綜合管廊電力艙和熱力艙通風(fēng)設(shè)計(jì)方法及建議探討

楊佳偉

摘要：近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)綜合管廊建設(shè)已經(jīng)陸續(xù)在各城市展開(kāi)。該文結(jié)合沈陽(yáng)市南運(yùn)河段地下綜合管廊工程實(shí)例，分析了綜合管廊中設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)的必要性，介紹城市綜合管廊的幾種通風(fēng)方式，闡述綜合管廊通風(fēng)、排煙系統(tǒng)組成、設(shè)計(jì)方法、步驟、設(shè)計(jì)過(guò)程中的問(wèn)題，同時(shí)提出合理建議，對(duì)綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有一定參考意義。

關(guān)鍵詞：綜合管廊；通風(fēng)；排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

綜合管廊具有集約土地、運(yùn)行管理安全等優(yōu)點(diǎn)，綜合管廊的建設(shè)對(duì)提高城市綜合承載能力和城市城鎮(zhèn)化發(fā)展有著重要作用。地下綜合管廊建設(shè)是重大民生工程，有利于拉動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，可以從根本上解決城市道路無(wú)序挖掘所帶來(lái)的“馬路拉鏈”問(wèn)題，明顯提升管線安全水平和防災(zāi)抗災(zāi)能力，消除主要街道蜘蛛網(wǎng)式架空線，改善城市地面景觀。

1、綜合管廊及通風(fēng)系統(tǒng)概述

綜合管廊是城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施。它將各種市政管線集于一體，有節(jié)約土地，便于檢修養(yǎng)護(hù)，避免城市道路頻繁開(kāi)挖等優(yōu)點(diǎn)，有利于政府對(duì)社會(huì)公共資源的控制和管理，同時(shí)國(guó)務(wù)院相關(guān)指導(dǎo)意見(jiàn)及國(guó)家新型城鎮(zhèn)化建設(shè)要求的出臺(tái)，使其在全國(guó)城市建設(shè)中的應(yīng)用越來(lái)越多。

綜合管廊本體完全位于地下，屬于封閉的構(gòu)筑物，本身空氣流通不暢，還會(huì)促使生物性有機(jī)物在微生物的作用下產(chǎn)生有毒、有害進(jìn)而引起管廊內(nèi)氧氣含量下降，二氧化碳的含量增加等問(wèn)題；管廊內(nèi)鋪設(shè)的電力、供熱和污水管道等管線，也會(huì)散發(fā)熱量和有害氣體，若鋪設(shè)燃?xì)夤芫€，還會(huì)出現(xiàn)可燃性氣體泄露的危險(xiǎn)，這些問(wèn)題都不利于維護(hù)人員的巡視與檢修。因此，需要設(shè)置有效的通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)改善管廊內(nèi)的空氣質(zhì)量，使管廊內(nèi)的各類管線處于良好的運(yùn)行環(huán)境，保證有害氣體在安全的濃度水平之下，同時(shí)在管廊發(fā)生火災(zāi)時(shí)，通過(guò)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)閉，使管廊內(nèi)形成相對(duì)密閉的空間，可以有效地控制火災(zāi)蔓延，并能在火災(zāi)后及時(shí)開(kāi)啟排煙系統(tǒng)，及時(shí)排除火災(zāi)后的煙氣。

沈陽(yáng)市南運(yùn)河段地下綜合管廊工程全長(zhǎng)約12.8 km。沿線住宅小區(qū)和市政管線較密集，通過(guò)建設(shè)綜合管廊可有效地解決“拉鏈路”式建設(shè)，減小了敷設(shè)和維修地下管線反復(fù)開(kāi)挖路面而對(duì)交通、環(huán)境和居民出行造成的影響和干擾，提高了老城區(qū)供水、供氣、供暖等供應(yīng)能力和運(yùn)行安全，為城市后續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。

該綜合管廊收納的管線種類有：電力電纜、通信管道、給水管道、中水管道、供熱管道、天然氣管道。該綜合管廊采用盾構(gòu)施工工法，在兩個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)直徑D=5.4 m的圓內(nèi)，設(shè)置電力艙、熱力+通信艙、水艙和天然氣艙。考慮管道安裝和日常維護(hù)的需要，綜合管廊設(shè)計(jì)為通行管溝。

2、綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)的分類

綜合管廊通風(fēng)方式包括自然通風(fēng)、自然通風(fēng)輔以無(wú)風(fēng)管的誘導(dǎo)式通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)三種方式，其中機(jī)械通風(fēng)又分為：（1）自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)；（2）機(jī)械進(jìn)風(fēng)、自然排風(fēng)；（3）機(jī)械進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)。

3、綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 防火分隔

根據(jù)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》：“天然氣管道艙及容納電力電纜的艙室應(yīng)每隔200 m采用耐火極限不低于3.0 h的不燃性墻體進(jìn)行防火分隔。”該工程天然氣艙和電力艙各劃分為64個(gè)防火分區(qū)。

3.2 通風(fēng)、事故后通風(fēng)系統(tǒng)

由于該綜合管廊處于地下空間5～10 m之間，為密閉的地下構(gòu)筑物，完全依靠自然通風(fēng)，是難以保證管廊內(nèi)部空氣品質(zhì)的。從景觀、節(jié)能、投資等方面考慮，該次的設(shè)計(jì)采用機(jī)械排風(fēng)輔以自然補(bǔ)風(fēng)方式解決管廊通風(fēng)問(wèn)題。機(jī)械排風(fēng)減小排風(fēng)豎井面積，減小占用地面空間，從而減少對(duì)景觀環(huán)境的影響；自然補(bǔ)風(fēng)，利用排風(fēng)后排風(fēng)區(qū)負(fù)壓，進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，減少風(fēng)機(jī)投入臺(tái)數(shù)，節(jié)省初投資，減少運(yùn)行費(fèi)用，而達(dá)到節(jié)能目的。該工程通風(fēng)分為天然氣艙和其余艙兩種情況。

天然氣艙內(nèi)設(shè)獨(dú)立機(jī)械進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)，平時(shí)通風(fēng)量為每小時(shí)6次，事故通風(fēng)排風(fēng)量為每小時(shí)12次；通風(fēng)系統(tǒng)按200 m間隔設(shè)置，一端設(shè)機(jī)械送風(fēng)機(jī)房，另一端設(shè)機(jī)械排風(fēng)機(jī)房。送、排風(fēng)機(jī)各設(shè)置2臺(tái)，均為防爆風(fēng)機(jī)，平時(shí)通風(fēng)開(kāi)啟1臺(tái)，事故通風(fēng)開(kāi)啟2臺(tái)。

其余艙設(shè)機(jī)械排風(fēng)，平時(shí)通風(fēng)量為每小時(shí)3次，事故通風(fēng)時(shí)排風(fēng)機(jī)僅對(duì)電力艙進(jìn)行事故后排風(fēng)，其他艙排風(fēng)管電動(dòng)風(fēng)閥關(guān)閉，換氣次數(shù)每小時(shí)6次；通風(fēng)系統(tǒng)按防火分區(qū)設(shè)置，每個(gè)防火分區(qū)一端設(shè)進(jìn)風(fēng)口，另一端設(shè)機(jī)械排風(fēng)機(jī)房，排風(fēng)機(jī)兼做主管廊電力艙事故后排風(fēng)，且平時(shí)通風(fēng)工況下，排風(fēng)機(jī)還承擔(dān)支管廊的平時(shí)排風(fēng)。機(jī)械通風(fēng)時(shí)，室外新鮮空氣由進(jìn)風(fēng)口自然進(jìn)入管廊內(nèi)，沿溝縱向流向排風(fēng)口，并由排風(fēng)機(jī)排至室外。為保證電力艙在事故后迅速排除有害氣體，在該排風(fēng)系統(tǒng)各艙的排風(fēng)支管上設(shè)有電動(dòng)風(fēng)閥，即當(dāng)電力艙需要事故后排風(fēng)時(shí)，則將其他艙排風(fēng)支管電動(dòng)風(fēng)閥關(guān)閉，增大電力艙的排風(fēng)量，使之迅速達(dá)到排除有害氣體的目的。

3.3 通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)控制

管廊通風(fēng)分為平時(shí)通風(fēng)工況和事故后通風(fēng)工況。風(fēng)機(jī)均采用就地控制、探測(cè)器自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的控制方式。

管廊的平時(shí)通風(fēng)工況運(yùn)行控制為：通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的啟停采用定時(shí)控制與溫控探測(cè)器控制相結(jié)合的控制方式。同時(shí)在管廊內(nèi)設(shè)置溫度探測(cè)器和氣體濃度探測(cè)器，當(dāng)某一區(qū)域氧含量過(guò)低時(shí)，或溫度過(guò)高時(shí)，檢測(cè)探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，啟動(dòng)該區(qū)段的排風(fēng)機(jī)，強(qiáng)制換氣，保障管廊內(nèi)正常工況。當(dāng)工作人員需入管廊巡視或檢修設(shè)備時(shí)，需提前啟動(dòng)運(yùn)行通風(fēng)設(shè)備，待換氣充分后人員方可進(jìn)入管廊內(nèi)。

電力艙事故后通風(fēng)工況：當(dāng)管廊其中一個(gè)防火分區(qū)的電力艙內(nèi)電纜發(fā)生事故時(shí)，該防火分區(qū)內(nèi)的排風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，電力艙的排風(fēng)支管和進(jìn)風(fēng)口的電動(dòng)風(fēng)閥控制關(guān)閉，確保電力艙的密閉。待確認(rèn)事故結(jié)束后，開(kāi)啟排風(fēng)機(jī)和電力艙排風(fēng)支管和進(jìn)風(fēng)口上的電動(dòng)風(fēng)閥進(jìn)行通風(fēng)，同時(shí)控制關(guān)閉其他艙排風(fēng)支管的電動(dòng)風(fēng)閥，用以增加電力艙的排風(fēng)量，此狀態(tài)為電力艙事故后通風(fēng)工況，系統(tǒng)以該工況運(yùn)行30 min后或有害氣體已排除后，控制系統(tǒng)返回平時(shí)工況。

天然氣艙艙事故通風(fēng)工況：當(dāng)管廊天然氣艙內(nèi)其中一個(gè)分區(qū)的天然氣濃度大于其爆炸下限濃度20%時(shí)，啟動(dòng)事故通風(fēng)設(shè)備，該分區(qū)內(nèi)的送、排風(fēng)機(jī)全部投入運(yùn)行。此狀態(tài)為天然氣艙事故通風(fēng)工況，系統(tǒng)以該工況運(yùn)行至確保天然氣濃度滿足要求后，控制系統(tǒng)返回平時(shí)通風(fēng)工況。

3.4 設(shè)備選型

所有通風(fēng)機(jī)均選用低噪聲、高效風(fēng)機(jī)。為天然氣艙設(shè)置的風(fēng)機(jī)為防爆風(fēng)機(jī)。管廊風(fēng)機(jī)進(jìn)出口均加裝消聲器。所有通風(fēng)機(jī)進(jìn)出口連接處均加防火帆布軟接。吊頂風(fēng)機(jī)設(shè)減震吊架，所有設(shè)備均選用節(jié)能產(chǎn)品。

4、結(jié)論

綜合管廊的通風(fēng)系統(tǒng)是保障綜合管廊日常維護(hù)人員以及事故后救災(zāi)人員人身安全的系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理，運(yùn)行是否安全穩(wěn)定，很大程度上決定了相關(guān)人員身體健康與安全，同時(shí)也是管廊內(nèi)各類管線的正常運(yùn)行的保障。該工程設(shè)計(jì)總結(jié)如下。

（1）綜合管廊的通風(fēng)方式應(yīng)綜合考慮土建、設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用等多方面因素經(jīng)可行性研究后確定，一般選擇自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)是一種較為常用的方式。

（2）綜合管廊的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合消防設(shè)計(jì)統(tǒng)一考慮，如有氣體滅火系統(tǒng)，則應(yīng)根據(jù)相關(guān)要求，設(shè)置風(fēng)口關(guān)斷風(fēng)閥，形成密閉空間，使得氣體滅火系統(tǒng)能夠有效工作。

（3）綜合管廊的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意噪聲的控制，通風(fēng)機(jī)房應(yīng)做好消聲設(shè)計(jì)。

（4）綜合管廊的通風(fēng)口應(yīng)另外做好景觀化設(shè)計(jì)，使其在滿足基本功能的前提下，達(dá)到周邊景觀和諧統(tǒng)一的視覺(jué)效果。

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（作者單位：河北省秦皇島市秦?zé)岚l(fā)電有限責(zé)任公司）