淺析城市地下綜合管廊通風系統

武 曉 飛

(太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030002)

0 引言

地下綜合管廊就是地下城市管線綜合走廊，通過將電力、通信、給水、供熱、中水、燃氣等兩種以上的管線集中設置到道路下的統一地下空間形成的一種現代化、科學化、集約化的城市基礎設施。目的是提高城市工程管線建設安全與標準，統籌安排城市工程管線在綜合管廊內的敷設，保證城市地下綜合管廊工程建設做到安全使用、經濟合理、技術先進、便于施工和維護。近年來，國家對城市地下綜合管廊的關注度大幅度提升，并不斷出臺相關文件推進城市地下管廊工程建設進程，城市地下綜合管廊工程在各地興起，并且是符合社會發展的必然趨勢[1]。

然而綜合管廊屬于大型地下構筑物，其內部無法直通室外大氣，空氣質量不佳，且各類管線自身發熱以及水汽產生會加劇空氣質量的下降并且會滋生各類微生物，使得有害氣體不斷累加；當發生管道泄漏或者檢修泄漏時，也會使得管廊內有害氣體快速增加，造成不安全因素。通風系統的設置可以有效保證綜合管廊內部空氣質量，并可在事故時進行高效通風以保證人員安全。

1 通風區間

城市地下綜合管廊通風區間長度一般與防火分區的長度一致。防火分區的設置數量決定了通風系統的數量。

對于電力艙和天然氣艙，每個防火分區為一個通風分區，通風分區不超過200 m設置；每個區間內按照相關設計規范考慮通風，艙內每個防火分區設置一個防火隔斷，隔斷上設有甲級防火門，且管線穿越防火隔斷部位應采用阻火包等防火封堵措施進行嚴密封堵。

對于綜合艙等其他艙室，考慮其發生火災的可能性及危害很低，故不考慮設置防火分區，但為了使地上通風風亭的設置更加集約化，將通風分區按照不超過200 m設置，與電力艙通風區間劃分一致。

2 通風方式

城市地下綜合管廊每個通風分區兩端設置獨立的進風口和出風口，為便于布置及管理，艙室兩端可間隔設置進風口、出風口，使相鄰艙室的同類型風口整合設置。且綜合管廊通風宜采用自然進風和機械排風相結合的通風方式，其中污水艙和天然氣艙采用機械進風和機械排風相結合的強制通風方式。

3 通風系統

應對綜合管廊每個艙室的每個通風分區設置獨立、完整的通風系統，主要由地上風亭、風井、電動百葉、風機、電動風閥等組成。

3.1 地上風亭

由于風亭需要露出地面，易成為地面水倒灌的通道，為了使城市地下綜合管廊安全運行，將地上風亭風口下邊緣應高于周圍地坪標高0.5 m以上，以防止雨水倒灌，并且風口內襯1.0 cm×1.0 cm鋼絲網來起到防止小動物進入的作用。

燃氣艙的排風口與其他艙室排風口、進風口、人員出入口以及周邊構建筑物口部距離不應小于10 m[2]。

地上風亭的設置除能滿足管廊內部通排風需求之外，還需與周邊建筑景觀協調一致。地上風口升出地面的部分一般布置在綠化帶或不妨礙景觀處。風亭風口百葉采用防雨雪百葉，材質為不銹鋼，且室外通風口造型應結合當地景觀設置，與周圍環境協調統一，且風亭排風口風速應不大于5 m/s。

3.2 風井

風井是管廊內部空氣與外部新鮮空氣的交換通道，風井設計截面不宜過小，宜造成風速過大，容易造成局部阻力過大。

3.3 電動百葉

風井下部與通風口夾層相連接部位設置電動百葉，當管廊內發生火災時，應及時關閉電動百葉，可以有效隔絕管廊內外空氣交換，電動百葉配套電動風閥及執行裝置應能經受高溫，保證火災后正常開啟。

3.4 風機

選用低噪聲、低能耗的風機，減小綜合管廊通風設施對地面周圍環境的噪聲影響，同時滿足環保節能的要求，綜合艙、污水艙等排風風機選用雙速立式高溫軸流風機，平時低速通風，事故時高速通風；燃氣艙排風風機選用防爆型雙速立式高溫軸流風機，平時低速通風，事故時高速通風，進風風機選用防爆型單速立式斜流風機。

3.5 電動風閥

電動風閥作為隔斷風機與管廊內部的設備，應能在發生火災時及時關閉閥門，并且聯動風機停止。

4 通風工況

綜合管廊通風系統工況運行包括正常工況與事故工況。正常工況有：平時通風、巡檢通風以及火災后排煙。事故工況有：事故通風。對于不同工況下，風機風閥的設備要求也不同。

4.1 平時通風要求

當管廊內溫度不小于38 ℃或者空氣質量不滿足設計要求，自動開啟通風系統排風機；當管廊內溫度不大于33 ℃或空氣質量達標，排風機停止工作。

4.2 巡檢通風要求

當巡檢人員需要進入管廊進行檢修或者巡視工作時，應能夠提前開啟巡檢區段所有通風區間的通風系統，待地下綜合管廊內環境質量達標后，巡檢人員才能允許入內。

4.3 火災工況及火災后排煙要求

整個綜合管廊按只有一個通風區間發生火災考慮進行設計。按照地下密閉空間窒息滅火考慮，當綜合管廊艙室某段發生火災時，應當立即關閉火災所在防火分區及相鄰分區的通風設備以及進排風井的電動百葉窗及電動風閥。火災結束后，需要經過人工確認火災完全熄滅，并且管廊內溫度下降到安全溫度，開啟曾經發生火災的通風單元與相鄰通風單元的通風設備、進排風井的電動百葉窗及電動風閥，排風機切換為高速運行，排走煙氣，使消防人員及檢修人員能夠安全進入。

4.4 事故(泄漏)工況要求

在地下綜合管廊管道附件及重要節點處應設置空氣質量檢測設備及監控攝像頭，當監測到某區段的天然氣、污水或熱水泄漏時，應將該區段的排風機切換為高速運行，快速排走泄漏氣體或高溫高壓氣體，為檢修人員的及時進入提供條件。

5 通風量設計

綜合管廊通風量設計應根據不同艙室容納管線的種類及規格分別進行計算，按照消除余熱通風量和換氣次數通風量進行比較，取最大值進行設計。

5.1 換氣次數通風量

管廊通風單元的計算通風量包括正常通風量和事故通風量。燃氣艙正常通風換氣次數6次/h，事故通風換氣次數12次/h；電力艙正常通風換氣次數不小于2次/h，事故通風換氣次數不小于6次/h；其他艙室正常通風換氣次數2次/h，事故通風換氣次數6次/h。

5.2 消除余熱通風量

電力艙與綜合艙正常通風量應按管廊通風區間所需最少新鮮空氣量(按照每人30 m3/h考慮)及消除線纜、熱力管道等產生的余熱所需風量之和進行計算。電力艙余熱量應按照所有敷設的所有規格電纜散熱量總和乘以相關電力部門提供的同時使用系數或者熱力管道每米散熱量乘以熱力管道在通風分區內長度進行計算，并減去綜合管廊墻壁對相鄰艙室以及地面的散熱量。消除余熱通風量計算應按照夏季通風室外計算溫度進行計算[3]。

6 通風系統控制與監控

綜合管廊通風系統的控制與監控很大程度的決定了通風效果的好壞，而閥門閥件及風機在火災報警時及時的關閉則能夠將火勢危險程度控制在最小，也能夠使綜合管廊的安全運行及管理得到保障。

綜合管廊通風系統的控制與監測需要按照通風區間進行單獨分區設置，使每個通風區間的控制不互相影響。且綜合管廊的風機、風閥等均應進行設備狀態的監測和控制，以保證監控中心對每個設備的遠程監視以及遠程控制。

通風設備的控制方式采用就地手動、就地自動和遠程控制啟停三種操控方式，確保管廊運行時發生事故能夠及時的對通風設備進行控制。

針對綜合管廊不同工況，管廊控制要求不同：

1)巡檢工況采用現場手動控制及遠程手動控制。

2)火災工況采用自動控制、現場手動控制及遠程手動控制。

3)火災后排煙采用現場手動控制及遠程手動控制。

4)事故工況采用自動控制、現場手動控制及遠程手動控制。

7 結語

由于城市地下綜合管廊正處在起步階段，很多技術還需要工程實踐以及實驗來詳細深化，比如燃氣艙風機是否備用、污水艙風機是否選用防爆型等問題仍然有待商榷，但是綜合管廊的出現是伴隨著城鎮化進程的加快和城市建設飛速發展而產生的，新舊城區城市地下管線的發展與矛盾日益涌現，因而認真做好每一條綜合管廊規劃與設計，是對城市發展的負責，也是對社會進步的推進，更是每個設計人員的責任。