綜合管廊內(nèi)管道熱損失計算與通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

柳陽

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，我國綜合管廊建設(shè)已經(jīng)陸續(xù)在各城市展開。該文結(jié)合沈陽市南運河段地下綜合管廊工程實例，分析了綜合管廊中設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)的必要性，介紹城市綜合管廊的幾種通風(fēng)方式，闡述綜合管廊通風(fēng)、排煙系統(tǒng)組成、設(shè)計方法、步驟、設(shè)計過程中的問題，同時提出合理建議，對綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計有一定參考意義。

關(guān)鍵詞：綜合管廊；通風(fēng)；排煙系統(tǒng)設(shè)計

1 綜合管廊內(nèi)供熱管道的熱損失及通風(fēng)系統(tǒng)概述

綜合管廊是城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施。它將各種市政管線集于一體，有節(jié)約土地，便于檢修養(yǎng)護(hù)，避免城市道路頻繁開挖等優(yōu)點，有利于政府對社會公共資源的控制和管理，同時國務(wù)院相關(guān)指導(dǎo)意見及國家新型城鎮(zhèn)化建設(shè)要求的出臺，使其在全國城市建設(shè)中的應(yīng)用越來越多。

熱水系統(tǒng)的熱損失主要來源于三部分：熱水管道向管道周圍的環(huán)境的傳熱；儲熱水器或熱交換設(shè)備向周圍環(huán)境的傳熱；冷凝水排放。儲熱水器或熱交換設(shè)備向周圍環(huán)境的傳熱及冷凝水排放是各用熱水用戶看得見或容易感受得到的，很易引起重視；但熱水管道大多處于看不見的隱蔽部位，其熱損不易引起人們的重視。

熱水系統(tǒng)設(shè)計中，熱水管的保溫方式對熱能損失有較大的影響，保溫方式設(shè)計不當(dāng)，不僅熱量損失大，而且熱水循環(huán)量要大，對循環(huán)泵的電能輸入相應(yīng)地也增加了。保溫方式不能僅僅選用標(biāo)準(zhǔn)圖集的做法，應(yīng)根據(jù)規(guī)范、管內(nèi)水溫、管外環(huán)境溫度、最大允許熱損失量或溫降進(jìn)行精確計算，再結(jié)合后確定。

綜合管廊本體完全位于地下，屬于封閉的構(gòu)筑物，本身空氣流通不暢，還會促使生物性有機(jī)物在微生物的作用下產(chǎn)生有毒、有害氣體進(jìn)而引起管廊內(nèi)氧氣含量下降，二氧化碳的含量增加等問題；管廊內(nèi)鋪設(shè)的電力、供熱和污水管道等管線，也會散發(fā)熱量和有害氣體，若鋪設(shè)燃?xì)夤芫€，還會出現(xiàn)可燃性氣體泄露的危險，這些問題都不利于維護(hù)人員的巡視與檢修。因此，需要設(shè)置有效的通風(fēng)系統(tǒng)來改善管廊內(nèi)的空氣質(zhì)量，使管廊內(nèi)的各類管線處于良好的運行環(huán)境，保證有害氣體在安全的濃度水平之下，同時在管廊發(fā)生火災(zāi)時，通過對通風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)閉，使管廊內(nèi)形成相對密閉的空間，可以有效地控制火災(zāi)蔓延，并能在火災(zāi)后及時開啟排煙系統(tǒng)，及時排除火災(zāi)后的煙氣。

沈陽市南運河段地下綜合管廊工程全長約12.8 km。沿線住宅小區(qū)和市政管線較密集，通過建設(shè)綜合管廊可有效地解決“拉鏈路”式建設(shè)，減小了敷設(shè)和維修地下管線反復(fù)開挖路面而對交通、環(huán)境和居民出行造成的影響和干擾，提高了老城區(qū)供水、供氣、供暖等供應(yīng)能力和運行安全，為城市后續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。

該綜合管廊收納的管線種類有：電力電纜、通信管道、給水管道、中水管道、供熱管道、天然氣管道。該綜合管廊采用盾構(gòu)施工工法，在兩個結(jié)構(gòu)內(nèi)直徑D=5.4 m的圓內(nèi)，設(shè)置電力艙、熱力+通信艙、水艙和天然氣艙?？紤]管道安裝和日常維護(hù)的需要，綜合管廊設(shè)計為通行管溝。

2 綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)的分類

綜合管廊通風(fēng)方式包括自然通風(fēng)、自然通風(fēng)輔以無風(fēng)管的誘導(dǎo)式通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)三種方式，其中機(jī)械通風(fēng)又分為：（1）自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)；（2）機(jī)械進(jìn)風(fēng)、自然排風(fēng)；（3）機(jī)械進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)。

3 綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

3.1 防火分隔

根據(jù)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》：“天然氣管道艙及容納電力電纜的艙室應(yīng)每隔200 m采用耐火極限不低于3.0 h的不燃性墻體進(jìn)行防火分隔?！痹摴こ烫烊粴馀摵碗娏ε摳鲃澐譃?4個防火分區(qū)。

3.2 通風(fēng)、事故后通風(fēng)系統(tǒng)

由于該綜合管廊處于地下空間5～10 m之間，為密閉的地下構(gòu)筑物，完全依靠自然通風(fēng)，是難以保證管廊內(nèi)部空氣品質(zhì)的。從景觀、節(jié)能、投資等方面考慮，該次的設(shè)計采用機(jī)械排風(fēng)輔以自然補(bǔ)風(fēng)方式解決管廊通風(fēng)問題。機(jī)械排風(fēng)減小排風(fēng)豎井面積，減小占用地面空間，從而減少對景觀環(huán)境的影響；自然補(bǔ)風(fēng)，利用排風(fēng)后排風(fēng)區(qū)負(fù)壓，進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，減少風(fēng)機(jī)投入臺數(shù)，節(jié)省初投資，減少運行費用，而達(dá)到節(jié)能目的。該工程通風(fēng)分為天然氣艙和其余艙兩種情況。

天然氣艙內(nèi)設(shè)獨立機(jī)械進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)，平時通風(fēng)量為每小時6次，事故通風(fēng)排風(fēng)量為每小時12次；通風(fēng)系統(tǒng)按200 m間隔設(shè)置，一端設(shè)機(jī)械送風(fēng)機(jī)房，另一端設(shè)機(jī)械排風(fēng)機(jī)房。送、排風(fēng)機(jī)各設(shè)置2臺，均為防爆風(fēng)機(jī)，平時通風(fēng)開啟1臺，事故通風(fēng)開啟2臺。

其余艙設(shè)機(jī)械排風(fēng)，平時通風(fēng)量為每小時3次，事故通風(fēng)時排風(fēng)機(jī)僅對電力艙進(jìn)行事故后排風(fēng)，其他艙排風(fēng)管電動風(fēng)閥關(guān)閉，換氣次數(shù)每小時6次；通風(fēng)系統(tǒng)按防火分區(qū)設(shè)置，每個防火分區(qū)一端設(shè)進(jìn)風(fēng)口，另一端設(shè)機(jī)械排風(fēng)機(jī)房，排風(fēng)機(jī)兼做主管廊電力艙事故后排風(fēng)，且平時通風(fēng)工況下，排風(fēng)機(jī)還承擔(dān)支管廊的平時排風(fēng)。機(jī)械通風(fēng)時，室外新鮮空氣由進(jìn)風(fēng)口自然進(jìn)入管廊內(nèi)，沿溝縱向流向排風(fēng)口，并由排風(fēng)機(jī)排至室外。為保證電力艙在事故后迅速排除有害氣體，在該排風(fēng)系統(tǒng)各艙的排風(fēng)支管上設(shè)有電動風(fēng)閥，即當(dāng)電力艙需要事故后排風(fēng)時，則將其他艙排風(fēng)支管電動風(fēng)閥關(guān)閉，增大電力艙的排風(fēng)量，使之迅速達(dá)到排除有害氣體的目的。

風(fēng)道出地面設(shè)不銹鋼防雨百葉，風(fēng)亭均設(shè)置在地面綠化帶中。

3.3 通風(fēng)系統(tǒng)自動控制

管廊通風(fēng)分為平時通風(fēng)工況和事故后通風(fēng)工況。風(fēng)機(jī)均采用就地控制、探測器自動控制、遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的控制方式。

管廊的平時通風(fēng)工況運行控制為：通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的啟停采用定時控制與溫控探測器控制相結(jié)合的控制方式。同時在管廊內(nèi)設(shè)置溫度探測器和氣體濃度探測器，當(dāng)某一區(qū)域氧含量過低時，或溫度過高時，檢測探測器發(fā)出報警信號，啟動該區(qū)段的排風(fēng)機(jī)，強(qiáng)制換氣，保障管廊內(nèi)正常工況。當(dāng)工作人員需入管廊巡視或檢修設(shè)備時，需提前啟動運行通風(fēng)設(shè)備，待換氣充分后人員方可進(jìn)入管廊內(nèi)。

電力艙事故后通風(fēng)工況：當(dāng)管廊其中一個防火分區(qū)的電力艙內(nèi)電纜發(fā)生事故時，該防火分區(qū)內(nèi)的排風(fēng)機(jī)停止運行，電力艙的排風(fēng)支管和進(jìn)風(fēng)口的電動風(fēng)閥控制關(guān)閉，確保電力艙的密閉。待確認(rèn)事故結(jié)束后，開啟排風(fēng)機(jī)和電力艙排風(fēng)支管和進(jìn)風(fēng)口上的電動風(fēng)閥進(jìn)行通風(fēng)，同時控制關(guān)閉其他艙排風(fēng)支管的電動風(fēng)閥，用以增加電力艙的排風(fēng)量，此狀態(tài)為電力艙事故后通風(fēng)工況，系統(tǒng)以該工況運行30 min后或有害氣體已排除后，控制系統(tǒng)返回平時工況。

天然氣艙艙事故通風(fēng)工況：當(dāng)管廊天然氣艙內(nèi)其中一個分區(qū)的天然氣濃度大于其爆炸下限濃度20%時，啟動事故通風(fēng)設(shè)備，該分區(qū)內(nèi)的送、排風(fēng)機(jī)全部投入運行。此狀態(tài)為天然氣艙事故通風(fēng)工況，系統(tǒng)以該工況運行至確保天然氣濃度滿足要求后，控制系統(tǒng)返回平時通風(fēng)工況。

3.4 設(shè)備選型

所有通風(fēng)機(jī)均選用低噪聲、高效風(fēng)機(jī)。為天然氣艙設(shè)置的風(fēng)機(jī)為防爆風(fēng)機(jī)。管廊風(fēng)機(jī)進(jìn)出口均加裝消聲器。所有通風(fēng)機(jī)進(jìn)出口連接處均加防火帆布軟接。吊頂風(fēng)機(jī)設(shè)減震吊架，所有設(shè)備均選用節(jié)能產(chǎn)品。

4 結(jié)論

綜合管廊的通風(fēng)系統(tǒng)是保障綜合管廊日常維護(hù)人員以及事故后救災(zāi)人員人身安全的系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計是否合理，運行是否安全穩(wěn)定，很大程度上決定了相關(guān)人員身體健康與安全，同時也是管廊內(nèi)各類管線的正常運行的保障。該工程設(shè)計總結(jié)如下。

（1）綜合管廊的通風(fēng)方式應(yīng)綜合考慮土建、設(shè)備投資、運行費用等多方面因素經(jīng)可行性研究后確定，一般選擇自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)是一種較為常用的方式。

（2）綜合管廊的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)結(jié)合消防設(shè)計統(tǒng)一考慮，如有氣體滅火系統(tǒng)，則應(yīng)根據(jù)相關(guān)要求，設(shè)置風(fēng)口關(guān)斷風(fēng)閥，形成密閉空間，使得氣體滅火系統(tǒng)能夠有效工作。

（3）綜合管廊的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意噪聲的控制，通風(fēng)機(jī)房應(yīng)做好消聲設(shè)計。

（4）綜合管廊的通風(fēng)口應(yīng)另外做好景觀化設(shè)計，使其在滿足基本功能的前提下，達(dá)到周邊景觀和諧統(tǒng)一的視覺效果。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：吉林省梨樹縣房屋征收經(jīng)辦中心）