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地下综合管廊通风设计中若干问题探讨

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：刘顺利

[导读] 摘要：近年来，我国的城市化进程有了很大进展，城市综合管廊建设也越来越受到重视。

        湖北省工业建筑集团有限公司湖北省武汉市 430064
        摘要：近年来，我国的城市化进程有了很大进展，城市综合管廊建设也越来越受到重视。对天然气舱排风设备的设置位置、不含电力电缆舱室是否需设置机械排烟、逃生与排风能否共用通道等规定较为模糊，在综合管廊设计及审查过程中争议较大。结合工程设计经验对上述争议的焦点进行阐述和分析，认为当天然气舱排风设备设置于“风道型”空间内时可设置于地下，设置于“机房型”空间内时建议设置于地上；不含电力电缆舱室可不设置机械排烟设施，但需根据各类管线特点，适当提高平时通风换气次数或设置事故通风；逃生与排风在时间和空间上有共存可能时宜分开设置，不共存时可共用通道。
        关键词：综合管廊；技术规范；排风（烟）设施
        引言
        随着我国社会经济的快速发展，城市建设用地的需求量大幅度增加，城市地下综合管廊作为综合利用地下空间的有效措施之一，能紧凑合理地布置市政管线，提高对地下空间的利用和管理水平。
        1通风系统设计原则
        （1）在正常使用状态下，综合管廊的正常运行应能够满足管廊内温度的适宜，以免过热的温度影响管道的正常使用和检修人员正常工作。（2）在发生事故工况时，如管廊内燃气爆炸、泄露等，通风系统应能检测到事故发生并开启系统，将有害气体排出管廊，以便维修和救灾人员进入，保证管廊事故处理过程中，人员和设备的安全与稳定，事故处理完成后，对通风系统的维修也应达到最低水平。
        2综合管廊通风系统类型
        地下综合管廊通风系统较为常用的有自然通风、机械通风、自然通风辅以无风管的诱导式通风这三种方式。自然通风，适用于进风口、排风口面积较大，且具有一定的高差，压差作用对通风影响显著的情况下，多用于山地、丘陵等有较大高差或风速较大的场所；自然通风节约成本，但为了保证足够压差，需将排风口建造的具有一定高度，且需要设置大量的进排风竖井，对地面情况影响较大，因此应用较少。对于进排风口高差较小的综合管廊，由于长度较长，且所需通风量较大，加之一般位于地下5m左右，外界自然风影响因素较小，若完全采用自然通风，容易造成通风不畅，此时可采用自然通风辅以无风管的诱导式通风，通风效果较好，但初始投资及后期管理费用巨大。当城市景观不允许设置过多进排风竖井或对进排风竖井高度有限制时，应采用机械通风。
        3地下综合管廊通风设计中若干问题探讨
        3.1天然气舱排风设备设置位置问题
        《管廊规范》中对天然气舱排风设备应设置于地上或地下未做明确要求，而《建筑设计防火规范》（GB50016—2014，2018年版，以下简称《建规》）第9．3．9条明确要求“排除有燃烧或爆炸危险气体，蒸气和粉尘排风系统，排风设备不应布置在地下或半地下建筑（室）内”并作为强制性条文执行。现阶段大部分综合管廊设计时仍将其置于地下设备层内，但审查单位在审查时从安全角度考虑，参照《建规》要求天然气舱排风设备设置于地上。虽然部分设计单位以管廊为构筑物，不应参照《建规》，且结合国内外管廊设计及工程实例，均未有上述要求为由，坚持自己的设计思路，但也有设计单位自身从安全角度或按照审查意见，“从高从严”设计，将排风设备移至地上。对于该问题，争议的焦点在天然气舱排风设备是否应按照《建规》设置于地上，牵涉的因素也比较多，如安全、工程造价、占用地面空间、城市景观等。从目前国内外工程实例来看，确实有极少数将天然气舱排风设备设置于地上的案例。仅从建筑物与构筑物区别以及人员多少作为是否执行上述规定的理由略显牵强，毕竟安全无小事，一旦出现事故，造成的损失同样不可估量。

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机房型设置方式因排风设备处于密闭空间，容易积聚有害气体，属于通风死角，在安全方面存在较大隐患，因此建议该种型式设置于地上，通过开窗等方式进行自然通风，避免有毒有害气体在机房内积聚。如果将机房设置于地下或半地下，则应考虑该空间通风问题，目前工程上采用较多的是在舱室顶部悬吊风机对排风机房进行通风，使该空间与舱室内空气形成循环，避免有害气体聚集。
        3.2管廊壁面结露问题研究
        综合管廊结露问题在国内大部分已建成并投入运营的综合管廊内较为常见，并会进一步演变成积水问题。综合管廊内并没有较为明显的散湿源，结露产生的原因大部分是由于不合理的通风换气系统，管廊防水处理不当，通风节点设置不当等。可采取以下解决措施：（1）加大管廊通风换气量。增加入廊通风量，会使得管廊断面风速加大，从而使得壁面蒸发能力变强，能够维持综合管廊壁面干燥。（2）对日常的户外环境进行监测，当室外露点温度高于管廊内空气的干球温度时，应避免在此时进行管廊通风，这是因为此时引入室外空气，由于廊内空气干球温度较低，会导致管廊外空气结露问题。
        3.3逃生与排风共用通道问题
        《管廊规范》中没有逃生口与进排风口结合设置时的相关描述或指导意见，因此在具体设计时，出现不同的做法和争议。逃生口与进风口结合设置时，从目前大部分工程实例来看，做法基本一致，两者兼用，共用通道和口部，以此节省空间及投资。但在与排风口结合设置时，常见有两种不同做法：①分开设置，排风与逃生通道分开，有各自独立的空间和流线；②合并，即排风通道兼用逃生通道，共用通道（部分口部分开设置，部分口部也共用）。管廊标准图集中显示的图例是天然气舱采用分开设置的方式，其他舱室采用共用通道、口部分开的方式。对于这个问题，笔者认为两者是否可以兼并合用，核心在于人员逃生时其所走通道的空气质量是否可以保证。可以从“时”“空”的角度来分析，即人员逃生的时间和逃生所走的通路与排气（指排烟或排除有害气体等，余同）的时间和排气的通路是否共存（对于正常通风，这里不再讨论，因为一方面从通风角度考虑，整个舱室都可以理解为风道，另一方面平时人员也多从人员出入口进出，较少从逃生口进出），这样就可以容易得出在某种特定情况下，采用什么样的方式是合理的。对于天然气舱室，《管廊规范》第7．2．2条“舱室内天然气浓度大于其爆炸下限浓度值（体积分数）20%时，应启动事故段分区及其相邻分区的事故通风设备”，可见，当出现事故时，人员逃生与排气是同时发生的，在时间上重合，为了保证人员安全顺利逃生，需在空间上进行隔离，因此应分开设置。对于含电力管线舱室，《管廊规范》第7．2．7条“综合管廊舱室内发生火灾时，发生火灾的防火分区及相邻分区的通风设备应能够自动关闭”，可见含电力电缆舱室事故时排风方式与天然气舱不同，其为事故后进行排烟，排烟和逃生在时间上不重合，因此在空间上可以共用通道。
        结语
        现阶段，快速开展城市综合管廊建设，对中国城市化是强有力的推进剂。目前广州、上海等中国主要城市都在如火如荼地开展城市综合管廊建设。综合管廊为封闭的地下建筑物，通风系统的设计与对综合管廊的安全可靠运行起到了至关重要的作用。综合管廊日常运行时，通风系统如何良好运行，保证入廊人员的身体安全，维持廊内供热供电系统正常工作；综合管廊发生事故后，通风系通如何迅速反应，保证人员安全撤离，将各种财产损失降到最低，是综合管廊今后设计研究的重点。
        参考文献：
        [1]孙磊，刘澄波.综合管廊的消防灭火系统比较与分析[J].地下空间与工程学报，2009，5（3）：616-620.
        [2]蔡昊.城市综合管廊通风系统设计刍议[J].山西建筑，2016，42（15）：116-117.
        [3]陈虹.共同沟的通风设计[J].制冷空调与电力机械，2003（3）：43-45.