綜合管廊的通風與排煙設計

黃玲芳

(廈門市市政工程設計院有限公司，福建 廈門 361000)

0 前 言

隨著我國現(xiàn)代城市化進程的加快及城市建設的蓬勃發(fā)展，綜合管廊建設日趨成熟。在綜合管廊設計中，外露地面主要有逃生口、吊裝口、通風口、人員出入口，因此，通風口成為主要影響城市景觀的構筑物[1]。在滿足通風需求的前提下，如何合理設計綜合管廊通風口成為設計要點。本文主要探討在滿足規(guī)范及使用的前提下，盡量減少地面風亭尺寸及個數(shù)，優(yōu)化城市景觀，并針對大型跨海綜合管廊的特殊通風形式展開探討。

1 綜合管廊通風系統(tǒng)

綜合管廊屬于封閉型地下構筑物，廢氣的沉積、人員和微生物的活動都會造成溝內氧氣含量的下降，管廊內的通風系統(tǒng)設計不合理或通風設備出現(xiàn)故障時，管廊內通風效果不良，各類管線散發(fā)的熱量無法及時排出，導致熱量在綜合管廊內積聚，使管廊艙內溫度升高。

為了及時排出管廊內積聚的熱量、異味以及其他有害氣體，改善管廊維護管理人員工作時的環(huán)境狀況，同時保證管廊內設備設施的安全以及正常運行，確保管廊內溫度≤40℃、濕度≤80%、氧氣濃度≥20% VOL、甲烷含量≤15% LEL、硫化氫含量≤5ppm，地下綜合管廊需設置通風系統(tǒng)。

因此，通風設計以一個通風分區(qū)為計算單元，以此劃分通風系統(tǒng)及布置通風設備，綜合管廊通風系統(tǒng)常采用自然進風+機械排風結合系統(tǒng)、機械進風+機械排風系統(tǒng)，并且綜合管廊應設置事故后機械排煙設施?？紤]綜合管廊的特殊性，其除檢修及定期巡查外無人員進出，因而通風消防的目的與一般民用建筑不同。一般民用建筑以疏散人群為目的，而綜合管廊的通風消防目的是加速滅火、減小電纜等市政公用設施的損害。所以當綜合管廊內發(fā)生火災時，火情監(jiān)測器發(fā)出信號，在監(jiān)視器確認發(fā)生火災的防火分區(qū)無人員后，消防控制中心關閉280°自動復位防煙防火調節(jié)閥，同時聯(lián)動關閉發(fā)生火災的防火分區(qū)及相鄰分區(qū)的送排風機。待事故結束后，管廊內空氣冷卻再重新開啟防火閥，啟動通風機排除管廊內煙霧。

在相同的換氣次數(shù)條件下，管廊內部所需通風量相同，則風壓的大小是影響管廊內風速的主要原因之一。一進一排的通風方式采用大風量的排風機，造成的負壓較一進兩排的兩個小風量風機或自然進風機械排風方式更大，使管廊內部平均風速更大，更有利于通風排煙。

2017年郝冠宇在《綜合管廊中電纜艙內火災煙氣模擬研究》[2]分析了綜合管廊電力艙內火災發(fā)生時采用“一進一排”與“中間進兩邊排”排煙方式的優(yōu)缺點以及誘導風機在排煙過程中的作用，結果表明電力艙火災發(fā)生后“一進一排”的排煙方式更有利于排煙，并且在一進一排的通風形式下，設置誘導風機在管廊內對主流風速產生負作用擾動，此擾動減小了管廊內平均風速，不利于排煙，所以不設置誘導風機的排煙效果更優(yōu)。

結合綜合管廊的自身特性，設計推薦選用平時通風及火災后事故通風共用一個系統(tǒng)，采用機械進排風。平時防火閥常開，發(fā)生火災時該防火分區(qū)及相鄰分區(qū)的防火閥關閉，并聯(lián)動關閉通風設備。風機均采用就地手動控制、PLC自動控制、監(jiān)控中心遠程控制相結合的控制方式，并以就地手動控制為最高控制優(yōu)先級。

當有巡視檢修工作人員進入管廊時，應提前半小時開啟相應區(qū)段的通、排風機，提供必要的新風量，確保人員的安全需要。

2 風亭設置間距

通風設計與通風分區(qū)息息相關，因管廊內宜采用利用管廊通道進行的縱向通風方式，通風分區(qū)長度越長，所需風量越大，通風系統(tǒng)的阻力也越大，風機型號越大，風機房所需空間加大，外露百葉面積需求加大，并且因長度加長導致通風效果變差。此外，通風分區(qū)越長通風量越大，管廊內的斷面風速越大，過大的斷面風速不利于巡檢人員進入管廊內進行巡視、檢修等活動。

針對幾種常規(guī)管廊斷面風量計算、風機選型、百葉尺寸及風口大小，比較研究如下。

通風分區(qū)計算風量=換氣次數(shù)×體積

換氣次數(shù)按《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》(GB 50838—2015)[3]要求選取，每個通風分區(qū)的設計風量≥計算風量。表1為艙室類型尺寸表。

表1 艙室類型 單位：m

表2為單個市政艙計算分析。

表2 單個市政艙計算

表3為單個燃氣艙計算分析。

表3 單個燃氣艙計算

表4為雙艙：市政艙+高壓艙的計算分析。

表4 雙艙：市政艙+高壓艙的計算

綜上所述，隨著通風區(qū)間長度的增加，風機風量、功率、全壓、尺寸均不同程度增加，風亭百葉面積增大。風機功率的增加導致用電負荷增大，需考慮長距離供電、箱變容量、線纜等問題；風機噪聲、尺寸增大，應考慮增大節(jié)點滿足安裝要求，采取消聲措施減少噪聲。風亭百葉所需百葉面積增大，導致風亭所需體積增大，應考慮風亭突出地面部分對周圍環(huán)境的影響。由于燃氣的火災危險性類別為甲級，建議燃氣艙通風分區(qū)按照規(guī)范要求<200 m設置；市政艙、高壓艙管廊通風分區(qū)按<400 m設置。管廊設計時根據工程的特殊情況進行優(yōu)化設計。

3 跨海長距離通風設計介紹

跨海段采用頂管施工方式，管廊斷面采用2孔φ3 000圓管涵，跨海段通風分區(qū)長約700 m，僅在起始端頭有空間設置風亭。

若采用橫向通風方式需設置風管，擴大頂管管道的斷面尺寸，對工程造價造成巨大影響。綜合考慮工程的可實施性、經濟性及通風效果，跨海段總長700 m做為一個通風分區(qū)，按照規(guī)范要求不超過200 m需設置防火隔斷，為保證縱向氣流的連通，通風分區(qū)內部采用常開防火門，當作通風預留通道。

跨海段頂管埋深大，兩側風亭上下高差近20 m，通風分區(qū)長，送、排風所需風壓大，設計采用兩臺相同型號排風機串聯(lián)，進行接力排風，確保風壓。圖1為綜合管廊過海段通風系統(tǒng)示意圖。

圖1 綜合管廊過海段通風系統(tǒng)示意圖

4 結束語

本文結合綜合管廊設計過程中的一些實際問題，引用相關規(guī)范及文獻進行了探討，建議在地下綜合管廊設計中優(yōu)先選用機械通風，并結合現(xiàn)場情況進行風亭、通風形式的優(yōu)化設計。隨著城市的快速發(fā)展，地下綜合管廊的建設日益增多，已逐漸成為主流趨勢，而作為一名暖通空調的設計人員，需要與時俱進，保持一顆探討研究之心，跟隨科技的發(fā)展，及時改進相關暖通空調工程的設計，提升自身的技術水平及能力。

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