城市综合管廊通风系统设计实例及相关问题探讨论文_任杰

摘要：参照工程实例，介绍了综合管廊通风系统设计过程，针对管廊下穿河段通风单元及事故排风机设置位置两个具体问题，进行探讨并给出解决方案。

关键词：综合管廊；通风系统；排风机房；通风单元

为集约和利用城市建筑用地，提高城市工程管线建设与安全标准，统筹安排城市工程管线的敷设，从国家政策制定到具体技术规范颁布实施，从工程项目的落地到完成投入使用，综合管廊近几年在我国有了很大的发展。综合管廊是建于城市地下，用于容纳两类以上城市工程管线的构筑物及附属设施[1]，是保证城市供水、供电、供气、排污等城市功能的“命脉”。

综合管廊为地下密闭空间，通风不畅，容易滋生真菌、尘螨等微生物，消耗氧气同时产生有害气体。另外管廊内敷设的诸如热力管道、电气线缆、燃气管道等在使用过程中会有热量散发、可燃气体泄漏等风险。管廊通风系统的设置，可以及时有效的将有害气体、废热、泄漏的可燃气体排出，保证管廊的正常运行及进入廊内人员的安全。通风系统兼做事故通风，能在火灾后及时排出廊内余热、废气，能在燃气泄漏时及时通风换气，避免可燃气体在廊内集聚。

1.项目概况

本项目位于广西壮族自治区梧州市某区，地处北纬23°29’，东经111°18’，海拔114.8m，位于夏热冬暖建筑热工气候分区，室外通风设计气象参数如下[4]：

表1 通风室外设计参数

综合管廊主要采用矩形三舱断面，分别为燃气舱、综合舱、高压舱，管廊标准断面尺寸B×H=9.8×4.2m，管廊总长度2.76km。标准舱横断面如图所示（SF、EF、SFD分别表示送风机、排风机、防烟防火阀）：

图1 燃气舱新、排风机房剖面图 图2综合舱及高压舱新、排风机房剖面图

本管廊每隔不大于200m的距离设置一道常闭甲级防火门，管廊通风单元区间结合防火分隔区段均按照不大于200m设置，每个通风单元设置进、排风风亭；综合舱及高压舱采用自然进风、机械排风（兼事故排风）；燃气舱采用机械进风、机械排风（兼事故通风）。

风亭的设置，充分考虑景观及成本问题，综合舱和高压舱通风机房合用，风亭出地面与道路绿化带景观相结合，同时相邻通风单元的通风机房合用，最大限度的减少了风机房及出地面风亭个数。燃气舱排风口与其他舱室排风口、进风口、人员出入口以及周边建（构）筑物的距离均不小于10m[1]。典型机房布置平面如图所示：

图3 新风机房平面图 图4 排风机房平面图

2.通风系统设计

依据《城市综合管廊工程技术规范》GB50383-2015，廊内设计参数如下[1]：

表2 通风室内设计参数

综合舱按照通风换气次数计算排风量。高压舱按照消除余热和换气次数分别计算通风量取大值。管廊内壁结构散湿量按照2g/（㎡•h）计算[6]，利用通风热湿平衡计算除湿所需通风量。

为了达到运行节能的目的，管廊通风机选用双速风机，风机满足平时及事故通风风量风压要求，燃气舱选用防爆风机及设备，通风机的选择符合节能环保要求。事故通风量，综合舱及高压舱按照6次/h设计，燃气舱按照12次/h设计。各舱室按同一时间段内发生一起火灾或一起可燃气体泄漏事故考虑。为保证通风效果，降噪及降低能耗，设计对各管廊部位空气流速加以控制，通风百叶窗净通风面积风速≤5m/s，直接朝向人行道排风口风速≤3m/s，事故通风状态下通风百叶窗风速≤15m/s，风口风阀风速≤5m/s。

具体通风区段的起、终点里程，设计通风量及通风机编号见下表：

表3 综合舱通风系统一览表

3.系统运行控制设计

综合管廊的通风系统采取就地和远程两级控制，运行工况分为正常通风工况、巡检工况、燃气舱事故工况、火灾及事故后机械排烟工况。每种运行工况给出不同的运行控制策略。

正常工况：当管廊内温度≥38℃时，自动开启通风系统，当廊温度≤33℃时，关闭通风系统。通风系统风机，联动设置于管廊内的温度探测仪，考虑人员安全及通风系统实际运行效果偏差，通风系统开启上限温度为38℃，同时保证通风系统每天运行时间不低于2h。巡检工况：巡检人员进入管廊前，必须开启通风系统并运行30min以上，同时保证舱含氧量不低于19%（v/v），通风系统必须待巡检人员彻底离开后方可关闭。燃气舱事故通风工况：燃气舱根据规范要求设置甲烷气体检测装置，并以此及舱内温度来控制通风系统的运行。燃气舱甲烷气体浓度达到其爆炸下限的20%（v/v）时，启动通风系统[3]。火灾及事故后机械排烟工况：当舱室意外发生火灾时，FAS系统联动着火区段、相邻区段的风机及防火阀关闭。待事故完毕，经人工确认无误，开启排风机及防火阀进行火灾后排烟、排气。

4.设计难点问题及解决方案

关于燃气舱事故排风机设置位置，《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）要求：事故排风设备不应布置在地下半地下建筑（室）内，规范条文解释为地下、半地下场所易集聚有爆炸危险性的蒸汽或者粉尘。本项目风亭位于道路中间绿化带，风机如设置于室外，噪声大、影响美观、受到风雨侵蚀缩短使用寿命，基于上述原因，本次设计采用风道型通风机房[5]，将风机设置于地下，通风机房相当于扩大风道，通风系统开启运行能避免可燃气体在机房内聚集，运行安全可靠。

本次设计管廊，约有353m下穿河段，通风系统不具备按照防火区段独立设置的条件，《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2015又未对通风单元长度做硬性要求，参照《综合管廊通风设计与施工》17GL701，将位于河段下部的两个防火区段划分为一个通风单元，设置一套通风系统，同时为了强化通风效果，综合舱、高压舱及燃气舱均采用机械进、排风的方式。位于该通风单元内，用于划分管廊防火区间的防火隔墙上，设置常开甲级防火门，火灾时，防火门控制器联动控制防火门关闭，反馈启闭信号至控制室[3]。

5.结语

1）综合管廊通风系统形式的选择，充分考虑防火区段、灭火系统、景观绿化、噪声以及通风效果等因素。对于以排除废热、废气、提供必要的新鲜空气为通风主要目的的管廊，建议采用自然进风机械排风的方式；对于有突发性散发大量可燃气体、蒸汽等风险的管廊，建议采用机械进风、机械排风的通风方式。2）系统控制形式应保证管廊在各种工况下的安全和正常运行，通风系统结合可燃气体报警系统、FAS系统等系统联动运行。系统运行中设定工作流程，保证进入管廊巡检人员的安全。3）尽管综合管廊在我国已有相当规模的发展，但相关技术规范还有待完善完备。设计中应充分考虑规范条文设置初衷，对规范未明确内容应充分调研，切实做到安全可靠经济。

参考文献：

[1] GB 50838-2015，城市综合管廊工程技术规范[S]，北京：中国计划出版社，2015.

[2] GB 50016-2014，建筑设计防火规范（2018年版）[S]，北京：中国计划出版社，2018.

[3] GB 50116-2013，火灾自动报警系统设计规范[S]，北京：中国计划出版社，2013.

[4] GB 50019-2015，工业建筑供暖通风与空气调节设计规范[S]，北京：中国计划出版社，2015.

[5] 常银宗、吴雪、查颖，地下综合管廊通风设计中若干问题探讨[J]，中国给水排水，2019，35（22）：72-73.

[6] 耿世彬、郭海林，地下建筑湿负荷计算[J]，暖通空调HV&AC，2002，32（6）：70.

论文作者:任杰

论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期

论文发表时间:2020/4/2

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