綜合管廊通風系統設計探討

李海新 張 琪

(天津市市政工程設計研究院，天津 300051)

1 綜合管廊設置通風系統的必要性

綜合管廊，又名綜合管溝、共同溝，就是將不少于兩種的市政管線集中設置于同一地下構筑物中，并提供檢修人員通道的隧道式結構(見圖1)。與傳統的直埋方式相比，綜合管廊節省了城市地下空間，而且更便于對市政管線實施統一的規劃、設計、建設和管理［1］。綜合管廊屬于密閉型地下構筑物，熱空氣和有害氣體的沉積、人員和微生物的活動都會導致空間內氧含量的下降，此外，溝內敷設的電纜、熱力管線等也會散發大量的熱量［2］。因此，需要設置通風系統，及時排除溝內余熱和有害、有毒氣體，并為檢修人員提供新鮮空氣。同時，當溝內發生燃氣、蒸汽等泄露事故，或者發生火災時，通風系統又能快速響應，保證人員快速疏散，減少損失。

圖1 綜合管廊標準斷面圖

2 綜合管廊通風系統的分類及選擇

綜合管廊通風系統主要有三種方式:自然通風、自然通風輔以無風管的誘導式通風和機械通風，其中機械通風又分為自然進風、機械排風;機械進風、自然排風以及機械進風、機械排風。幾種通風方式優缺點的比較見表1。綜合比較以上幾種通風方式，一般選擇自然進風和機械通風的方式，既滿足城市景觀和噪聲等的要求，又不至于設備初投資過高，而且通風效果良好［3］。

表1 綜合管廊通風方式優缺點比較

3 綜合管廊通風系統設計計算

3.1 通風分區、防火分區的劃分

當綜合管廊發生火災事故，消防系統應和通風系統聯動，共同控制火災的蔓延。GB 50838—2015 城市綜合管廊工程技術規范并未明確規定通風分區的長度，根據經驗，一般每個防火分區不大于200 m。通常情況下，一個防火分區即作為一個通風分區，每一分區一端，設置自然進風口兼作投料口和出入口，并設防雨百葉窗自然進風。另一端設兩臺機械排風機兼排煙風機。通風量應滿足排除管溝內電纜發熱量要求，保證各類管線正常運作。并滿足管溝內空氣的換氣要求，為人員巡視、維護提供衛生的環境。

3.2 通風量的計算

根據GB 50838—2015 城市綜合管廊工程技術規范，綜合管廊的通風量應根據通風區間、截面尺寸并經過計算確定，且換氣次數應符合表2 的規定。通風量的計算公式是:Q=V ×N ×φ。其中，Q 為通風量，m3/h;V 為通風分區的體積，m3;N 為換氣次數，次/h;φ 為安全系數(＞1)。

表2 換氣次數規定 次/h

3.3 風速的確定

綜合管廊的通風口一般都建于人行道旁的綠化帶內，風口接近人行道，因此通風口處的風速不能對行人造成影響，不宜過大。另外，通風口又必須滿足管廊內氣體迅速排出的要求，因此也不宜過小。GB 50838—2015 城市綜合管廊工程技術規范明確規定，綜合管廊通風口處出風風速不宜大于5 m/s。通風系統需控制管廊內空氣溫度始終不高于40 ℃，氧含量始終不高于19%，而且管廊內部斷面風速小于1.5 m/s。

4 綜合管廊通風系統設備及選擇

對于自然通風、機械排風的機械通風系統，綜合管廊通風系統設備主要有全自動防煙百葉(70 ℃熔斷關閉)、雙速排風機(災后排風風機要求能在280 ℃下連續有效工作0.5 h)、全自動排煙防火閥(280 ℃熔斷關閉，與對應風機聯鎖)、止回閥等。下面以一個典型的綜合管廊通風系統原理圖介紹各工況下設備的運行情況(見圖2)。整個管廊是按照只有一個通風分區發生火災設計。在正常通風情況下，全自動防煙百葉、風閥、風機全部打開，維持綜合管廊內部空氣溫度始終不高于40 ℃，氧含量始終不高于19%;在事故工況下，即綜合管廊內部泄露氣體濃度將達到允許濃度極限，即將到達爆炸點時，全自動防煙百葉、風閥維持常規運行，排風風機切換至高速運行，進行強制通風。當管廊內發生火災或者溫度超過280 ℃時，全自動防煙百葉、280 ℃排煙防火閥關閉，給通風分區創造一個密閉的環境條件，使管廊內缺氧自動滅火，這時候消防系統也會啟動加速滅火，等確認火災熄滅后，溫度低于280 ℃、氧濃度降到19%以下時，280 ℃排煙防火閥、排風風機重新開啟，進行強制通風排煙。

圖2 典型綜合管廊通風系統原理圖

5 綜合管廊通風系統控制

綜合管廊內的通風系統要和監控設備配合，以便于及時檢測管廊內的空氣質量、溫度、有害氣體濃度、火情等信息，一旦發生事故工況或火災，通風系統和消防系統聯動，共同控制事故蔓延，減少人員和財產損失。通風設備的操作方式采用手動/自動兩種方式，并在人員進出口或其他適當地點設警報、監視器，并根據溫度、氧含量的監測結果自動調節風機啟停。

6 結語

1)綜合管廊設置通風系統，以維持管廊內空氣溫度始終不高于40 ℃、氧含量不高于19%;當管廊內可燃氣體泄露或有毒氣體濃度過高時，通風系統能保證管廊內部余熱及危險氣體及時排除并為檢修人員提供適量的新鮮空氣;當管廊發生火災時，通風系統有利于控制火勢的蔓延、人員的疏散和有害氣體及煙霧的及時排出。2)綜合考慮通風效果、通風設備初投資、景觀及噪聲等多方面因素，選擇自然進風和機械排風的通風方式較為理想。3)通常情況下，一個防火分區即為一個通風分區，每個通風分區不宜大于200 m。根據GB 50838—2015 城市綜合管廊工程技術規范，可以計算綜合管廊的通風量。而且，管廊的通風口處出風風速不宜大于5 m/s，管廊內部的風速不能超過1.5 m/s。4)綜合管廊通風系統設備主要有全自動防煙百葉、雙速排風機、全自動排煙防火閥、止回閥等。

［1］王恒棟，薛偉辰.綜合管廊工程理論與實踐［M］.北京:中國建筑工業出版社，2013.

［2］李德強.綜合管溝設計與施工［M］.北京:中國建筑工業出版社，2009.

［3］GB 50838—2015，城市綜合管廊工程技術規范［S］.

［4］GB 50016—2014，建筑設計防火規范［S］.

［5］GB 50019—2003，采暖通風與空氣調節設計規范［S］.

［6］陳 虹.共同溝的通風設計［J］.制冷空調，2003，24(91):43-45.

［7］陳只兵.綜合管溝消防設計分析［D］.廣州:華南理工大學工程碩士學位論文，2013.