摘要：在对管廊通风方式、运行监控参数及不同状况下的通风要求进行论述的基础上，划分了管廊通风系统的运行工况，并针对各工况逐个分析其控制策略，对管廊通风系统进行合理而有效的运行管理具有一定的指导意义。
关键词：综合管廊；通风方式；监控参数；运行工况；控制策略
0 前言
综合管廊是建于城市地下用于容纳各类市政管线的构筑物及其附属设施，能够避免路面开挖，容纳架空线网，可以从根本上解决上述市政建设的传统问题[1-2]。由于综合管廊本体属于地下构筑物，与外界大气环境无法进行物质交换，因此在运行时会出现以下问题。首先，管廊壁面与土壤接触产生凝结水，从而造成管廊内部湿度较高。其次，电缆管线和热力管线散发的大量余热，使得管廊内部空气温度升高，从而造成细菌等微生物的繁衍。再次，由于管廊内部较为封闭，各种设备和管线会散发有害异味，造成了环境卫生恶劣。以上这些现象都将不利于人员入廊进行养护和检修。因此，我们要对综合管廊进行合理有效的通风系统的设计，以保证管廊良好的空气质量和内部环境。然而，管廊通风效果的好坏，很大程度上取决于对管廊通风系统进行有效的运行管理，从而最终保证管廊的正常运行和人员的安全入廊维护。
本文在对管廊通风方式、运行监控参数及通风系统功能进行论述的基础上，划分了管廊通风系统的运行工况，并针对各工况逐个分析其控制策略，对管廊通风系统进行合理而有效的运行管理具有一定的指导意义。
1 管廊通风方式的确定
根据GB50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》（以下简称《管廊规范》）[3]， 综合管廊宜采用自然进风与机械排风相结合，或机械进风与机械排风相结合的方式。 具体而言，应综合考虑消防安全、环境影响、投资运营、节能环保等方面的要求，合理选取通风方式。
自然通风依靠热压和风压作用产生动力，不消耗机械动力，故可以节省通风设备和运行费用。因此，只要保证管廊的进排风口的位置达到一定高度，就能够通过自然通风的方式排走管廊内的余热、余湿。但是，在项目实际中，往往难以满足进排风口部设置高风井的要求，另外，自然通风的方式也无法满足燃气舱事故排风和电力电缆舱火灾后排除有毒烟气的要求，所以，对于管廊而言，自然通风存在一定的使用限制。
机械通风是依靠风机产生的机械动力来运送空气的，这种通风方式控制起来比较灵活，能够满足事故通风及火灾后烟气排除要求。其缺点是需要设置通风机，故而增加了初设投资及运维费用。
目前对于综合管廊，敷设电力电缆、通信线缆、热力管道、给水管道、再生水管道的舱室，一般采取自然进风和机械排风相结合的方式。《管廊规范》[3]规定，天然气管道舱和含有污水管道的舱室，应采用机械进风和机械排风相结合的方式。一般而言，安装风机的机械通风的通风效果，优于自然通风方式。由于天然气管道舱和含有污水管道的舱室，存在可燃气体泄漏的可能，需要及时快速强制通风将泄漏气体排出，因此采用安装风机的强制通风方式。
2 管廊运行监控参数及不同状况下的通风要求
根据设计要求，管廊运行监控参数主要是舱室内部空气温度、相对湿度、可燃气体浓度、有毒有害气体浓度、氧气浓度、火灾发生时的烟气浓度。这些监控参数与管廊通风系统紧密相关，一旦相关监控参数达到某一数值，就会联锁相应通风系统启动运行，实现相对应的通风要求。具体来说，有以下六类通风要求：
（1）保证及时排出管廊内各种管线的余热，控制管廊内的温度最高不超过40℃，保证人员正常操作和管线安全运行。
（2）控制管廊内部相对湿度，避免舱体内部出现发霉、结露和积水等不利状况。这些不利因素会对管道形成腐蚀。
（3）控制燃气舱内天然气浓度在其爆炸下限浓度值(体积分数)的20％以内。
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（4）控制污水舱内H2S、CH4气体浓度不超过环境与设备监控系统的设定值。
（5）为检修人员提供适量的新鲜空气，保证氧气体积分数不低于19.5％。
（6）发生火灾事故时能实现密闭灭火，并实现灭火后的强制通风排烟，为后续工程抢修人员提供符合要求的内部空气环境。
3 管廊通风系统运行工况及控制策略
根据以上六类通风要求，可以将管廊通风系统运行工况分为正常工况、高温工况、巡视检修工况、有害气体报警工况、天然气管道舱室事故工况和电力电缆舱室火灾工况[4]。管廊通风设备控制方式宜采用现场手动控制、自动控制和远程手动控制相结合的方式。其中，正常工况、高温工况、巡视检修工况宜采用现场手动控制及远程手动控制。有害气体报警工况、天然气管道舱室事故工况和电力电缆舱室火灾工况宜采用自动控制、现场手动控制及远程手动控制。各种运行工况及控制策略如下：
（1）正常工况：各种管线正常运行时，保持管廊内部一定的空气质量。采用通风机间歇运行的方式，既能满足卫生要求又可以实现节能。
（2）高温工况：为保障人员工作和管廊正常运行，管廊内部空气温度不得超过40 ℃。一般设置为：当管廊内空气监测温度超过 38 ℃时，自动或手动开启本通风分区内的通风设施，消除管廊内余热。当综合管廊内空气监测温度降到 35 ℃时，关闭本通风分区内的通风设施。
（3）巡视检修工况：当巡检人员进入管廊前，需提先开启相应的通风设施，确保监测仪表显示的数据在安全范围内（一般氧气监测缺氧报警值设定为 19.5%，富氧报警值设定为23.5%），确保巡检工作人员的健康安全。
（4）有害气体报警工况：含有污水管道的舱室内设有H2S、CH4。气体探测报警系统，当舱室内任一通风区间的H2S、CH4浓度超过设定值时，气体报警控制器发出报警信号，同时立即联动启动该通风区间的通风设备进行强制换气。
（5）天然气管道舱室事故工况： 当舱室内天然气浓度大于其爆炸下限浓度值（体积分数）20%时，应由可燃气体报警控制器或消防联动控制器联动启动天然气舱事故段分区及其相邻分区的防爆型送排风机，进行事故通风；当天然气泄漏浓度大于其爆炸下限浓度值（体积分数）的25%时，应紧急报警，持续1min后，紧急切断阀切断气源。
（6）电力电缆舱室火灾工况：当确认电力管廊某一防火分区发生火灾时，由综合管廊监控中心确认综合管廊内无人后，消防联动控制器立即联动关闭发生火灾的防火区段及其相邻分区两端的防火门、通风设备及电动防火阀，以确保该防火区段的密闭。待确认后，立即启动电力舱内的自动灭火系统，对电力舱的火灾区域进行灭火。确认火灾结束并冷却后，重新打开该防火区段的电动防火阀及通风设备，进行火灾后通风，排除火灾后残余的有毒烟气。
4 结语
由于目前综合管廊还处于起步阶段，管廊设计和运行维护相对于其它国家，规范性文件还不够全面，需要在理论上进行反复地实践检验，才能确保合理性和优化性。本文在对管廊通风方式、运行监控参数及不同状况下的通风要求进行论述的基础上，划分了管廊通风系统的运行工况，并针对各工况逐个分析其控制策略，对管廊通风系统进行合理而有效的运行管理具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]王恒栋, 薛伟辰. 综合管廊工程理论与实践[M]. 北京:中国建筑工业出版社, 2013
[2]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
[3]GB50838—2015，城市综合管廊工程技术规范[S].
[4]17GL701, 综合管廊通风系统设计与施工[S].
作者简介：姓名：王罡 (1984.05) 性别 男，陕西省西安市人，学历硕士研究生，专业：供热供燃气通风及空调工程
论文作者:王罡
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/29
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