[分享]综合管廊通风设计的若干问题

近年来很多城市在进行综合管廊的建设工作。为了保证管廊安全运行，管廊设置通风系统。GB 50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》于2015年6月1日开始实施，但是管廊通风设计中有些问题在该规范中没有找到依据。现提出设计中遇到的问题，同时提出解决方案，以便完善管廊通风系统设计，使通风系统成为管廊安全运行的重要保障之一。

 

1   如何确定管廊通风系统风阀功能

GB 50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》第7.2.8条规定：“综合管廊内应设置事故后机械排烟设施。”设置于管廊内进排风口处的风阀是管廊通风排烟设施的重要组成部分。

 

目前在建筑内部排烟系统中经常选用排烟防火阀。建筑常用的排烟防火阀是否完全适用于管廊的排烟系统呢？通过分析建筑和管廊排烟系统工作原理，来确定管廊风阀特点及功能。

 

建筑内部排烟系统分为2种：一种是排烟系统与排风系统合并，管廊排烟系统可借鉴此方式，在此只讨论这种方式的排烟系统工作原理；另一种是排烟系统与排风系统不合并。建筑内部排烟系统工作原理为：当发生火灾时，排烟设备开启排烟，以减少火灾中烟气对建筑内部人员的危害，协助人员疏散。为了保障系统安全，送风系统设70 ℃防火阀，排烟系统设280 ℃排烟防火阀。70 ℃防火阀是指建筑内送风系统中的防火阀动作温度为70℃，当空气温度达到70 ℃时，证明已经发生火灾，为防止火灾通过送风管道蔓延，送风系统防火阀关闭。280℃排烟防火阀是指建筑内排烟系统中的排烟防火阀动作温度设为280 ℃，当空气温度达到280℃时，排烟防火阀关闭，因为280 ℃已经达到或超过很多固体物质的燃点。此时若排烟系统继续排烟，将会造成火灾的蔓延。

 

管廊内排烟系统工作原理为：当发生火灾时，排烟设备（所有风机、风阀）关闭，隔氧灭火，确认火熄灭后再开启排烟设备排烟。

 

通过上述分析，可知建筑和管廊的排烟原理有差别：发生火灾时，建筑排烟系统开启排烟，而管廊排烟系统先关闭后开启。建筑排烟系统中常用的排烟防火阀不能设置于管廊排烟系统中。

 

根据管廊内排烟系统工作原理，要求管廊内风阀防火耐高温。管廊控制中心可以在需要时电动开启、电动关闭风阀。如果风阀选用装设温度熔断器的防火阀（即建筑排烟中的防火阀），当温度熔断器熔断后不能实现远程电动开启。为此，管廊内的风阀不装设温度熔断器。管廊内风阀的开启及关闭，由控制中心电动控制和现场手动控制。如果需要风阀根据管廊内部异常温度自动关闭，可以装设70 ℃记忆合金。70 ℃记忆合金是指当管廊内环境温度达到70 ℃时（认为发生火灾），记忆合金动作，自动关闭风阀，同时输出电信号连锁关闭相应风机。

 

综上所述，管廊通风口处风阀的特点及功能：能够防火耐高温；能够远程电动开启、电动关闭；能够就地手动开启、关闭；可以选择装设70 ℃记忆合金；能够与管廊内相应的排风机连锁开启及关闭。

 

笔者建议相关部门能够规定管廊风阀最高耐火温度及该温度下的持续工作时间。

 

2   如何确定管廊风阀处风速

GB 50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》 第7.2.3 条规定：“综合管廊通风口处出风风速不宜大于5m/s”，但是对风阀处允许最大流速没有规定。当管廊发生火灾后排烟时，烟气在上部，少量空气在下部，如果风阀处流速过大，将过多地吸入下部的空气，使排出的烟气中空气占比增大，影响实际排烟效果；如果风阀处风速过小，导致风阀尺寸过大，增加造价，且在管廊内不便于安装。参考已有的工程实践和经验，排烟口处流速不宜大于10 m/s， 笔者建议管廊内风阀处流速参照此数据。

 

3   如何保证同一通风区段各防火分区顺利排烟

 

在管廊设计中，有管廊防火分区与通风区段一致的情况，此时通风设计比较容易，即每个防火分区设置独立的通风系统，见图1。

图1   管廊防火分区与通风区段一致时的通风系统

 

也有管廊防火分区与通风区段不一致的情况，每个通风区段包括2个或多个防火分区。图2表示一个通风区段包括2个防火分区，即管道舱A、管道舱B。进风口布置于管道舱A内，排风口布置于管道舱B内，管道舱A、B之间设置防火墙和防火门。此防火门应是常关的，平时通风和事故排烟时能够开启，通风或排烟结束后关闭。

 

图2   管廊防火分区与通风区段不一致时的通风系统

 

根据上述使用要求，笔者建议当一个通风区段包括多个防火分区时，为了保证各防火分区顺利通风排烟，通风区段内的防火门选用控制中心可以电动开启、电动关闭（也可就地手动开启、关闭）的防火门。

 

4   天然气管道舱的风机是否设备用

 

GB 50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》关于天然气管道舱通风的规定如下：

 

第7.2.1条规定：“综合管廊宜采用自然进风和机械排风相结合的通风方式。天然气管道舱和含有污水管道的舱室应采用机械进、排风的通风方式。”

 

第7.2.2条第2款规定：“天然气管道舱正常通风换气次数不应小于6次/h，事故通风换气次数不应小于12次/h。” 第7.2.2条第3款规定：“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相邻分区的事故通风设备。”

 

第7.2.5条规定：“综合管廊的通风设备应符合节能环保要求。天然气管道舱风机应采用防爆风机。”

 

该规范规定了天然气管道舱的通风方式、换气次数、风机开启等要求，但没有提及风机是否需要备用。目前现行的建筑供暖通风设计规范中，对于事故通风的规定也只是规定了换气次数，没有提及风机备用的要求。

 

根据已建成且使用的管廊（没有天然气管道舱）实际运行经验可知，风机出现故障的概率极小。但是考虑到管廊是地下工程，为了保障天然气管道舱安全运行，笔者认为天然气管道舱宜每个通风区段设2台进风机、2台排风机，每台风机通风量至少为此通风区段通风量的50%。

 

5   污水管道舱的风机是否选用防爆风机

 

根据GB 50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》第7.5.4条第1款可知，污水管道舱应监测H₂S、CH₄气体，这说明污水管道舱有存在H₂S、CH₄气体的可能性。但是该规范通风章节没有规定污水管道舱风机是否考虑防爆。笔者经与给排水专业设计人员沟通，认为污水管道舱可以选用非防爆风机，理由如下：

 

①管廊内的污水管道自身设置通气装置，有毒有害气体可及时通过通气装置及检查井排至管廊外。

 

②污水管道舱的检测仪表比较全面，且与通风排烟风机连锁的报警浓度设定值远远小于对人产生危害或者爆炸的下限值。舱内的有毒有害气体可通过机械通风系统排出管廊。

 

③最主要的是，污水管道舱内产生的有毒有害气体量较少。