浅析城市地下综合管廊通风系统

武 晓 飞

(太原市市政工程设计研究院，山西 太原 030002)

0 引言

地下综合管廊就是地下城市管线综合走廊，通过将电力、通信、给水、供热、中水、燃气等两种以上的管线集中设置到道路下的统一地下空间形成的一种现代化、科学化、集约化的城市基础设施。目的是提高城市工程管线建设安全与标准，统筹安排城市工程管线在综合管廊内的敷设，保证城市地下综合管廊工程建设做到安全使用、经济合理、技术先进、便于施工和维护。近年来，国家对城市地下综合管廊的关注度大幅度提升，并不断出台相关文件推进城市地下管廊工程建设进程，城市地下综合管廊工程在各地兴起，并且是符合社会发展的必然趋势[1]。

然而综合管廊属于大型地下构筑物，其内部无法直通室外大气，空气质量不佳，且各类管线自身发热以及水汽产生会加剧空气质量的下降并且会滋生各类微生物，使得有害气体不断累加；当发生管道泄漏或者检修泄漏时，也会使得管廊内有害气体快速增加，造成不安全因素。通风系统的设置可以有效保证综合管廊内部空气质量，并可在事故时进行高效通风以保证人员安全。

1 通风区间

城市地下综合管廊通风区间长度一般与防火分区的长度一致。防火分区的设置数量决定了通风系统的数量。

对于电力舱和天然气舱，每个防火分区为一个通风分区，通风分区不超过200 m设置；每个区间内按照相关设计规范考虑通风，舱内每个防火分区设置一个防火隔断，隔断上设有甲级防火门，且管线穿越防火隔断部位应采用阻火包等防火封堵措施进行严密封堵。

对于综合舱等其他舱室，考虑其发生火灾的可能性及危害很低，故不考虑设置防火分区，但为了使地上通风风亭的设置更加集约化，将通风分区按照不超过200 m设置，与电力舱通风区间划分一致。

2 通风方式

城市地下综合管廊每个通风分区两端设置独立的进风口和出风口，为便于布置及管理，舱室两端可间隔设置进风口、出风口，使相邻舱室的同类型风口整合设置。且综合管廊通风宜采用自然进风和机械排风相结合的通风方式，其中污水舱和天然气舱采用机械进风和机械排风相结合的强制通风方式。

3 通风系统

应对综合管廊每个舱室的每个通风分区设置独立、完整的通风系统，主要由地上风亭、风井、电动百叶、风机、电动风阀等组成。

3.1 地上风亭

由于风亭需要露出地面，易成为地面水倒灌的通道，为了使城市地下综合管廊安全运行，将地上风亭风口下边缘应高于周围地坪标高0.5 m以上，以防止雨水倒灌，并且风口内衬1.0 cm×1.0 cm钢丝网来起到防止小动物进入的作用。

燃气舱的排风口与其他舱室排风口、进风口、人员出入口以及周边构建筑物口部距离不应小于10 m[2]。

地上风亭的设置除能满足管廊内部通排风需求之外，还需与周边建筑景观协调一致。地上风口升出地面的部分一般布置在绿化带或不妨碍景观处。风亭风口百叶采用防雨雪百叶，材质为不锈钢，且室外通风口造型应结合当地景观设置，与周围环境协调统一，且风亭排风口风速应不大于5 m/s。

3.2 风井

风井是管廊内部空气与外部新鲜空气的交换通道，风井设计截面不宜过小，宜造成风速过大，容易造成局部阻力过大。

3.3 电动百叶

风井下部与通风口夹层相连接部位设置电动百叶，当管廊内发生火灾时，应及时关闭电动百叶，可以有效隔绝管廊内外空气交换，电动百叶配套电动风阀及执行装置应能经受高温，保证火灾后正常开启。

3.4 风机

选用低噪声、低能耗的风机，减小综合管廊通风设施对地面周围环境的噪声影响，同时满足环保节能的要求，综合舱、污水舱等排风风机选用双速立式高温轴流风机，平时低速通风，事故时高速通风；燃气舱排风风机选用防爆型双速立式高温轴流风机，平时低速通风，事故时高速通风，进风风机选用防爆型单速立式斜流风机。

3.5 电动风阀

电动风阀作为隔断风机与管廊内部的设备，应能在发生火灾时及时关闭阀门，并且联动风机停止。

4 通风工况

综合管廊通风系统工况运行包括正常工况与事故工况。正常工况有：平时通风、巡检通风以及火灾后排烟。事故工况有：事故通风。对于不同工况下，风机风阀的设备要求也不同。

4.1 平时通风要求

当管廊内温度不小于38 ℃或者空气质量不满足设计要求，自动开启通风系统排风机；当管廊内温度不大于33 ℃或空气质量达标，排风机停止工作。

4.2 巡检通风要求

当巡检人员需要进入管廊进行检修或者巡视工作时，应能够提前开启巡检区段所有通风区间的通风系统，待地下综合管廊内环境质量达标后，巡检人员才能允许入内。

4.3 火灾工况及火灾后排烟要求

整个综合管廊按只有一个通风区间发生火灾考虑进行设计。按照地下密闭空间窒息灭火考虑，当综合管廊舱室某段发生火灾时，应当立即关闭火灾所在防火分区及相邻分区的通风设备以及进排风井的电动百叶窗及电动风阀。火灾结束后，需要经过人工确认火灾完全熄灭，并且管廊内温度下降到安全温度，开启曾经发生火灾的通风单元与相邻通风单元的通风设备、进排风井的电动百叶窗及电动风阀，排风机切换为高速运行，排走烟气，使消防人员及检修人员能够安全进入。

4.4 事故(泄漏)工况要求

在地下综合管廊管道附件及重要节点处应设置空气质量检测设备及监控摄像头，当监测到某区段的天然气、污水或热水泄漏时，应将该区段的排风机切换为高速运行，快速排走泄漏气体或高温高压气体，为检修人员的及时进入提供条件。

5 通风量设计

综合管廊通风量设计应根据不同舱室容纳管线的种类及规格分别进行计算，按照消除余热通风量和换气次数通风量进行比较，取最大值进行设计。

5.1 换气次数通风量

管廊通风单元的计算通风量包括正常通风量和事故通风量。燃气舱正常通风换气次数6次/h，事故通风换气次数12次/h；电力舱正常通风换气次数不小于2次/h，事故通风换气次数不小于6次/h；其他舱室正常通风换气次数2次/h，事故通风换气次数6次/h。

5.2 消除余热通风量

电力舱与综合舱正常通风量应按管廊通风区间所需最少新鲜空气量(按照每人30 m3/h考虑)及消除线缆、热力管道等产生的余热所需风量之和进行计算。电力舱余热量应按照所有敷设的所有规格电缆散热量总和乘以相关电力部门提供的同时使用系数或者热力管道每米散热量乘以热力管道在通风分区内长度进行计算，并减去综合管廊墙壁对相邻舱室以及地面的散热量。消除余热通风量计算应按照夏季通风室外计算温度进行计算[3]。

6 通风系统控制与监控

综合管廊通风系统的控制与监控很大程度的决定了通风效果的好坏，而阀门阀件及风机在火灾报警时及时的关闭则能够将火势危险程度控制在最小，也能够使综合管廊的安全运行及管理得到保障。

综合管廊通风系统的控制与监测需要按照通风区间进行单独分区设置，使每个通风区间的控制不互相影响。且综合管廊的风机、风阀等均应进行设备状态的监测和控制，以保证监控中心对每个设备的远程监视以及远程控制。

通风设备的控制方式采用就地手动、就地自动和远程控制启停三种操控方式，确保管廊运行时发生事故能够及时的对通风设备进行控制。

针对综合管廊不同工况，管廊控制要求不同：

1)巡检工况采用现场手动控制及远程手动控制。

2)火灾工况采用自动控制、现场手动控制及远程手动控制。

3)火灾后排烟采用现场手动控制及远程手动控制。

4)事故工况采用自动控制、现场手动控制及远程手动控制。

7 结语

由于城市地下综合管廊正处在起步阶段，很多技术还需要工程实践以及实验来详细深化，比如燃气舱风机是否备用、污水舱风机是否选用防爆型等问题仍然有待商榷，但是综合管廊的出现是伴随着城镇化进程的加快和城市建设飞速发展而产生的，新旧城区城市地下管线的发展与矛盾日益涌现，因而认真做好每一条综合管廊规划与设计，是对城市发展的负责，也是对社会进步的推进，更是每个设计人员的责任。