上海水业设计工程有限公司 上海 200000
摘要：以乌鲁木齐某综合管廊工程实例为背景，介绍综合管廊各舱室的通风系统设计，着重讨论燃气舱，电力舱的通风系统设计及综合管廊通风机房的布置。
关键词：通风；综合管廊，燃气舱，综合舱，通风机房
Abstract:AnurbanutilitytunnelventilationdesignexampleinUrumchiasthebackground,introduceurbanutilitytunnelventilationdesign,highlighttheventilationdesignofthenaturalgascompartmentandthepowercompartment，discussthedesignofventilationroomoftheurbanutilitytunnel.
Keywords:Ventilation,urbanutilitytunnel，naturalgascompartment，thepowercompartment，ventilationroom
综合管廊作为一种集约化、可持续性的管线敷设方式，为传统直埋式市政管线在改造更新过程中引起的交通阻塞和环境污染等问题的解决提供了一种切实可行的方案。
城市综合管廊在我国还是一个新生事物，2015年国家编制了《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015），颁布了《城市地下综合管廊规划编制指引》、《城市综合管廊工程投资估算指标》（试运行）等一系列规范、指导条例，指导各地方综合管廊建设。
综合管廊属封闭型地下构筑物，废气的沉积、人员和微生物的活动都会造成沟内氧气含量的下降，另外沟内敷设的热力、电缆等管线在运营时会散发大量热量，因此整个综合管廊必须设置通风系统，同时当沟内发生火灾时，通风系统又能有助于控制火灾的蔓延和人员的疏散。
结合笔者在以往工作中的具体设计案例（乌鲁木齐某综合管廊工程通风设计），谈一下管廊的通风系统设计。
1设计原则
（1）本工程综合管廊包含电力舱，综合舱，燃气舱及污水舱。电力舱和综合舱采用机械排风自然进风的通风方式；燃气舱由于存在可燃气体泄漏的可能，需及时快速将泄漏气体排出，采用机械排风机械进风的通风方式；污水舱也采用机械排风机械进风的通风方式，。
（2）电力舱，综合舱及污水舱待火灾扑灭后开启通风系统，进行事故后排烟，排除管廊内残余的有毒气体，以便维修人员进入修复作业。燃气舱舱室内天然气浓度大于爆炸下限浓度值（体积分数）20%时，启动事故段分区及相邻分区的事故通风设备。
2主要设计标准
（1）管廊内部设计参数：舱内正常工况最高温度≤40℃；电力舱和综合舱正常通风量不小于2次/h换气次数，事故通风换气次数不小于6次/h。燃气舱正常通风量不小于6次/h换气次数，事故通风换气次数不小于12次/h。
（2）噪声控制标准：通风设备传到地面风亭的噪声应符合《声环境质量标准》（GB3096-2008）的四类地区噪声标准，即昼间≤70dB(A),夜间≤55dB(A)。
3综合管廊通风方式及系统设计
（1）综合管廊通风方式：
本工程各舱采用分区段通风，每段两端设置通风机房，集中送、排风。
（2）综合管廊通风系统设计
电力舱及综合舱采用自然进风、机械排风的纵向式通风方式，按照通风分区段计算通风量，每区段设置1台双速排风机，平时低速运行，事故后高速运行。燃气舱采用机械进风、机械排风的纵向通风方式，按照防火分区计算通风量，每区段设置1台送风机和1台排风机，平时低速运行，事故时高速排风；风机防爆。
4通风系统控制
（1）本工程通风设备采用就地控制及控制中心集中控制的两级控制。
（2）舱内任一通风区段温度超过40℃时，该区段内通风系统开启；当该区段内温度低于35℃时，通风系统关闭。
（3）当综合管廊内发生火灾时，发生火灾的防火分区及相邻分区的通风设备应能够自动关闭；当综合管廊内发生其他事故时，根据事故具体情况决定通风设备是否开启。
（4）风机现场启动按钮设于风机下方的舱内人员进出口处（距地1.5米高处），操作人员可在现场手动启闭通风系统。
（5）工作人员需要进入综合管廊检修或巡视时，应提前一个小时由控制中心开启通风系统进行通风换气。
（6）电动防火阀与排风机联动控制，火灾时，电动防火阀关闭，同时联锁风机关闭。
5通风机房不同布置方式讨论
结合各地管廊的建设情况，目前常见的管廊通风机房有如下两种情况：
第一种情况，风机竖直安装布置，如图1及图2（图1的1-1）剖面：
图1:综合舱及电力舱机械排风平面布置图
图2:综合舱及电力舱机械排风剖面布置图
第二种情况，风机水平安装布置，如图3及图4（图3的A-A）剖面：
图3:综合舱及电力舱机械排风平面布置图
图4:综合舱及电力舱机械排风剖面布置图
第一种情况，风机竖直安装布置的优点是风机房较小，节约土建成本；但是因为各舱室出风口独立设置，风亭需要做的比较长，较为影响城市景观；风机的噪声相对更易传至室外。
第二种情况，风机水平安装布置的缺点是风机房较大，土建成本相对较高；但是室外通风百叶为各舱室合用，风亭尺寸较小，有利于城市景观；风机的噪声对室外环境的影响相对较低。
6设计标准分析探讨
（1）燃气舱的排风机设在地上地下的问题
按通常设计，燃气舱通风分区的进排风机均设置于管廊上方的地下通风机房内，如图5。
图5:燃气舱机械排风剖面布置图
但审图公司在施工图审查中提出，燃气舱排风机不应设置于地下。按《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）第9.3.9条“排除有燃烧或爆炸危险气体、蒸气和粉尘的排风系统，应符合下列规定：1.排风系统应设置导除静电的接地装置；2.排风设备不应布置在地下或半地下建筑（室）内；3.排风管应采用金属风道，并应直接通向室外安全地点，不应暗设”。按《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015第6.9.16条“用于甲、乙类厂房、仓库及其他厂房中有爆炸危险区域的通风设备的布置应符合下列规定：1.排风设备不应布置在建筑物的地下室、半地下室内，宜设置在生产厂房外或单独的通风机房中；2.送、排风设备不应布置在同一通风机房内；3.排风设备不应与其他房间的送、排风设备布置在同一机房内”。两本规范均有排风设备不设置于地下室的规定。但是，按《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）第1.0.2条“本规范适用于下列新建、扩建和改建的建筑：1.厂房；2.仓库；3.民用建筑；4.甲、乙、丙类液体储罐（区）；5.可燃、助燃气体储罐（区）；6.可燃材料堆场；7.城市交通隧道”，其中并不包括综合管廊，再例如《建筑设计防火规范》严格禁止天然气管道穿越防火墙，但是管廊燃气舱中天然气管线是必然要穿越不同的防火分区的，因此严格来讲《建筑设计防火规范》并不能完全适用于管廊，只能作为设计参考。在《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》的相关规定中，“排风设备不应布置在建筑物的地下室、半地下室内”，而综合管廊燃气舱的排风机房一般在绿化带或车道下方，不在建筑物的地下，也不算违反规范。
当然，毕竟燃气舱火灾危险性类别属于甲类，天然气易燃易爆，在设计上参考相关规范的规定严格设计会更好。在后来燃气舱的设计，我们有采用屋顶风机设置于燃气舱地上风亭内，如下图6。
图6:燃气舱机械排风剖面布置图
该风亭体量不大，为便于安装和检修，要求风亭的防雨百叶可以开启或拆卸。
（2）燃气舱通风分区的设置问题
《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015）中明确了天然气管道舱应每隔200m采用耐火极限不低于3.0h的不燃性墙体进行防火分隔，但规范中未明确通风分区的设置方法，对于综合舱和电力舱为了减少地面风亭对城市景观的影响，往往采取通风分区跨越防火分区的做法，同一通风分区内的防火门采用常开防火门，对于燃气舱建议不要采取此设计方式，当燃气舱同一通风分区内的防火门为常开防火门时，若某一防火分区内天然气管道泄漏可燃气体会从一个防火分区扩散至另一防火分区，对火灾控制不利，因此尽管无规范规定燃气舱的通风分区的设置方法，在设计中应坚持燃气舱的通风分区按防火分区设置。
（3）寒冷或严寒地区管廊内水管的防冻问题，需要引起足够的重视。冬季室外气温低于0度时应关闭有高压细水雾等消防喷淋管道管廊舱室的通风机，以防止管道冻裂，相关标准应补充明确的要求。
（4）电力舱室通风设计标准探讨。
《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015）规定，综合管廊“正常通风换气次数不应小于2次/h,事故通风换气次数不应小于6次/h”。但某些项目根据电缆的散热量计算出所需求的排热风量，接近于6次每小时的事故通风换气风量。
具体分析过程如下：
每根电缆的散热量（W/M每根）；
q1=I2δ/A
式中:
I为电缆载流量,A;δ为电导率,s/m;A为电缆横截面，mm2。
电力舱室电缆总散热量计算公式为：
Q1=q1LC1n
公式中，L为计算段电缆长度，m；C1为电缆的热损系数,取0.7[1];n为电缆数量。
由电力舱室电缆总散热量减去电力舱室的对外传热（约为总散热量的30%~40%）及进排风温差，可计算出排余热所需风量。计算结果如表1.
表1电力舱发热量计算表[2]
表1中事故风量按照6次/小时计算，220KV电力舱排除余热风量接近于事故排风量。建议综合管廊中的电力舱平时排风量应根据电力电缆的排余热风量进行校核。
7结语
本文根据相关设计规范及标准，探讨了综合管廊中燃气舱排风机的设置位置，提出了排风机位于地上的布置方案；建议电力舱的平时排风量应根据电缆发热量进行校核，不应仅按照换气次数法确定；应该有景观专业对综合管廊的通风机房和风亭设计进行把控，以减少对城市景观的不利影响。
参考文献：
【1】《火力发电厂及变电所供暖通风空调设计手册》表3-7。
【2】黄强，双舱电力隧道通风设计，2016年3月建筑科技与管理学术交流会论文集，2016。
论文作者:景英伟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/21
标签：燃气论文; 风机论文; 排风论文; 电力论文; 舱室论文; 风量论文; 分区论文; 《防护工程》2018年第4期论文;