李海新 張 琪

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300051)

1 綜合管廊設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)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(shè)置于同一地下構(gòu)筑物中，并提供檢修人員通道的隧道式結(jié)構(gòu)(見圖1)。與傳統(tǒng)的直埋方式相比，綜合管廊節(jié)省了城市地下空間，而且更便于對市政管線實(shí)施統(tǒng)一的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理［1］。綜合管廊屬于密閉型地下構(gòu)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(dǎo)致空間內(nèi)氧含量的下降，此外，溝內(nèi)敷設(shè)的電纜、熱力管線等也會散發(fā)大量的熱量［2］。因此，需要設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)，及時(shí)排除溝內(nèi)余熱和有害、有毒氣體，并為檢修人員提供新鮮空氣。同時(shí)，當(dāng)溝內(nèi)發(fā)生燃?xì)?、蒸汽等泄露事故，或者發(fā)生火災(zāi)時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)又能快速響應(yīng)，保證人員快速疏散，減少損失。

圖1 綜合管廊標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

2 綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)的分類及選擇

綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)主要有三種方式:自然通風(fēng)、自然通風(fēng)輔以無風(fēng)管的誘導(dǎo)式通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)，其中機(jī)械通風(fēng)又分為自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng);機(jī)械進(jìn)風(fēng)、自然排風(fēng)以及機(jī)械進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)。幾種通風(fēng)方式優(yōu)缺點(diǎn)的比較見表1。綜合比較以上幾種通風(fēng)方式，一般選擇自然進(jìn)風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)的方式，既滿足城市景觀和噪聲等的要求，又不至于設(shè)備初投資過高，而且通風(fēng)效果良好［3］。

表1 綜合管廊通風(fēng)方式優(yōu)缺點(diǎn)比較

3 綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1 通風(fēng)分區(qū)、防火分區(qū)的劃分

當(dāng)綜合管廊發(fā)生火災(zāi)事故，消防系統(tǒng)應(yīng)和通風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動，共同控制火災(zāi)的蔓延。GB 50838—2015 城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范并未明確規(guī)定通風(fēng)分區(qū)的長度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般每個(gè)防火分區(qū)不大于200 m。通常情況下，一個(gè)防火分區(qū)即作為一個(gè)通風(fēng)分區(qū)，每一分區(qū)一端，設(shè)置自然進(jìn)風(fēng)口兼作投料口和出入口，并設(shè)防雨百葉窗自然進(jìn)風(fēng)。另一端設(shè)兩臺機(jī)械排風(fēng)機(jī)兼排煙風(fēng)機(jī)。通風(fēng)量應(yīng)滿足排除管溝內(nèi)電纜發(fā)熱量要求，保證各類管線正常運(yùn)作。并滿足管溝內(nèi)空氣的換氣要求，為人員巡視、維護(hù)提供衛(wèi)生的環(huán)境。

3.2 通風(fēng)量的計(jì)算

根據(jù)GB 50838—2015 城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范，綜合管廊的通風(fēng)量應(yīng)根據(jù)通風(fēng)區(qū)間、截面尺寸并經(jīng)過計(jì)算確定，且換氣次數(shù)應(yīng)符合表2 的規(guī)定。通風(fēng)量的計(jì)算公式是:Q=V ×N ×φ。其中，Q 為通風(fēng)量，m3/h;V 為通風(fēng)分區(qū)的體積，m3;N 為換氣次數(shù)，次/h;φ 為安全系數(shù)(＞1)。

表2 換氣次數(shù)規(guī)定 次/h

3.3 風(fēng)速的確定

綜合管廊的通風(fēng)口一般都建于人行道旁的綠化帶內(nèi)，風(fēng)口接近人行道，因此通風(fēng)口處的風(fēng)速不能對行人造成影響，不宜過大。另外，通風(fēng)口又必須滿足管廊內(nèi)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(shù)規(guī)范明確規(guī)定，綜合管廊通風(fēng)口處出風(fēng)風(fēng)速不宜大于5 m/s。通風(fēng)系統(tǒng)需控制管廊內(nèi)空氣溫度始終不高于40 ℃，氧含量始終不高于19%，而且管廊內(nèi)部斷面風(fēng)速小于1.5 m/s。

4 綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備及選擇

對于自然通風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備主要有全自動防煙百葉(70 ℃熔斷關(guān)閉)、雙速排風(fēng)機(jī)(災(zāi)后排風(fēng)風(fēng)機(jī)要求能在280 ℃下連續(xù)有效工作0.5 h)、全自動排煙防火閥(280 ℃熔斷關(guān)閉，與對應(yīng)風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖)、止回閥等。下面以一個(gè)典型的綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)原理圖介紹各工況下設(shè)備的運(yùn)行情況(見圖2)。整個(gè)管廊是按照只有一個(gè)通風(fēng)分區(qū)發(fā)生火災(zāi)設(shè)計(jì)。在正常通風(fēng)情況下，全自動防煙百葉、風(fēng)閥、風(fēng)機(jī)全部打開，維持綜合管廊內(nèi)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(nèi)部泄露氣體濃度將達(dá)到允許濃度極限，即將到達(dá)爆炸點(diǎn)時(shí)，全自動防煙百葉、風(fēng)閥維持常規(guī)運(yùn)行，排風(fēng)風(fēng)機(jī)切換至高速運(yùn)行，進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。當(dāng)管廊內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或者溫度超過280 ℃時(shí)，全自動防煙百葉、280 ℃排煙防火閥關(guān)閉，給通風(fēng)分區(qū)創(chuàng)造一個(gè)密閉的環(huán)境條件，使管廊內(nèi)缺氧自動滅火，這時(shí)候消防系統(tǒng)也會啟動加速滅火，等確認(rèn)火災(zāi)熄滅后，溫度低于280 ℃、氧濃度降到19%以下時(shí)，280 ℃排煙防火閥、排風(fēng)風(fēng)機(jī)重新開啟，進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)排煙。

圖2 典型綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)原理圖

5 綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)控制

綜合管廊內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)要和監(jiān)控設(shè)備配合，以便于及時(shí)檢測管廊內(nèi)的空氣質(zhì)量、溫度、有害氣體濃度、火情等信息，一旦發(fā)生事故工況或火災(zāi)，通風(fēng)系統(tǒng)和消防系統(tǒng)聯(lián)動，共同控制事故蔓延，減少人員和財(cái)產(chǎn)損失。通風(fēng)設(shè)備的操作方式采用手動/自動兩種方式，并在人員進(jìn)出口或其他適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)警報(bào)、監(jiān)視器，并根據(jù)溫度、氧含量的監(jiān)測結(jié)果自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)啟停。

6 結(jié)語

1)綜合管廊設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)，以維持管廊內(nèi)空氣溫度始終不高于40 ℃、氧含量不高于19%;當(dāng)管廊內(nèi)可燃?xì)怏w泄露或有毒氣體濃度過高時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)能保證管廊內(nèi)部余熱及危險(xiǎn)氣體及時(shí)排除并為檢修人員提供適量的新鮮空氣;當(dāng)管廊發(fā)生火災(zāi)時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)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(shí)排出。2)綜合考慮通風(fēng)效果、通風(fēng)設(shè)備初投資、景觀及噪聲等多方面因素，選擇自然進(jìn)風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)的通風(fēng)方式較為理想。3)通常情況下，一個(gè)防火分區(qū)即為一個(gè)通風(fēng)分區(qū)，每個(gè)通風(fēng)分區(qū)不宜大于200 m。根據(jù)GB 50838—2015 城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范，可以計(jì)算綜合管廊的通風(fēng)量。而且，管廊的通風(fēng)口處出風(fēng)風(fēng)速不宜大于5 m/s，管廊內(nèi)部的風(fēng)速不能超過1.5 m/s。4)綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備主要有全自動防煙百葉、雙速排風(fēng)機(jī)、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(shí)踐［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2013.

［2］李德強(qiáng).綜合管溝設(shè)計(jì)與施工［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［3］GB 50838—2015，城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］GB 50016—2014，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范［S］.

［5］GB 50019—2003，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［6］陳 虹.共同溝的通風(fēng)設(shè)計(jì)［J］.制冷空調(diào)，2003，24(91):43-45.

［7］陳只兵.綜合管溝消防設(shè)計(jì)分析［D］.廣州:華南理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文，2013.