板91进行黏合，黏合后采用连93连接，其中连件93为铆钉或自攻螺丝，以防止脱落。
结合图1至图9，进一步的说明装配式钢结构组合式风道系统的施工方法，具体步骤如下：
步骤一、在建筑工程施工前，首先与钢结构专业设计人员确定采用薄型或超薄型的防涂层进行钢结构的防水、防火防腐蚀设计；利用BIM技术，将室内各分户进行区域划分并确定安装的工字梁2的适当位置，设计新风固定件323、排风固定件343和限位件94等位置的确定，并确定新风管道32和排风管道34的通风换气的开孔位置。
步骤二、建筑工程完工后，安装工程开始，首先进行工字梁2制作风道系统3内部构件的安装，如新风固定件323排风固定件343、限位件94、导流片10、吸音材料和封堵件9；其中，各构件均通过BIM技术和设计图纸预先分段或分单元预制。
步骤三、在换风区4吊装新风机组31，连接新风机组31上的新风换气管36和排风换气管37，并分别与墙体上的新风换气窗38和排风换气窗39连接，且在连接处采用柔性防火材料将洞口严密封堵；另外，新风换气管36和排风换气管37在室内预留接头；
步骤四、进行工字梁2风道的封闭，将工厂预制的带吸声材料的封闭板材根据风道系统3的尺寸分类，在地面上相应位置根据产品编号进行预排列，防止出现安装过程出现错漏，然后进行顺序安装；安装完成后，对所有缝隙进行统一打胶密封；
步骤五、将新风换气机处的新风换气管36和排风换气管37在室内预留接头，分别与封闭完成后的新风管道32和排风管道34连接；连接时通过法兰、螺丝或热熔连接，并对连接处进行密封处理；
本实施例中，新风换气管36和排风换气管37采用吊装，与工字梁2连接处应预先在封板上预留出相应尺寸的孔洞，并在孔洞四周设置圆形或矩形法兰，法兰与封板连接处先黏贴一圈柔性不燃材料制成的密封胶带，然后采用铆钉或自攻螺丝的方式进行紧密连接，法兰与新风换气管36和排风换气管37连接方式应根据材质不同，采用不同的连接方式；当新风换气管36和排风换气管37采用PVC时，可采用热熔连接，当采用镀锌钢板或不锈钢管道时，应同样安装法兰，两侧法兰对接，使用螺丝螺母锁紧。
与新风换气管36和排风换气管37的风口安装，需在封板材料开口处四周固定木质垫材，新风换气管36和排风换气管37与封板采用射钉连接，然后将新风换气管36和排风换气管37可调节风口固定利用自攻螺丝固定于木质垫材上。
步骤六、进行风道系统3的整体试运行，开启新风换气机后，首先观察所有缝隙处是否严密封闭，如有漏风应首先标记，带整体检查后集中处理；然后利用风速仪测试每个新风出口33和排风出口35，并通过调节风口的开度，使风量满足设计要求；风道系统3整体试运行合格，且所有密封材料完全干透后，再进行房间其他工程的施工。同时经初步计算，当管道内风速大于5m/s时，采用格式或者片式消声器，填充至管道内，降低管道噪音的传播。系统整体试运行合格，且所有密封材料完全干透后，可进行房间内装工程，如涂刷耐水腻子、滚涂墙漆等。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
