武 曉 飛

(太原市市政工程設(shè)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(shè)置到道路下的統(tǒng)一地下空間形成的一種現(xiàn)代化、科學(xué)化、集約化的城市基礎(chǔ)設(shè)施。目的是提高城市工程管線建設(shè)安全與標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)籌安排城市工程管線在綜合管廊內(nèi)的敷設(shè)，保證城市地下綜合管廊工程建設(shè)做到安全使用、經(jīng)濟合理、技術(shù)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(guān)注度大幅度提升，并不斷出臺相關(guān)文件推進城市地下管廊工程建設(shè)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(fā)展的必然趨勢[1]。

然而綜合管廊屬于大型地下構(gòu)筑物，其內(nèi)部無法直通室外大氣，空氣質(zhì)量不佳，且各類管線自身發(fā)熱以及水汽產(chǎn)生會加劇空氣質(zhì)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(dāng)發(fā)生管道泄漏或者檢修泄漏時，也會使得管廊內(nèi)有害氣體快速增加，造成不安全因素。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置可以有效保證綜合管廊內(nèi)部空氣質(zhì)量，并可在事故時進行高效通風(fēng)以保證人員安全。

1 通風(fēng)區(qū)間

城市地下綜合管廊通風(fēng)區(qū)間長度一般與防火分區(qū)的長度一致。防火分區(qū)的設(shè)置數(shù)量決定了通風(fēng)系統(tǒng)的數(shù)量。

對于電力艙和天然氣艙，每個防火分區(qū)為一個通風(fēng)分區(qū)，通風(fēng)分區(qū)不超過200 m設(shè)置；每個區(qū)間內(nèi)按照相關(guān)設(shè)計規(guī)范考慮通風(fēng)，艙內(nèi)每個防火分區(qū)設(shè)置一個防火隔斷，隔斷上設(shè)有甲級防火門，且管線穿越防火隔斷部位應(yīng)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(fā)生火災(zāi)的可能性及危害很低，故不考慮設(shè)置防火分區(qū)，但為了使地上通風(fēng)風(fēng)亭的設(shè)置更加集約化，將通風(fēng)分區(qū)按照不超過200 m設(shè)置，與電力艙通風(fēng)區(qū)間劃分一致。

2 通風(fēng)方式

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

3 通風(fēng)系統(tǒng)

應(yīng)對綜合管廊每個艙室的每個通風(fēng)分區(qū)設(shè)置獨立、完整的通風(fēng)系統(tǒng)，主要由地上風(fēng)亭、風(fēng)井、電動百葉、風(fēng)機、電動風(fēng)閥等組成。

3.1 地上風(fēng)亭

由于風(fēng)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(fēng)亭風(fēng)口下邊緣應(yīng)高于周圍地坪標(biāo)高0.5 m以上，以防止雨水倒灌，并且風(fēng)口內(nèi)襯1.0 cm×1.0 cm鋼絲網(wǎng)來起到防止小動物進入的作用。

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

地上風(fēng)亭的設(shè)置除能滿足管廊內(nèi)部通排風(fēng)需求之外，還需與周邊建筑景觀協(xié)調(diào)一致。地上風(fēng)口升出地面的部分一般布置在綠化帶或不妨礙景觀處。風(fēng)亭風(fēng)口百葉采用防雨雪百葉，材質(zhì)為不銹鋼，且室外通風(fēng)口造型應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐坝^設(shè)置，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，且風(fēng)亭排風(fēng)口風(fēng)速應(yīng)不大于5 m/s。

3.2 風(fēng)井

風(fēng)井是管廊內(nèi)部空氣與外部新鮮空氣的交換通道，風(fēng)井設(shè)計截面不宜過小，宜造成風(fēng)速過大，容易造成局部阻力過大。

3.3 電動百葉

風(fēng)井下部與通風(fēng)口夾層相連接部位設(shè)置電動百葉，當(dāng)管廊內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)及時關(guān)閉電動百葉，可以有效隔絕管廊內(nèi)外空氣交換，電動百葉配套電動風(fēng)閥及執(zhí)行裝置應(yīng)能經(jīng)受高溫，保證火災(zāi)后正常開啟。

3.4 風(fēng)機

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

3.5 電動風(fēng)閥

電動風(fēng)閥作為隔斷風(fēng)機與管廊內(nèi)部的設(shè)備，應(yīng)能在發(fā)生火災(zāi)時及時關(guān)閉閥門，并且聯(lián)動風(fēng)機停止。

4 通風(fēng)工況

綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)工況運行包括正常工況與事故工況。正常工況有：平時通風(fēng)、巡檢通風(fēng)以及火災(zāi)后排煙。事故工況有：事故通風(fēng)。對于不同工況下，風(fēng)機風(fēng)閥的設(shè)備要求也不同。

4.1 平時通風(fēng)要求

當(dāng)管廊內(nèi)溫度不小于38 ℃或者空氣質(zhì)量不滿足設(shè)計要求，自動開啟通風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)機；當(dāng)管廊內(nèi)溫度不大于33 ℃或空氣質(zhì)量達標(biāo)，排風(fēng)機停止工作。

4.2 巡檢通風(fēng)要求

當(dāng)巡檢人員需要進入管廊進行檢修或者巡視工作時，應(yīng)能夠提前開啟巡檢區(qū)段所有通風(fēng)區(qū)間的通風(fēng)系統(tǒng)，待地下綜合管廊內(nèi)環(huán)境質(zhì)量達標(biāo)后，巡檢人員才能允許入內(nèi)。

4.3 火災(zāi)工況及火災(zāi)后排煙要求

整個綜合管廊按只有一個通風(fēng)區(qū)間發(fā)生火災(zāi)考慮進行設(shè)計。按照地下密閉空間窒息滅火考慮，當(dāng)綜合管廊艙室某段發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)當(dāng)立即關(guān)閉火災(zāi)所在防火分區(qū)及相鄰分區(qū)的通風(fēng)設(shè)備以及進排風(fēng)井的電動百葉窗及電動風(fēng)閥?；馂?zāi)結(jié)束后，需要經(jīng)過人工確認火災(zāi)完全熄滅，并且管廊內(nèi)溫度下降到安全溫度，開啟曾經(jīng)發(fā)生火災(zāi)的通風(fēng)單元與相鄰?fù)L(fēng)單元的通風(fēng)設(shè)備、進排風(fēng)井的電動百葉窗及電動風(fēng)閥，排風(fēng)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(jié)點處應(yīng)設(shè)置空氣質(zhì)量檢測設(shè)備及監(jiān)控攝像頭，當(dāng)監(jiān)測到某區(qū)段的天然氣、污水或熱水泄漏時，應(yīng)將該區(qū)段的排風(fēng)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(fēng)量設(shè)計

綜合管廊通風(fēng)量設(shè)計應(yīng)根據(jù)不同艙室容納管線的種類及規(guī)格分別進行計算，按照消除余熱通風(fēng)量和換氣次數(shù)通風(fēng)量進行比較，取最大值進行設(shè)計。

5.1 換氣次數(shù)通風(fēng)量

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

5.2 消除余熱通風(fēng)量

電力艙與綜合艙正常通風(fēng)量應(yīng)按管廊通風(fēng)區(qū)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(chǎn)生的余熱所需風(fēng)量之和進行計算。電力艙余熱量應(yīng)按照所有敷設(shè)的所有規(guī)格電纜散熱量總和乘以相關(guān)電力部門提供的同時使用系數(shù)或者熱力管道每米散熱量乘以熱力管道在通風(fēng)分區(qū)內(nèi)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(fēng)量計算應(yīng)按照夏季通風(fēng)室外計算溫度進行計算[3]。

6 通風(fēng)系統(tǒng)控制與監(jiān)控

綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)的控制與監(jiān)控很大程度的決定了通風(fēng)效果的好壞，而閥門閥件及風(fēng)機在火災(zāi)報警時及時的關(guān)閉則能夠?qū)⒒饎菸ｋU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(fēng)系統(tǒng)的控制與監(jiān)測需要按照通風(fēng)區(qū)間進行單獨分區(qū)設(shè)置，使每個通風(fēng)區(qū)間的控制不互相影響。且綜合管廊的風(fēng)機、風(fēng)閥等均應(yīng)進行設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測和控制，以保證監(jiān)控中心對每個設(shè)備的遠程監(jiān)視以及遠程控制。

通風(fēng)設(shè)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(fā)生事故能夠及時的對通風(fēng)設(shè)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(xiàn)場手動控制及遠程手動控制。

2)火災(zāi)工況采用自動控制、現(xiàn)場手動控制及遠程手動控制。

3)火災(zāi)后排煙采用現(xiàn)場手動控制及遠程手動控制。

4)事故工況采用自動控制、現(xiàn)場手動控制及遠程手動控制。

7 結(jié)語

由于城市地下綜合管廊正處在起步階段，很多技術(shù)還需要工程實踐以及實驗來詳細深化，比如燃氣艙風(fēng)機是否備用、污水艙風(fēng)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(xiàn)是伴隨著城鎮(zhèn)化進程的加快和城市建設(shè)飛速發(fā)展而產(chǎn)生的，新舊城區(qū)城市地下管線的發(fā)展與矛盾日益涌現(xiàn)，因而認真做好每一條綜合管廊規(guī)劃與設(shè)計，是對城市發(fā)展的負責(zé)，也是對社會進步的推進，更是每個設(shè)計人員的責(zé)任。