学校项目机电安装新技术应用探讨与总结

学校项目机电安装新技术应用探讨与总结

柏攀

陕西建工第一建设集团有限公司

内 容 摘 要

近年来，随着社会的发展、城市化进程的加快，随之配套的民生工程尤其是学校项目建设“火力全开”，新时代下的学校建设思维应与时俱进，要让校园更加智慧化和人性化，本文详细论述了学校建设项目机电安装领域的一些新技术的应用，并结合西安高新区第十八小学项目的具体施工，重点说明了施工中需要注意的一些问题。

关键词：学校项目新风空气质量监测雨水收集能耗监测太阳能直饮水

序 言

随着全面建设社会主义现代化国家的持续推进，人口从农村大规模涌向城市，城市化进程所带来的城市教育资源匮乏问题愈发严重。以西安为例，根据2021年5月第七次全国人口普查陕西发布的最新数据显示，截止2021年5月西安人口总量达1295.29万人，比2010年增加448.51万人，增长52.97%，占全省人口比重32.77%，随着西安近两年国家中心城市布局的持续推进，这一趋势将更加严重。在此背景下，建学校、保学位成为第一要务，2019年10月10日，《西安市基础教育提升三年行动计划（2019-2021年）》发布。按照计划，3年内，西安将完成新建、改扩建中小学幼儿园430所，增加学位38.95万个，满足新增学位刚性需求，市级“名校+”联合体内的“名校”自主招聘高层次和急需紧缺人才，不断扩大全市优质教育资源总量。

建筑行业尤其是施工单位，作为方案实体化中最重要的一环，在政府将教育类建设项目全部纳入市级重点项目、大范围兴建扩建学校的契机下，更应当体现出行业担当，紧抓机遇，深入学习和总结学校项目建设的相关工艺及规范，当好排头兵，为国家教育事业贡献自己应有的力量。

下文将重点从校园新风系统、空气质量监测系统、雨水收集系统、能耗监测系统、太阳能热水系统、直饮水系统六个方面进行详细的论述和总结。

一、校园新风系统

（一）现状

夏季和冬季人们过分依赖空调降温和室内采暖，室内通风状况差，室内建筑、装修、家具、装饰和办公设备释放的有害物质得不到有效置换，有害气体不断地积累，浓度不断的增高，加之雾霾持续的肆虐，给许多人的生活和健康带来了很大的影响，尤其对青少年儿童影响更大。教室是学校进行教学活动的主要场所，学生到达学校之后，90%左右的时间都是在教室内度过的，他们长时间的暴露在污染之下，充当“人肉净化器”的角色。严重影响了孩子智力发育、健康成长，因此幼儿园、学校需要配备新风系统。

（二）必要性分析

1．防御PM2.5等微小颗粒

幼儿很容易受到空气污染的侵害，产生咳嗽、感冒等呼吸系统问题。研究发现，短期暴露于高PM2.5的环境中，将会导致儿童肺功能的改变及哮喘的发病率增加，而长期暴露将会诱发儿童的慢性呼吸系统疾病。

2.去除室内甲醛及TVOC等装修污染物

学校粉刷装修和更换桌椅会产生甲醛、TVOC等污染物。这类污染物的扩散挥发过程非常长，污染物散布在空气当中，使孩子产生皮炎、哮喘、过敏、头痛等中毒症状。

3.防御病菌和细菌

中小学校教室面积较小，学生密集,在冬春季节最容易大面积爆发传染性疾病，如流感、水痘等。冬春季节为保证室内温度相对恒定,开窗机会减少，更加剧了空气不流通、病菌细菌含量高的问题。

4.减少二氧化碳含量

教室人员密集，空气流通速度缓慢，二氧化碳被呼出后容易集聚，使空气当中的氧气含量下降，而这容易造成大脑缺氧、呼吸困难等问题，影响学生身体健康和学习效率。

（三）新风系统的作用

新风系统能够将外界空气进行过滤后引入室内,过滤掉空气中的绝大多数PM2.5、甲醛、TVoC、花粉、病菌，并将室内污浊空气排出室外，时刻保持室内空气健康、含氧量充足,并维持较低的二氧化碳含量。

（四）安装实施及维护

1.安装区域划分

(1）普通教室、实验室、小阶梯教室、阅览室、活动教室等新风系统采用每间独立设置的全热回收新风机,设置于房间外的走廊内或者教室内。其中布置在外廊的新风系统均设置电子式除霾、杀菌空气净化装置,房间内的新风系统采用内置高效HEPA过滤网的一体机。

(2) 报告厅、餐厅、风雨操场设置集中式全热回收新风机,新风系统均设置电子式除霾、杀菌空气净化装置。

(3)办公室、展览室、器材室、档案室等分散式房间不设置新风系统。

2．施工注意事项

(1）管道材质要求低，镀锌铁皮等常规材料均可满足，制作安装过程中注意把控管道严密性，防止出现空隙，从而产生漏气现象，影响使用效果。

(2)吊顶式新风设备安装前顶部应预先安装弹簧减震器，减少设备震动影响。

(3)管道与设备连接处应使用软连接，防止设备震动联动管道。

(4)如处于工期短节奏快的项目，设备到货时间晚于管道安装时间，则应先确定设备型号尺寸，由厂家派专人将设备尺寸尤其是设备管道接口位置尺寸等内容对施工人员专项交底，管道预制及安装提前对接确定方案，有条件的应采用设备模型安装样板间。

(5)管道应考虑保温，既能有效的降低管道及风噪，也能防止冬季冷热频繁交替产生冷凝水。

(6)与空气质量监测系统联动，实现自动化控制。

二、空气质量监测系统

（一）系统简介

空气质量控制系统主要是通过各类传感器（一氧化碳，二氧化碳、PM2.5、甲醛等）采集调控区域里空气成分的相关参数，实时对采集数据进行分析比对，终通过对风机、空调等设备的控制以实现空气交换达到调节空气质量的目的，同时可根据预设自动进行调节，终使空气质量达到优标准的智能化系统。

（二）系统功能与实施细则

1．中央管理中心

在管理中心设置空气质量监控主机、主机具备空气质量实时监测显示、统计、存储、分析、报警等功能。

2．控制器

在各机械通风设备的电气控制箱内设置控制器,所有设备通过AT-BUS网线接入空气质量监控主机。

3．传感器及安装要求

在地下车库区域分布设置CO探测器，地上在教室、合班教室、报告厅等区域设置多合一（CO2、PM10、PM2.5）带液晶显示探测器。室内空气质量传感器安装在空气流通处，高度为距地1.0-1.5米、车库CO传感器安装1.8-2.0米，应避开通风口、通风道等风速高的区域。

4．传感控制

控制器实时接收各探测器检测的浓度信号,并依据CO、CO2、PM10、PM2.5浓度的变化，自动控制通风排风机等设备，使空气质量达到绿色环境的要求。

5．安装方式

所有模块和传感器之间采用手拉手的方式连接,AT-BUS总线选用RVSP2*2*1.0。

6．管线敷设

管线敷设可选用金属电线管,并用金属软管与传感器连接。

7．系统独立运行与互联

室内空气质量检测系统可自成体系,也可通过OPC等方式与楼宇自控系统互联 。

三、雨水收集系统

（一）雨水回收再利用的意义

我国淡水资源相对缺乏，国家近些年一直倡导海绵城市建设，而雨水收集又是其中一个重要环节，主要将雨水资源经过收集、处理后再用于工业、生活等方面，雨水收集可以达到节能减排、绿色环保，另外可以用作生活中的杂用水，节约自来水，减少水处理的成本。

（二）工艺流程及实施细则

1．工艺流程

汇集的雨水首先通过自动弃流过滤装置拦截降雨初期径流,径流厚度可根据雨水水质设定,当拦截的水量达到设定值时弃流结束,雨水进入收集池。雨水收集池内设有雨水提升泵,将雨水提升至3P分散式雨水处理器进行处理,处理后的水自流进入清水池，清水由清水池内的清水泵加压并经紫外线消毒器消毒后供水至回用水管网。自动弃流过滤装置的弃流雨水排入雨水管网,雨水收集池内的排泥水排入污水管网。

2．实施细则

(1）自动弃流过滤装置：初期雨水水质较差,含有较大杂物、泥沙等,经过弃流过滤装置收集较为清澈的雨水回用可以减少雨水处理工序,降低运行成本,延长处理设备使用寿命。

(2)雨水贮存：雨水贮存采用PP模块雨水收集池,收集池由池体、进水检查井、取水检查井组成。

(3)雨水处理：雨水处理采用3P分散式雨水处理器,该设备综合沉淀、过滤、吸附等工艺于一体,无需动力依靠雨水落差形成的势能使雨水通过处理器内部完成处理过程。

(4)清水贮存：处理后的清水贮存采用PP模块清水池,清水池由池体和取水检查井组成。

(5)消毒与回用：本系统处理后的清水采用紫外线消毒器进行消毒,回用水供水系统设有自动补水装置,且补水应在净化雨水供量不足时进行。

四、能耗监测系统

（一）能耗监测系统的意义

目前，我国电能能耗问题日益严重，电能消耗巨大，因此建立功能强大的电能能耗监测系统和详细的能耗监测系统方案是十分必要的，确定各类型的能耗标准，分析出重点用能单位和高能耗单位，并逐步对高能耗区域进行节能控制，最终降低成本，提高经济效益。

（二）能耗管理及流程

能耗监测与管理系统对电、水、气、热及其他能源消耗量进行监测,在现场设置带通信接口的电、水、气、冷热量等计量表计,并对建筑内照明插座、动力、空调、特殊用电等设分项计量表,数据采集后上传至本工程总控室管理主机，以便监控和管理控制。

五、太阳能热水系统

中小学校太阳能热水系统应用范围相对有限，以西安高新第十八小学为例，此项目太阳能热水系统主要针对行政及综合楼教职工使用的淋浴用热水，热水采用太阳能加热、空气源电辅助加热系统，给水管道以上行下给、立管循环供水方式送至各用水点。其他浴室（主要为游泳池、篮球馆等区域）的生活热水采用集中热水供应,在地下车库的锅炉房由一台锅炉直接供给80℃的高温热水(热媒),热水系统通过一台导流型半容积式换热器换热后将热水供至用水点,热水系统为同程供水方式。

六、直饮水系统

（一）学生饮水现状

1．直接饮用自来水

很多经济条件不发达的地区，主要在夏季，学生直接饮用水龙头的自来水，自来水是较低标准的生活用水，里面很多卫生指标严重超标，尤其是水质越差的地区，水总含氯及漂白粉更多，水中有机物与多余蚕结合形成三卤甲荒，是人体致癌物质，不宜直接饮用。

2．自带水喝

由于学校没有水可供学生饮用，家长不得不在家里给学生准备好水并用水杯带入学校，但水杯水量有限，且增加了学生背包负担，并不能很好的解决问题。

3．饮料

很多学生及家长为了省事，直接在小卖部购买饮料饮用，这样长时间下去不利于身体健康。

4．桶装水

有些学校直接订购桶装水，这样做花费较大，不经济实用，对普通地区学校来说是一笔不小的开支，且桶装水存在二次污染，水桶与饮水机对接部分是不能完全密封的，空气中的细菌从此进入，在饮水机水箱里存活繁衍。

因此实施并普及学校直饮水工程势在必行。

（二）实施细则

1．布置区域

各楼号每层均设置饮水机房，饮水主机布置在饮水机房内，在活动室、教师办公室、行政办公室等房间均设置直饮水机,层直饮水总机出水接至各个房间内的直饮水机，供学生及教师饮水。

2．直饮机设备

层饮水机主机采用5层（PP+T+PP+RO+T）RO反渗透过滤系统，杀菌方式为反渗透抑菌，房间内直饮水机杀菌方式为UV紫外线杀菌。并带有加热功能，可直接饮用。

3．管材

直饮水采用薄壁不锈钢管，管材和管接均采用食品级,须做到化学性质稳定,主要成分及添加剂不溶解于水中;物理性稳定,耐压和耐冲击不变形。

4．管线安装注意事项

(1)布管至机器安装位置,预留50cm不锈钢管调试时连接机器。

(2)机器背后管路用波纹钢管或黄腊管保护 (防止老鼠咬断)。

(3)直饮水机后设置溢流管,后背板圆孔穿出,斜下放入桶内。

(4)明露管道应使用包覆管，省去了二次保温工序，省工省料。

(5)楼层伸缩缝位置应设置软连接。

5．管道水冲洗

管道在系统交付使用前必须进行水冲洗和消毒，所有工序完成后应在甲方及监理的参与见证下委托第三方水质检测机构完成水质取样及检测工作，并出具水质检测报告，一切达标后方可移交使用。

结 论

随着社会的发展与进步，传统学校的建造思维与模式正在进行翻天覆地的变化，在当下兴建扩建学校的浪潮中，我们已然看到了一些新的设计理念正在悄然落地，机电安装领域新技术更新换代周期加快，校园新风系统、空气质量监测系统、雨水收集利用系统、能耗监测系统、太阳能热水系统、直饮水系统、游泳池、地辐热供暖系统、充电桩系统、智能照明系统、智慧校园系统等一批设计理念在校园中得以落地和普及，当然施工中也发现了很多问题，本文仅对其中的几个重点分项做了一些浅层次的分析和总结，希望通过本文能让更多的人重视学校机电安装领域新技术的发展与应用，并且参与进来，让这方面的设计与施工更加实用化。

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