综合管廊的通风与排烟设计

黄玲芳

(厦门市市政工程设计院有限公司，福建 厦门 361000)

0 前 言

随着我国现代城市化进程的加快及城市建设的蓬勃发展，综合管廊建设日趋成熟。在综合管廊设计中，外露地面主要有逃生口、吊装口、通风口、人员出入口，因此，通风口成为主要影响城市景观的构筑物[1]。在满足通风需求的前提下，如何合理设计综合管廊通风口成为设计要点。本文主要探讨在满足规范及使用的前提下，尽量减少地面风亭尺寸及个数，优化城市景观，并针对大型跨海综合管廊的特殊通风形式展开探讨。

1 综合管廊通风系统

综合管廊属于封闭型地下构筑物，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，管廊内的通风系统设计不合理或通风设备出现故障时，管廊内通风效果不良，各类管线散发的热量无法及时排出，导致热量在综合管廊内积聚，使管廊舱内温度升高。

为了及时排出管廊内积聚的热量、异味以及其他有害气体，改善管廊维护管理人员工作时的环境状况，同时保证管廊内设备设施的安全以及正常运行，确保管廊内温度≤40℃、湿度≤80%、氧气浓度≥20% VOL、甲烷含量≤15% LEL、硫化氢含量≤5ppm，地下综合管廊需设置通风系统。

因此，通风设计以一个通风分区为计算单元，以此划分通风系统及布置通风设备，综合管廊通风系统常采用自然进风+机械排风结合系统、机械进风+机械排风系统，并且综合管廊应设置事故后机械排烟设施。考虑综合管廊的特殊性，其除检修及定期巡查外无人员进出，因而通风消防的目的与一般民用建筑不同。一般民用建筑以疏散人群为目的，而综合管廊的通风消防目的是加速灭火、减小电缆等市政公用设施的损害。所以当综合管廊内发生火灾时，火情监测器发出信号，在监视器确认发生火灾的防火分区无人员后，消防控制中心关闭280°自动复位防烟防火调节阀，同时联动关闭发生火灾的防火分区及相邻分区的送排风机。待事故结束后，管廊内空气冷却再重新开启防火阀，启动通风机排除管廊内烟雾。

在相同的换气次数条件下，管廊内部所需通风量相同，则风压的大小是影响管廊内风速的主要原因之一。一进一排的通风方式采用大风量的排风机，造成的负压较一进两排的两个小风量风机或自然进风机械排风方式更大，使管廊内部平均风速更大，更有利于通风排烟。

2017年郝冠宇在《综合管廊中电缆舱内火灾烟气模拟研究》[2]分析了综合管廊电力舱内火灾发生时采用“一进一排”与“中间进两边排”排烟方式的优缺点以及诱导风机在排烟过程中的作用，结果表明电力舱火灾发生后“一进一排”的排烟方式更有利于排烟，并且在一进一排的通风形式下，设置诱导风机在管廊内对主流风速产生负作用扰动，此扰动减小了管廊内平均风速，不利于排烟，所以不设置诱导风机的排烟效果更优。

结合综合管廊的自身特性，设计推荐选用平时通风及火灾后事故通风共用一个系统，采用机械进排风。平时防火阀常开，发生火灾时该防火分区及相邻分区的防火阀关闭，并联动关闭通风设备。风机均采用就地手动控制、PLC自动控制、监控中心远程控制相结合的控制方式，并以就地手动控制为最高控制优先级。

当有巡视检修工作人员进入管廊时，应提前半小时开启相应区段的通、排风机，提供必要的新风量，确保人员的安全需要。

2 风亭设置间距

通风设计与通风分区息息相关，因管廊内宜采用利用管廊通道进行的纵向通风方式，通风分区长度越长，所需风量越大，通风系统的阻力也越大，风机型号越大，风机房所需空间加大，外露百叶面积需求加大，并且因长度加长导致通风效果变差。此外，通风分区越长通风量越大，管廊内的断面风速越大，过大的断面风速不利于巡检人员进入管廊内进行巡视、检修等活动。

针对几种常规管廊断面风量计算、风机选型、百叶尺寸及风口大小，比较研究如下。

通风分区计算风量=换气次数×体积

换气次数按《城市综合管廊工程技术规范》(GB 50838—2015)[3]要求选取，每个通风分区的设计风量≥计算风量。表1为舱室类型尺寸表。

表1 舱室类型 单位：m

表2为单个市政舱计算分析。

表2 单个市政舱计算

表3为单个燃气舱计算分析。

表3 单个燃气舱计算

表4为双舱：市政舱+高压舱的计算分析。

表4 双舱：市政舱+高压舱的计算

综上所述，随着通风区间长度的增加，风机风量、功率、全压、尺寸均不同程度增加，风亭百叶面积增大。风机功率的增加导致用电负荷增大，需考虑长距离供电、箱变容量、线缆等问题；风机噪声、尺寸增大，应考虑增大节点满足安装要求，采取消声措施减少噪声。风亭百叶所需百叶面积增大，导致风亭所需体积增大，应考虑风亭突出地面部分对周围环境的影响。由于燃气的火灾危险性类别为甲级，建议燃气舱通风分区按照规范要求<200 m设置；市政舱、高压舱管廊通风分区按<400 m设置。管廊设计时根据工程的特殊情况进行优化设计。

3 跨海长距离通风设计介绍

跨海段采用顶管施工方式，管廊断面采用2孔φ3 000圆管涵，跨海段通风分区长约700 m，仅在起始端头有空间设置风亭。

若采用横向通风方式需设置风管，扩大顶管管道的断面尺寸，对工程造价造成巨大影响。综合考虑工程的可实施性、经济性及通风效果，跨海段总长700 m做为一个通风分区，按照规范要求不超过200 m需设置防火隔断，为保证纵向气流的连通，通风分区内部采用常开防火门，当作通风预留通道。

跨海段顶管埋深大，两侧风亭上下高差近20 m，通风分区长，送、排风所需风压大，设计采用两台相同型号排风机串联，进行接力排风，确保风压。图1为综合管廊过海段通风系统示意图。

图1 综合管廊过海段通风系统示意图

4 结束语

本文结合综合管廊设计过程中的一些实际问题，引用相关规范及文献进行了探讨，建议在地下综合管廊设计中优先选用机械通风，并结合现场情况进行风亭、通风形式的优化设计。随着城市的快速发展，地下综合管廊的建设日益增多，已逐渐成为主流趋势，而作为一名暖通空调的设计人员，需要与时俱进，保持一颗探讨研究之心，跟随科技的发展，及时改进相关暖通空调工程的设计，提升自身的技术水平及能力。

[ID:010485]