6.5 机电管线及设备工厂化预制技术
6.5.1 技术内容
工厂模块化预制技术是将建筑给排水、采暖、电气、智能化、通风与空调工程等领域的建筑机电产品按照模块化、集成化的思想，从设计、生产到安装和调试深度结合集成，通过这种模块化及集成技术对机电产品进行规模化的预加工，工厂化流水线制作生产，从而实现建筑机电安装标准化、产品模块化及集成化。利用这种技术，不仅能提高生产效率和质量水平，降低建筑机电工程建造成本，还能减少现场施工工程量、缩短工期、减少污染、实现建筑机电安装全过程绿色施工。如：
（1）管道工厂化预制施工技术：采用软件硬件一体化技术，详图设计采用“管道预制设计系统”软件，实现管道单线图和管段图的快速绘制；预制管道采用“管道预制安装管理系统”软件，实现预制全过程、全方位的信息管理。采用机械坡口、自动焊接，并使用厂内物流系统整个预制过程形成流水线作业，提高了工作效率。可采用移动工作站预制技术，运用自动切割、坡口、滚槽、焊接机械和辅助工装，快速组装形成预制工作站，在施工现场建立作业流水线，进行管道加工和焊接预制。
（2）对于机房机电设施采用标准的模块化设计，使泵组、冷水机组等设备形成自成支撑体系的、便于运输安装的单元模块。采用模块化制作技术和施工方法，改变了传统施工现场放样、加工焊接连接作业的方法。
（3）将大型机电设备拆分成若干单元模块制作，在工厂车间进行预拼装、现场分段组装。
（4）对厨房、卫生间排水管道进行同层模块化设计，形成一套排水节水装置，以便于实现建筑排水系统工厂化加工、批量性生产以及快速安装；同时有效解决厨房、卫生间排水管道漏水、出现异味等问题。
（5）主要工艺流程：研究图纸→BIM分解优化→放样、下料、预制→预拼装→防腐→现场分段组对→安装就位。
6.5.2 技术指标
（1）将建筑机电产品现场制作安装工作前移，实现工厂加工与现场施工平行作业，减少施工现场时间和空间的占用；
（2）模块适用尺寸：公路运输控制在3100mm×3800mm×18000mm以内；船运控制在尺寸6000mm×5000mm×50000mm以内。若模块在港口附近安装，无运输障碍，模块尺寸可根据具体实际情况进一步加大；
（3）模块重量要求：公路运输一般控制在40t以内，模块重量也应根据施工现场起重设备的具体实际情况有所调整。
6.5.3 适用范围
适用于大、中型民用建筑工程、工业工程、石油化工工程的设备、管道、电气安装，尤其适用于高层的办公楼、酒店、住宅。
6.5.4 工程案例
上海环球金融中心、上海国际博览中心、华润深圳湾国际商业中心、青岛丽东化工有限公司芳烃装置、神华煤直接液化装置、河北海伟石化50万/t 年丙烷脱氢装置、上海东方体育中心、中山医院、南京雨润大厦、天津北洋园等机电安装工程。
6.6 薄壁金属管道新型连接安装施工技术
6.6.1 技术内容
（1）铜管机械密封式连接
1）卡套式连接：是一种较为简便的施工方式，操作简单，掌握方便，是施工中常见的连接方式，连接时只要管子切口的端面能与管子轴线保持垂直，并将切口处毛刺清理干净，管件装配时卡环的位置正确，并将螺母旋紧，就能实现铜管的严密连接，主要适用于管径50mm以下的半硬铜管的连接。
2）插接式连接：一种最简便的施工方法，只要将切口的端面能与管子轴线保持垂直并去除毛刺的管子，用力插入管件到底即可，此种连接方法是靠专用管件中的不锈钢夹固圈将钢壁禁锢在管件内，利用管件内与铜管外壁紧密配合的О形橡胶圈来实施密封的，主要适用于管径25mm以下的铜管的连接。
3）压接式连接：一种较为先进的施工方式，操作也较简单，但需配备专用的且规格齐全的压接机械。连接时管子的切口端面与管子轴线保持垂直，并去除管子的毛刺，然后将管子插入管件到底，再用压接机械将铜管与管件压接成一体。此种连接方法是利用管件凸缘内的橡胶圈来实施密封的，主要适用于管径50mm以下的铜管的连接。
（2）薄壁不锈钢管机械密封式连接
1）卡压式连接：配管插入管件承口（承口U形槽内带有橡胶密封圈）后，用专用卡压工具压紧管口形成六角形而起密封和紧固作用的连接方式。
2）卡凸式螺母型连接：以专用扩管工具在薄壁不锈钢管端的适当位置，由内壁向外（径向）辊压使管子形成一道凸缘环，然后将带锥台形三元乙丙密封圈的管插进带有承插口的管件中，拧紧锁紧螺母时，靠凸缘环推进压缩三元乙丙密封圈而起密封作用。
3）环压式连接：环压连接是一种永久性机械连接，首先将套好密封圈的管材插入管件内，然后使用专用工具对管件与管材的连接部位施加足够大的径向压力使管件、管材发生形变，并使管件密封部位形成一个封闭的密封腔，然后再进一步压缩密封腔的容积，使密封材料充分填充整个密封腔，从而实现密封，同时将关键嵌入管材使管材与管件牢固连接。
6.6.2 技术指标
应按设计要求的标准执行，无设计要求时，按《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242、《建筑铜管管道工程连接技术规程》CECS228和《薄壁不锈钢管道技术规范》GB/T29038执行。
6.6.3 适用范围
适用于给水、热水、饮用水、燃气等管道的安装。
6.6.4 工程案例
应用薄壁不锈钢管较典型的工程有：北京人民大会堂冷热水、财政部办公楼直饮水、上海世博会中国馆、北京广安贵都大酒店（五星）、广州白云宾馆、广州亚运城、杭州千岛湖别墅等机电安装工程。
应薄壁铜管较典型的工程有：烟台世茂T1酒店、天津世茂酒店、沈阳世茂T6酒店等机电安装工程。
6.7 内保温金属风管施工技术
6.7.1 技术内容
（1）技术特点
内保温金属风管是在传统镀锌薄钢板法兰风管制作过程中，在风管内壁粘贴保温棉，风管口径为粘贴保温棉后的内径，并且可通过数控流水线实现全自动生产。该技术的运用，省去了风管现场保温施工工序，有效提高现场风管安装效率，且风管采用全自动生产流水线加工，产品质量可控。
（2）施工工艺
相对普通薄钢板法兰风管的制作流程，在风管咬口制作和法兰成型后，为贴附内保温材料，多了喷胶、贴棉和打钉三个步骤，然后进行板材的折弯和合缝，其他步骤两者完全相同。这三个工序被整合到了整套流水线中，生产效率几乎与薄钢板法兰风管相当。为防止保温棉被吹散，要求金属风管内壁涂胶满布率90%以上，管内气流速度不得超过20.3m/s。此外，内保温金属风管还有以下施工要点，如表6.2所示。
表6.2 内保温金属风管的施工要点
      
保温钉不得挤压保温材料超过3mm 风管两端安装有C型PVC挡风条，以防止漏风，同时防止产生冷桥现象。 法兰高度等于玻璃纤维内衬风管法兰高度加上内衬厚度 挡风条宽度为内衬风管法兰高度加上内衬厚度

1）在安装内衬风管之前，首先要检查风管内衬的涂层是否存在破损，有无受到污染等，若发现以上情况需进行修补或者直接更换一节完好的风管进行安装。
2）内衬风管的安装与薄钢板法兰风管安装工艺基本一致，先安装风管支吊架，风管支吊架间距按相关规定执行，风管可根据现场实际情况采取逐节吊装或者在地面拼装一定长度后整体吊装。
3）内保温风管与外保温风管、设备以及风阀等连接时，法兰高度可按表6.2的要求进行调整，或者采用大小头连接。
4）风管安装完毕后进行漏风量测试，要注意的是，导致风管严密性不合格的主要因素在于风管挡风条的安装与法兰边没有对齐，以及没有选用合适宽度的法兰垫料或者垫料粘贴时不够规范。
5）风管运输及安装过程中应注意防潮、防尘。
6.7.2 技术指标
1）风管系统强度及严密性指标，应满足《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243要求；
2）风管系统保温及耐火性能指标，应分别满足《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243和《通风管道技术规程》JGJ141要求；
3）内保温风管金属风管的制作与安装，可参考国家建筑标准设计图集《非金属风管制作与安装》15K114的相关规定；
4）内衬保温棉及其表面涂层，应当采用不燃材料，采用的粘结剂应为环保无毒型。
6.7.3 适用范围
适用于低、中压空调系统风管的制作安装，净化空调系统、防排烟系统等除外。
6.7.4 工程案例
上海迪士尼乐园梦幻世界、青岛部分地铁3号线1标段、中海油大厦（上海）等机电安装工程。
6.8 金属风管预制安装施工技术
6.8.1 金属矩形风管薄钢板法兰连接技术
6.8.1.1 技术内容
（1）技术特点
金属矩形风管薄钢板法兰连接技术，代替了传统角钢法兰风管连接技术，已在国外有多年的发展和应用并形成了相应的规范和标准。采用薄钢板法兰连接技术不仅能节约材料，而且通过新型自动化设备生产使得生产效率提高、制作精度高、风管成型美观、安装简便，相比传统角钢法兰连接技术可节约劳动力60%左右，节约型钢、螺栓65%左右，而且由于不需防腐施工，减少了对环境的污染，具有较好的经济、社会与环境效益。
（2）施工工艺
金属矩形风管薄钢板法兰连接技术，根据加工形式不同分为两种：一种是法兰与风管壁为一体的形式，称之为“共板法兰”；另一种是薄钢板法兰用专用组合式法兰机制作成法兰的形式，根据风管长度下料后，插入制作好的风管管壁端部，再用铆（压）接连为一体，称之为“组合式法兰”。通过共板法兰风管自动化生产线，将卷材开卷、板材下料、冲孔（倒角）、辊压咬口、辊压法兰、折方等工序，制成半成品薄钢板法兰直风管管段。风管三通、弯头等异形配件通过数控等离子切割设备自动下料。
1）薄钢板法兰风管板材厚度0.5~1.2mm，风管下料宜采用单片、L型或口型方式。金属风管板材连接形式有：单咬口（适用于低、中、高压系统）、联合角咬口（适用于低、中、高压系统矩形风管及配件四角咬接）、转角咬口（适用于低、中、高压系统矩形风管及配件四角咬接）、按扣式咬口（低、中压矩形风管或配件四角咬接、低压圆形风管）。
2）当风管大边尺寸、长度及单边面积超出规定的范围时，应对其进行加固，加固方式有通丝加固、套管加固、Z形加固、V形加固等方式。
3）风管制作完成后，进行四个角连接件的固定，角件与法兰四角接口的固定应稳固、紧贴、端面应平整。固定完成后需要打密封胶，密封胶应保证弹性、粘着和防霉特性。
4）薄钢板法兰风管的连接方式应根据工作压力及风管尺寸大小合理选用，用专用工具将法兰弹簧卡固定在两节风管法兰处，或用顶丝卡固定两节风管法兰，弹簧卡、顶丝卡不应有松动现象。
6.8.1.2 技术指标
应符合《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243、《通风与空调工程施工规范》GB50738、《通风管道技术规程》JGJ141相关规定。
6.8.1.3 适用范围
金属矩形风管薄钢板法兰连接技术适用于通风空调系统中工作压力不大于1500Pa的非防排烟系统、风管边长尺寸不大于1500mm（加固后为2000mm）的薄钢板法兰矩形风管的制作与安装；对于风管边长尺寸大于2000mm的风管，应根据《通风管道技术规程》JGJ141采用角钢或其他形式的法兰风管。采用薄钢板法兰风管时，应由设计院与施工单位研究制定措施满足风管的强度和变形量要求。
6.8.1.4 工程案例
国家会展中心（上海）、中国尊、杭州国际博览中心等机电安装工程。

6.8.2 金属圆形螺旋风管制安技术
6.8.2.1 技术内容
（1）技术特点
螺旋风管又称螺旋咬缝薄壁管，由条带形薄板螺旋卷绕而成，与传统金属风管（矩形或圆形）相比，具有无焊接、密封性能好、强度刚度好、通风阻力小、噪声低、造价低、安装方便、外观美观等特性。根据使用材料的材质不同，主要有镀锌螺旋风管、不锈钢螺旋风管、铝螺旋风管。螺旋风管制安机械自动化程度高、加工制作速度快，在发达国家已得到了长足的发展。
（2）施工工艺
金属圆形螺旋风管采用流水线生产，取代手工制作风管的全部程序和进程，使用宽度为138mm的金属卷材为原料，以螺旋的方式实现卷圆、咬口、合缝压实一次顺序完成，加工速度为4~20m/min。金属圆形螺旋风管一般是以3~6m为标准长度。弯头、三通等各类管件采用等离子切割机下料，直接输入管件相关参数即可精确快速切割管件展开板料；用缀缝焊机闭合板料和拼接各类金属板材，接口平整，不破坏板材表面；用圆形弯头成形机自动进行弯头咬口合缝，速度快，合缝密实平滑。
螺旋风管的螺旋咬缝，可以作为加强筋，增加风管的刚性和强度。直径1000m以下的螺旋风管可以不另设加固措施；直径大于1000mm的螺旋风管可在每两个咬缝之间再增加一道楞筋，作为加固方法。
金属圆形螺旋风管通常采用承插式芯管连接及法兰连接。承插式芯管用与螺旋风管同材质的宽度为138mm金属钢带卷圆，在芯管中心轧制宽5mm的楞筋，两侧轧制密封槽，内嵌阻燃L型密封条。
 
图6.3 承插式芯管制作示意图 表6.3 内接制作技术要求
接管口径/mm 内接板厚/mm 内接口径/mm
500 1.0 498
600 1.0 598
700 1.0 698
800 1.2 798
900 1.2 898
1000 1.2 998
1200 1.75 1196
1400 1.75 1396
1600 2.0 1596
1800 2.0 1796
2000 2.0 1996

采用法兰连接时，将圆法兰内接于螺旋风管。法兰外边略小于螺旋风管内径1~2mm，同规格法兰具有可换性。法兰连接多用于防排烟系统，采用不燃的耐温防火填料，相比芯管连接密封性能更好。
主要施工方法：
1）划分管段：根据施工图和现场实际情况，将风管系统划分为若干管段，并确定每段风管连接管件和长度，尽量减少空中接口数量。
2）芯管连接：将连接芯管插入金属螺旋风管一端，直至插入至楞筋位置，从内向外用铆钉固定。
3）风管吊装：金属螺旋风管支架间距约3~4m，每吊装一节螺旋风管设一个支架，风管吊装后用扁钢抱箍托住风管，根据支吊架固定点的结构形式设置一个或者两个吊点，将风管调整就位。
4）风管连接：芯管连接时，将金属螺旋风管的连接芯管端插入另一节未连接芯管端，均匀推进，直至插入至楞筋位置，连接缝用密封胶密封处理。法兰连接时，将两节风管调整角度，直至法兰的螺栓孔对准，连接螺栓，螺栓需安装在同侧。
5）风管测试：根据风管系统的工作压力做漏光检测及漏风量检测。
6.8.2.2 技术指标
应符合《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243、《通风与空调工程施工规范》 GB50738、《通风管道技术规程》JGJ141相关规定。
6.8.2.3 适用范围
适用于送风、排风、空调风及防排烟系统金属圆形螺旋风管制作安装；
1）用于送风、排风系统时，应采用承插式芯管连接方式；
2）用于空调送回风系统时，应采用双层螺旋保温风管，内芯管外抱箍连接方式；
3）用于防排烟系统时，应采用法兰连接方式。
6.8.2.4 工程案例
国家会展中心（上海）、杭州国际博览中心等机电安装工程。