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摘要：本文结合白银市城市综合管廊工程实例，介绍了通风系统的设计方案，提出管廊不同工况下的通风系统的控制策略，并针对综合管廊项目研发了一种新型消声节能通风口。最后针对现行设计规范中一些未明确，但在实际设计及运营过程中常见的问题进行探讨并提出了建议。
关键词：白银市；综合管廊；通风；消声节能；控制策略
引言
城市综合管廊属于密闭型地下构筑物，容易沉积大量的热空气及有害气体，造成管廊内温度或相对湿度过高，空气含氧量下降，严重影响了其运营环境[1]。且一旦发生可燃气体泄露或火灾事故，将造成极大的危害和损失。因此设置合理、可靠的通风系统是保障城市综合管廊安全、稳定运营的重要手段之一。本文针对已开展的白银市城市综合管廊工程，对其通风系统设计进行分析探讨。
1 项目背景
2015年4月，白银市被确定为全国首批综合管廊试点城市之一[2]，试点项目总长约26.25km。入廊管线包括给水、雨水、污水、再生水、电力、通信、天然气、热力等市政公用管线（图1）。
图1 白银市城市综合管廊典型断面图
2 通风系统设计
2.1 通风分区划分
天然气管道、电力电缆的火灾危险性较高，为了将此类舱室火灾规模限制在最小区域，天然气舱及容纳电力电缆的舱室应每隔200米设置防火分隔[3]。当确认火灾熄灭后，为保证能快速、有效地排除着火区间内的有害气体或烟气，本工程天然气舱及容纳电力电缆的舱室的通风分区与防火分区结合设计，每200米为一段通风区间，并独立设置一组进、排风口与地面连通。
给水管道、热力管道及通信电缆的火灾危险性较小，且难以产生持续性、大规模的火灾，因此此类舱室不设置防火分隔。但考虑到热力管道散热量较大，缩短通风间距有利于排除余热，且减少地面风亭尺寸与周边环境更好的结合，故将此类舱室的地面通风口与其他舱室合建，通风分区与防火分区结合设计。
2.2系统设计
天然气舱及容纳污水管道的舱室，存在可燃气体泄漏的可能，采用机械进、排风的通风方式[3]，每个通风分区均设置平时通风系统及事故通风系统，两者合用，独立控制每个通风分区的舱室环境（图2）。
其余舱室采用机械排风与自然进风相结合的通风方式。综合管廊为密闭的地下构筑物，不同于一般民用建筑，因此一旦发生火灾应及时可靠地关闭通风设施。同时舱室均设置火灾后排烟系统，与平时排风系统合用。
图2 综合管廊天然气舱通风原理图
2.3 通风量计算
综合管廊的通风量应根据通风区间、截面尺寸经计算确定，并应满足规范要求的最小值[3][4]：
天然气舱平时通风换气次数不小于6次/时，事故通风换气次数不小于12次/时；
容纳污水管道的舱室平时通风换气次数不小于2次/时，事故通风换气次数不小于6次/时；
容纳电力电缆的舱室平时通风量按“消除余热所需的通风量”以及“换气次数不小于6次/时的通风量”两者的最大值确定。舱室内余热按电力电缆正常运行状态下最大载流量的发热量计算，舱室内设计温度≤40℃。
容纳水管、热力管道的舱室平时通风量按“消除余热所需通风量”以及“换气次数不小于2次/时的通风量”两者的最大值确定。舱室内余热按热力管网流量最大时的发热量计算，舱室内设计温度≤40℃。
2.4 设计创新
由于各舱室设备噪声通过风道传递至地面，对城市环境产生严重的噪声污染，且传统的通风口形式增加了通风设备的压力损失及日常运行负荷。对此本工程研发了一种新型消声节能通风口（图3），有针对性地减少设备对环境的噪声排放，同时还具有低风阻、检修方便、防雨防涝、防火耐腐等功能特性，实现综合管廊的节能环保运营。
图3 地面通风口示意图
2.5 通风系统运行工况及控制
根据综合管廊不同的运营情况，通风系统设置五种通风运行工况：
（1）平时通风：当舱室内温度≥40℃或相对湿度≥90%，开启对应区段的机械通风系统，直至舱室内温度≤36℃或相对湿度≤75%，风机停止运行。
（2）巡视及检修通风：开启整段舱室所有的机械通风系统，确保在20分钟内整段舱室的温度≤36℃，同时保证舱室内空气含氧量≥19％，并在人员巡视及检修期间保持间保持机械通风系统开启状态。
（3）事故通风：当舱室内泄露的可燃气体浓度达到爆炸下限值的20%时，报警控制器将产生声光源报警信号，发送信号至远程控制室。同时通过强制自动开启事故段分区及相邻分区的机械通风系统强制通风。
（4）火灾工况：当舱室内某区段发生火灾时，火灾探测器立刻报警并发送信号至消防控制室，同时自动关闭着火的防火分区及相邻分区的通风设备、风阀及防火门，使着火区段舱室局部淹没灭火或窒息灭火。
（5）火灾后通风：待确认火灾熄灭后，电动或手动打开着火的防火分区及相邻分区的通风设备、风阀，排除着火区段舱室内的烟气及热量。
3 问题探讨与建议
（1）由于综合管廊为密闭的地下构筑物，火灾后舱室内的热量及烟气难以自然冷却或排除。从安全及时效性考虑，须尽快地排除火灾后的热量及烟气。因此综合管廊工程的排风系统选用能在280℃环境下连续运转不少于30min的排烟风机及对应的各类风阀[5]。
（2）综合管廊内环境潮湿，容易产生设备锈蚀、短路等问题。因此应明确并提高设备的密封性能和防护等级，以及采用不易凝结水汽的材质。
参考文献：
[1] 李德强. 综合管沟设计与施工[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2] 施卫红. 城市地下综合管廊发展及应用探讨[J]. 中外建筑，2015（12）：103-106.
[3] GB 50838-2015，城市综合管廊工程技术规范[S].
[4] DL/T 5484-2013，电力电缆隧道设计规程[S].
[5] GB 50016-2014，建筑设计防火规范[S].
论文作者:何东岳,刘成林
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/5
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