城市综合管廊通风系统设计要点及思考

城市综合管廊通风系统设计要点及思考

梁攀

北京市市政工程设计研究总院有限公司广东分院  广东 广州 510000

摘要：从城市综合管廊的多种性质特征出发考虑，在设计城市综合管廊通风系统时，不仅需要根据综合管廊结构形式、敷设区间考虑地面风亭设置形式，同时还要要结合管廊内部的各类舱室通风需求、通风原理、系统运行等多因素进行分析，为设计出更加贴合城市规划要求的综合管廊通风系统，本文围绕着不同类型管廊舱室的通风系统和通风节点进行了分析，希望能为城市综合管廊通风系统设计提供一定参考。

关键词：综合管廊；通风系统；通风节点；运行模式；系统控制

引言：城市综合管廊是城市在地下搭建的城市附属设备。管廊在实现了地下空间集约利用的同时满足了城市居民的日常用水、污水排放、天然气、电力等生活需求。还可以收集城市当中的雨水等，来减轻城市内涝和水源紧缺问题等。综合管廊作为地下设备，不仅要满足管廊内满足平时运营（包括巡视及检修）时通风需求外，因其具有封闭性强和隐蔽性强的特点，发生火灾通常采用窒息灭火的方式，确认火灾熄灭后，电动或手动打开着火段防火分区及相邻分区的通风设备、风阀，通风机高速运转，迅速排除综合管廊内的烟气及余热，合理的通风系统设置，将为消防人员提供较好的抢救环境。

综合管廊的通风系统通常是将平时通风、事故通风及火灾后排烟及排热系统相结合，为了能够保障在面对不同工况下通风系统可以做出相应转变，需要选择合适的风机设备、阀件并结合正确的控制逻辑。结合综合管廊的自身特点，下文围绕着其设计和控制问题进行了相关探讨，希望能够为综合管廊通风系统的优化与实际运营维护起到一定的促进作用。

一、综合管廊及通风系统简介

（一）综合管廊类型

城市综合管廊有着复杂的分类，从种类和数量上其通常会被分为干线、支线和缆线综合管廊三大部分。干线综合管廊主要是满足城市主干工程的系统，其通常采用独立舱室的方式来搭建管廊，这样通常可以较好的为管廊内部的管线提供一个良好的使用环境。支线综合管廊的存在主要是用于容纳城市配线工程的管线，其在建设上基本上是就采用单、双舱的方式进行构建，基本上可以满足单一的配线需求。缆线综合管廊通常是采用浅埋的方式完成搭建的，这种搭建方式会造成管廊内部的空间较小，很难满足正常人的通行需求，所以其主要用于电力电缆和通信电缆的容纳，保障管线的外部质量的同时也能够更好地确保城市居民的基本生活保障[1]。

（二）综合管廊通风系统设计原则

为满足综合管廊的工作环境要求，需设置通风系统，排除各舱室内的余热、余湿及有害气体。天然气舱采用机械进、排风的通风方式，其余舱室采用自然进风与机械排风相结合的通风方式，使新鲜空气在综合管廊内纵向流动，形行成纵向通风。

天然气舱及含电力电缆的舱室，防火分区按不大于200米间距设置，同时防火分区设置进排风系统。除上述舱室外，其余舱室不设置防火分区，但是为简化系统划分及地面口部设置，其余舱室通风区间起止桩号与划分防火分区舱室一致。

综合管廊含电力电缆的舱室内的电缆发热量按远期电缆数量（按照电缆线路规划图）最大通过能力进行计算。设计通风量按“排除通风区间散热量所需通风量”以及“换气次数通风量”两者之间的大值确定。

（三）综合管廊通风量的计算

综合管廊通风系统的通风量计算是根据《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2015的标准执行，管廊通风量要根据管廊舱室类型、通风断面大小及通风区间来进行计算，通风量的基本计算公式为Q=V×∮×N。其中V为通风分区的通风体积，N为换气次数，Q是通风量，∮是通风安全系数 [2]。

天然气舱平时通风（包括巡视及检修）时计算通风量按不小于6次/h，事故通风及确认火灾熄灭后，排废气、排热计算通风量按不小于12次/h。其余舱室平时通风量按不小于2次/h计算，事故通风及确认火灾熄灭后，排废气、排热计算通风量按不小于6次/h。[3]

二、综合管廊通风系统控制

通风系统的运行控制采用两级控制，就地控制（就地手动、就地自动）和集中监控系统（自动远程控制）,就地控制具有优先权。

各舱室的通风设备与对应的风系统管路上的防火阀联动，当全自动防烟/排烟防火阀关闭时，应联动关闭对应的通风系统及设施。

综合管廊平时运营工况、巡视检修工况、天然气（甲烷）泄漏工况、含氧量异常工况、火灾工况以及火灾熄灭后排烟、排热工况等，按以下预设模式控制：

a.平时运营工况：当舱内温度≥36℃或相对湿度≥75%，且室外相对湿度≤75%时，自动开启对应通风区间的通风系统及设备，低速运转；当舱内温度≥38℃或相对湿度≥80%，且室外相对湿度≤75%时，通风系统及设备切换至高速运转状态。直到舱室内温度≤34℃及相对湿度≤75%，通风设备停止运转。

b. 巡视检修工况：当工作人员进入综合管廊巡视检修前，必须先开启巡视检修舱室及巡视检修段对应的通风系统及设备，确认该舱室及区段内的参数均满足如下要求时，方可进入：（i）温度≤36℃；（ii）可燃性、爆炸性气体浓度低于其爆炸下限浓度值的10%；（iii）含氧量处于20%~21%之间；（iiii）满足《密闭空间作业职业危害防护规范》GBZ/T 205的有关规定。同时当工作人员进入综合管廊巡视检修时，通风系统及设备必须连续通风，直至工作人员巡视检修完毕并确认离开。

c. 天然气（甲烷）泄漏工况：当天然气舱内泄露的可燃易爆气体浓度达到爆炸下限值的20%时，天然气报警控制器将产生声光源报警信号并发送信号至控制中心，同时自动强制开启事故段通风分区及相邻通风分区的通风设备，并保持高速（工频）运转，直至确认抢险完成。

d.含氧量异常工况：当综合管廊舱室内含氧量小于20%或大于21%时，氧浓度报警控制器联动强制开启含氧量异常区段及相邻通风分区的通风系统及设备连续通风，直至确认该舱室环境恢复正常。

e.火灾工况：当综合管廊某舱室发生火灾时，火灾探测器立即声光报警并发送信号至控制中心，同时消防联动控制器联动关闭着火段防火分区及相邻分区的通风设备、全自动防火阀、风阀及防火门。含有电力电缆的舱室采用超细干粉气体灭火，其余舱室采用窒息灭火，实现消防灭火功能。

f.火灾熄灭后排烟、排热工况：当确认综合管廊火灾熄灭且环境安全后，电动或手动打开着火段防火分区及相邻分区的通风设备、全自动防火阀、风阀，开启通风系统及设备，且风机切换至高速运转状态，连续通风，迅速排除综合管廊内的烟气及余热，为消防人员提供良好的抢救环境，直至抢险完成并确认该舱室环境恢复正常。

三、综合管廊通风系统节点做法

（一）节点设置

天然气舱排风口与其他舱室进排风口、人员出入口以及周边建（构）筑物口部距离不应小于10m（图1图2）。进排风口部间隔设置（图3），管廊末端的风口尽量贴合管廊端部，避免造成死区。

图1排风井夹层通风平面

图2排风井地面层平面图

图3 天然气舱通风原理图

综合管廊人员出入口、逃生口、通风口尽量结合设计应与周边环境协调布置，并满足城市规划的要求。除此之外，通风口部还应满足当地城市防洪要求，并应采取防止地面水倒灌及小动物进入的措施。

（二）风机与阀门选择

在综合管廊通风系统中，风机要兼顾平时通风与火灾后排烟、排热系统，因此通风机采用耐高温消防排烟风机，风机要求在280℃条件下连续运行不小于30min。排风井与管廊连接处，设置280℃排烟防火阀，由于阀门平时基本保持开启状态，所以就需要阀门应该具有远程控制功能，以确保在突发情况之下，阀门能够及时地做出反应。

对于排除爆炸危险气体的通风节点（天然气舱及含有污水管道的舱室），应该选择整气体防爆型的整机防爆风机。同时该部分通风机、阀门，必须符合在防爆场合应用的要求，除去采取防爆材料、措施外必须设置导除静电的接地装置，并采用导电性能良好的材料接地。

同时为了满足考虑降低城市噪音和节能需求，风机优先选择低噪音柜式双速离心风机。

四、结语

通风系统对于城市综合管廊的正常运行有着至关重要的作用。因此，本文围绕着不同的情况，对通风系统的运行和设备安装提出了相应的建议，这些建议可以有效帮助通风系统的正常运行。在通风节点环环相扣的工作流程之下，城市综合管廊可以更好更安全的运转，从而能够有效保障城市居民的基本需求不会受到影响。

参考文献：

[1]欧阳康淼,王春旺,李晓锋,薛斐.综合管廊用能现状与节能潜力分析[J].暖通空调,2022

[2]李佳兴,曾思景,方子梁,李安桂,杨长青.地下管廊综合舱热压自然通风效果分析[J].暖通空调,2022

[3]城市综合管廊工程技术规范GB50838-2015 [S].北京：中国计划出版社,2015