综合管廊通风系统设计探讨

李海新 张 琪

(天津市市政工程设计研究院，天津 300051)

1 综合管廊设置通风系统的必要性

综合管廊，又名综合管沟、共同沟，就是将不少于两种的市政管线集中设置于同一地下构筑物中，并提供检修人员通道的隧道式结构(见图1)。与传统的直埋方式相比，综合管廊节省了城市地下空间，而且更便于对市政管线实施统一的规划、设计、建设和管理［1］。综合管廊属于密闭型地下构筑物，热空气和有害气体的沉积、人员和微生物的活动都会导致空间内氧含量的下降，此外，沟内敷设的电缆、热力管线等也会散发大量的热量［2］。因此，需要设置通风系统，及时排除沟内余热和有害、有毒气体，并为检修人员提供新鲜空气。同时，当沟内发生燃气、蒸汽等泄露事故，或者发生火灾时，通风系统又能快速响应，保证人员快速疏散，减少损失。

图1 综合管廊标准断面图

2 综合管廊通风系统的分类及选择

综合管廊通风系统主要有三种方式:自然通风、自然通风辅以无风管的诱导式通风和机械通风，其中机械通风又分为自然进风、机械排风;机械进风、自然排风以及机械进风、机械排风。几种通风方式优缺点的比较见表1。综合比较以上几种通风方式，一般选择自然进风和机械通风的方式，既满足城市景观和噪声等的要求，又不至于设备初投资过高，而且通风效果良好［3］。

表1 综合管廊通风方式优缺点比较

3 综合管廊通风系统设计计算

3.1 通风分区、防火分区的划分

当综合管廊发生火灾事故，消防系统应和通风系统联动，共同控制火灾的蔓延。GB 50838—2015 城市综合管廊工程技术规范并未明确规定通风分区的长度，根据经验，一般每个防火分区不大于200 m。通常情况下，一个防火分区即作为一个通风分区，每一分区一端，设置自然进风口兼作投料口和出入口，并设防雨百叶窗自然进风。另一端设两台机械排风机兼排烟风机。通风量应满足排除管沟内电缆发热量要求，保证各类管线正常运作。并满足管沟内空气的换气要求，为人员巡视、维护提供卫生的环境。

3.2 通风量的计算

根据GB 50838—2015 城市综合管廊工程技术规范，综合管廊的通风量应根据通风区间、截面尺寸并经过计算确定，且换气次数应符合表2 的规定。通风量的计算公式是:Q=V ×N ×φ。其中，Q 为通风量，m3/h;V 为通风分区的体积，m3;N 为换气次数，次/h;φ 为安全系数(＞1)。

表2 换气次数规定 次/h

3.3 风速的确定

综合管廊的通风口一般都建于人行道旁的绿化带内，风口接近人行道，因此通风口处的风速不能对行人造成影响，不宜过大。另外，通风口又必须满足管廊内气体迅速排出的要求，因此也不宜过小。GB 50838—2015 城市综合管廊工程技术规范明确规定，综合管廊通风口处出风风速不宜大于5 m/s。通风系统需控制管廊内空气温度始终不高于40 ℃，氧含量始终不高于19%，而且管廊内部断面风速小于1.5 m/s。

4 综合管廊通风系统设备及选择

对于自然通风、机械排风的机械通风系统，综合管廊通风系统设备主要有全自动防烟百叶(70 ℃熔断关闭)、双速排风机(灾后排风风机要求能在280 ℃下连续有效工作0.5 h)、全自动排烟防火阀(280 ℃熔断关闭，与对应风机联锁)、止回阀等。下面以一个典型的综合管廊通风系统原理图介绍各工况下设备的运行情况(见图2)。整个管廊是按照只有一个通风分区发生火灾设计。在正常通风情况下，全自动防烟百叶、风阀、风机全部打开，维持综合管廊内部空气温度始终不高于40 ℃，氧含量始终不高于19%;在事故工况下，即综合管廊内部泄露气体浓度将达到允许浓度极限，即将到达爆炸点时，全自动防烟百叶、风阀维持常规运行，排风风机切换至高速运行，进行强制通风。当管廊内发生火灾或者温度超过280 ℃时，全自动防烟百叶、280 ℃排烟防火阀关闭，给通风分区创造一个密闭的环境条件，使管廊内缺氧自动灭火，这时候消防系统也会启动加速灭火，等确认火灾熄灭后，温度低于280 ℃、氧浓度降到19%以下时，280 ℃排烟防火阀、排风风机重新开启，进行强制通风排烟。

图2 典型综合管廊通风系统原理图

5 综合管廊通风系统控制

综合管廊内的通风系统要和监控设备配合，以便于及时检测管廊内的空气质量、温度、有害气体浓度、火情等信息，一旦发生事故工况或火灾，通风系统和消防系统联动，共同控制事故蔓延，减少人员和财产损失。通风设备的操作方式采用手动/自动两种方式，并在人员进出口或其他适当地点设警报、监视器，并根据温度、氧含量的监测结果自动调节风机启停。

6 结语

1)综合管廊设置通风系统，以维持管廊内空气温度始终不高于40 ℃、氧含量不高于19%;当管廊内可燃气体泄露或有毒气体浓度过高时，通风系统能保证管廊内部余热及危险气体及时排除并为检修人员提供适量的新鲜空气;当管廊发生火灾时，通风系统有利于控制火势的蔓延、人员的疏散和有害气体及烟雾的及时排出。2)综合考虑通风效果、通风设备初投资、景观及噪声等多方面因素，选择自然进风和机械排风的通风方式较为理想。3)通常情况下，一个防火分区即为一个通风分区，每个通风分区不宜大于200 m。根据GB 50838—2015 城市综合管廊工程技术规范，可以计算综合管廊的通风量。而且，管廊的通风口处出风风速不宜大于5 m/s，管廊内部的风速不能超过1.5 m/s。4)综合管廊通风系统设备主要有全自动防烟百叶、双速排风机、全自动排烟防火阀、止回阀等。

［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］GB 50838—2015，城市综合管廊工程技术规范［S］.

［4］GB 50016—2014，建筑设计防火规范［S］.

［5］GB 50019—2003，采暖通风与空气调节设计规范［S］.

［6］陈 虹.共同沟的通风设计［J］.制冷空调，2003，24(91):43-45.

［7］陈只兵.综合管沟消防设计分析［D］.广州:华南理工大学工程硕士学位论文，2013.