上海中心大廈在封閉作業環境條件下施工的通風及霧化降溫研究

張 斌

上海市建筑裝飾工程集團有限公司 上海 200076

近年來，隨著中國建筑業的不斷成長，越來越多的超高層建筑出現在各大城市，人們對超高層建筑的青睞也從未改變。超高層建筑不僅有著摩登的外形、節省建筑用地等優點，更是一座城市的標志性建筑。但對施工而言，高層建筑由于其特殊性，具有迥異于普通建筑的特點，它的施工難度是不言而喻的。超高層建筑不僅要解決垂直運輸的困難，更要解決現場封閉環境下施工的通風難題，以保證現場施工環境。上海中心大廈屬于超高層建筑，作業環境封閉，室內裝修施工時，現場環境粉塵多、通風不良、噪聲、異味嚴重、高溫等問題始終困擾著施工人員，這些因素直接導致了勞動力生產率降低，本項目為解決這些問題特針對在封閉作業環境下的施工，引入簡易拆裝的通風霧化降溫系統，實現施工作業層“正壓通風、負壓換氣、循環空間氣流”“霧化濕潤環境空氣，改善施工作業面空氣質量”“降低幕墻玻璃反射溫度對樓層的聚熱影響”“簡易拆裝、適合移動的通風霧化降溫”功能。

1 工程概況

上海中心大廈位于上海浦東陸家嘴功能區，占地逾30 000 m2，由地上118層主樓、5層裙樓和5層地下室組成，總建筑面積576 000 m2。

2 通風霧化降溫系統

2.1 通風霧化降溫系統特點

封閉作業環境施工勞動保護簡拆裝通風霧化降溫系統通過吸風機械、空氣過濾冷卻裝置、混流風口、防火帆布導管、連接法蘭、風閥、霧化裝置、導流風口等簡易、經濟配件的組合，利用超高層電梯、樓梯、設備井道的自然風作為新風和空氣冷源，為封閉空間的施工作業面提供自然冷風和適當的空氣濕度，減少熱輻射和揚塵對作業人員的健康影響，提高建筑裝飾施工階段的環境舒適性。

簡拆裝通風霧化降溫裝置系統包括：超高層建筑的井道冷風源利用系統、樓層作業點新風輸送及循環分配系統、空氣霧化及降溫系統、工具式風道及吊掛系統、風源動力及降噪系統、風源過濾及清新系統、霧化濕潤及風量控制系統（圖1、圖2）。該裝置可實現循環利用，其輕質、安裝簡單的特點，無需使用大量設備，減輕了高層建筑垂直運輸的工作量。通過利用超高層電梯、樓梯、設備井道的自然風作為新風和空氣冷源，為封閉空間的施工作業面提供自然冷風和適當的空氣濕度，減少熱輻射和揚塵對作業人員的健康影響，提高建筑裝飾施工階段在室內空間勞動保護技術的措施水平。該設備無需用電能啟用，通過大樓內部冷熱空氣調和實現降溫，符合綠色環保施工的要求。

圖1 簡拆裝通風霧化降溫系統平面示意

圖2 簡拆裝通風霧化系統部分設備

2.2 簡拆裝通風霧化降溫系統關鍵技術研究與分析

2.2.1 系統概述

簡拆裝通風霧化降溫裝置是利用吸風裝置將建筑井道、電梯間、樓梯間內的冷風輸入裝置系統內，再通過空氣冷卻系統對吸入風源進行初次過濾、二次過濾后再冷卻，冷卻后的清新氣流隨防火帆布管道被輸送至各個混流風機出風口處。同時，防火帆布管道中均勻穿插空氣霧化系統，產生致密的霧化空氣與冷空氣相融合，由混流風口對濕潤冷氣體進行分配、循環，使得冷熱空氣產生對流。設置導流排風口，將系統內的熱能通過井道口輸送出樓層。進入施工環境中的濕潤空氣對施工作業環境中的粉塵顆粒進行包裹、沉降，吸收環境中的熱能，從而達到整體降溫、降塵的作用。

2.2.2 超高層建筑的井道冷風源利用系統

簡拆裝通風霧化降溫裝置利用建筑體自身井道中的冷風源，使用吸風機械將井道內的冷風運送到樓層中，起到降溫的效果。

吸風機械根據現場作業環境要求，選用低噪聲、低耗電、風量大的風扇，其運行平穩、壽命長、防水、防塵、效率高，擁有百葉自動開啟、關閉系統的機型，通過空氣對流，負壓換氣的原理，利用機械動能使風機運轉，將井道內的自然風吸入簡拆裝通風霧化降溫裝置系統內。

2.2.3 樓層作業點新風輸送及循環分配系統

簡拆裝通風霧化降溫裝置利用防火帆布導管將過濾、冷卻后的新風輸送至整個樓層，再利用混流風口將濕潤的冷空氣循環分配、輸送。防火帆布導管的設計滿足了現場防火要求，混流風口根據現場實際情況設立，在混流風口上設有調節風量的閥門，使冷空氣混合進入樓層，將原有的熱能輸送出去，從而達到整體降溫的效果。

2.2.4 空氣霧化及降溫系統

簡拆裝通風霧化降溫裝置將換能片產生的超聲能量直接作用于水，把電能轉化為機械能，而水在強烈的超聲作用下被霧化，產生非常均勻和細密的霧化空氣，霧化的微細水顆粒，經過特殊設計的風管道吹送至需加濕空間，再利用混流風口對冷空氣的分配、循環作用，使得冷熱空氣產生對流，設置導流排風口，輸送出系統內的熱能，從而達到整體降溫。

經計算可知，整個樓層共需要8臺霧化設備，均勻分布于輸氣管道上，根據環境的要求，可人為控制空氣霧化裝置的開關。在吸風口處，設置制冷、加濕等多功能空氣冷卻裝置，設備降溫循環水泵抽取水槽內的冰水到分水器，分水器均勻地將冰水送至蒸發器，蒸發器被浸淋后，表面形成冰水膜，氣流使冰水膜上的冰水迅速從液態蒸發成氣態，并吸收熱氣中的熱量，冷風經導風口高速送出（圖3）。

2.2.5 工具式風道及吊掛系統

簡拆裝通風霧化降溫裝置利用輕質細桿與法蘭接頭完成對防火帆布輸送導管的固定，再利用吊桿及懸掛鎖將整個系統懸掛于空中。

輕質細桿與法蘭的利用，滿足了整個裝置系統質量輕、易組裝、易拆卸的要求，吊桿與懸掛鎖的設置，使得整個系統高度可調，可根據不同的場合做出相應的調整，便于工程應用（圖4）。

圖3 空氣冷卻裝置

2.2.6 風源動力及降噪系統

簡拆裝通風霧化降溫裝置（圖5）利用吸風機械將井道冷風輸送入樓層系統中，內置過濾裝置可對風源進行初過濾凈化，過濾網可進行拆卸、更換；再利用無電型渦輪式混流風口，對冷空氣進行循環、分配，無電型渦輪式混流風口是鋁制外殼，輕便易裝卸，此設計能夠降低支架成本，節省電費，減掉噪聲。

圖4 吊掛系統法蘭接頭

圖5 吸風機械裝置

2.2.7 風源過濾及清新系統

簡拆裝通風霧化降溫裝置利用導流口吸風機械內置的過濾裝置系統，將井道冷風源進行過濾，過濾裝置采用可拆卸設計，內部過濾網能夠進行清洗、更換；再利用空氣霧化裝置產生顆粒致密濕潤的霧化空氣，利用混流風口將其輸送至樓層內，濕潤空氣中的水珠顆粒能夠包裹空氣中的灰塵顆粒，并使其沉降，達到清新空氣的作用。

2.2.8 霧化濕潤及風量控制系統

簡拆裝通風霧化降溫裝置利用空氣霧化裝置產生顆粒致密的霧化空氣，經過特殊設計的風管道吹送至系統管道內，通過混流風口傳送、分配至整個樓層內，部分霧化空氣遇熱氣化，吸收樓層內部分熱量，同時，致密的霧化空氣中的水顆粒能夠包裹空氣中灰塵顆粒并將其沉淀，達到濕潤、凈化樓層空氣的作用；霧化空氣裝置具有人為調控功能，能夠控制霧化空氣量；混流風口上裝有限流閥門，可調節冷空氣流量，控制整個樓層內風量的大小，實現系統可控性、多環境適應性等。

2.2.9 裝置輕便耐用、安裝快捷、多環境適應特性

簡拆裝通風霧化降溫裝置利用輕質細管和法蘭相互連接，管道使用防火帆布和輕質細管，設置吊索，吊掛整個通風霧化裝置系統，不僅減輕系統裝置自身質量，同時具有輕便易組裝、拆卸的特性?；炝黠L口采用強度適宜、質量較輕的鋁材質，方便安裝與吊掛，且使用范圍廣、環保無噪聲；限流閥門可人為調整系統向樓層內輸送的冷風量，使整個系統可隨環境的不同作出相應的調整，具有多環境適應性等特點。

3 結語

超高層建筑封閉作業環境下的通風霧化降溫系統具有如下創新點：

1）利用建筑自身井道冷風源，通過裝置系統逐步過濾凈化、冷卻濕潤，與封閉空間內的高溫、揚塵空氣相互交換作用，自然環保。

2）輸送管道采用防火帆布、法蘭及吊索搭建，既滿足管道的防火等級要求，又能夠令整個裝置系統的總質量減輕。同時，組裝拆卸簡便，系統高度可調，具有施工環境多適應性。

3）吸風機械與空氣冷卻裝置相配合，冰水混合物不僅能夠降低系統風源的溫度，還能濕潤空氣；一層可拆卸過濾網系統，既能保證系統的需風量，又能保證風源的干凈清潔性；抽屜式冰塊置物箱，可對使用冰塊進行后續跟進，確保冰塊的連續性，空氣冷卻度。

4）采用無電型渦輪式混流風口，質量輕，易安裝拆卸，不耗費電能，無噪聲；與限流閥相互組合，控制系統換風量，實現系統溫度人工可調，使系統更加人性化，適應環境多變性。

5）配置多臺空氣霧化裝置，均勻分布在系統四周，通過混流風口對霧化空氣進行輸送與分配，既可全樓層進行霧化降溫除塵，又可局部空間進行霧化降溫除塵，達到節約環保和諧的作用。

6）系統裝置總體積小，可拆卸為小體積進行運輸、儲存，裝置為可循環使用系統，環保節約。

超高層建筑封閉作業環境下的通風霧化降溫系統解決高層建筑室內裝修現場環境揚塵多、通風不良、噪聲大、異味嚴重、高溫等問題[1-3]，提高勞動生產率，保證現場施工環境，可為國內超高建筑封閉環境下施工的通風霧化降溫問題提供技術和實踐指導。