城市综合管廊通风系统设计

城市综合管廊通风系统设计TOC\o"1-1"\h\uHYPERLINK\l""1

综合管廊通通风风系统功能能能综合管廊内空间间间属于地地下封封闭空间间，通通风条件件差。为为保证管管廊内内各种市市政管管线在适适宜的的环境中中正常常运行，保保证证进入管管廊巡巡视的维维护人人员在安安全卫卫生的环环境中中工作，需需要要对管廊廊进行行通风换换气，以以排除其其内部部废气、余余热热。当管管廊内内发生火火灾时时，通风风系统统应能协协助控控制火势势蔓延延。在火火灾后后，通风风系统统应能及及时排排除管廊廊内积积聚的有有毒烟烟气。综合管廊通风系系系统的主主要功功能包括括以下下几个方方面：：1)

保证及时时时排出管管廊内内各种管管线的的余热，控控制制管廊内内的温温度最高高不超超过40℃；2)控制燃气舱舱内内天然气浓浓浓度在其其爆炸炸下限浓浓度值值(体积分数)的20％以内；；3)控制污水舱舱内内H2S，CH4气体浓度度不不超过环环境与与设备监监控系系统的设设定值值；4)为检修人员员提提供适量的的的新鲜空空气，保保证氧气气体积积分数不不低于于19.5％；5)发生事故时时能能实现密闭闭闭灭火，并并实实现灭火火后的的强制通通风排排烟，为为后续续工程抢抢修人人员提供供符合合要求的的内部部空气环环境。2.1

通风方方方式选择择GB5083338—2015《城市综综合合管廊工工程技技术规范范》第第7.2..1条规定：“综合管廊廊宜宜采用自自然进进风和机机械排排风相结结合的的通风方方式。天天然气管管道舱舱和含有有污水水管道的的舱室室应采用用机械械进、排排风的的通风方方式”。因此，燃燃燃气舱、污污水水舱采用“机械进+机械排”的通风方方式式，其他他舱室室可根据据工程程的具体体情况况确定通通风方方式，推推荐采采用“自然进+机械排”或“机械进+机械排”的通风方方式式。2.2

通风区区区间设置置综合管廊中2个个个相邻的的通风风口之间间形成成1个完整的的通通风区间间。由由于综合合管廊廊长度一一般在在数KM左右，作作为为管廊通通风，不不可能只只划分分为1个通风区区间间。规范范中对对综合管管廊通通风区间间的长长度未作作具体体要求，但但在在实际工工程中中，通风风区间间的长度度主要要受限于于通风风口的位位置，而而通风口口位置置又受限限于地地面风亭亭的位位置，需需根据据项目情情况具具体确定定。此此外，通通风区区间越长长，通通风量越越大，管管廊内的的断面面风速越越大。过过大的断断面风风速不利利于巡巡检人员员进入入管廊内内进行行巡视、检检修修等活动动，且且随着断断面风风速的增增大，通通风系统统的阻阻力也将将增大大。出于于安全全、节能能的考考虑，并并保证证通风效效果，通通风区间间不宜宜过长；；有条条件时通通风区区间应按按防火火分区设设置；；在地面面风亭亭的位置置受限限严重时时，也也可以将将多个个防火分分区合合并为1个通风区区间间设置通通风系系统。2.3通风系系系统组成成综合管廊的每个个个舱室设设置通通风区间间，每每个通风风区间间设置独独立的的通风系系统。各各通风系系统包包括通风风口、风风道、风风机、防防火阀等等。GB5083338—2015《城市综综合合管廊工工程技技术规范范》第第7.2..2条对综合合管管廊通风风量计计算进行行了规规定。此此外，综综合管廊廊通风风量计算算还需需考虑排排除管管廊内各各种管管线散发发的余余热，最最终设设计风量量应按按两者中中的较较大值确确定。综合管廊内的余余余热量来来源主主要有：：电力电缆的发热热热量；热力管线(热水水水管、蒸蒸汽管管)的发热量量；；3)

管廊内的的的灯具、水水泵泵、风机(只计算送送风风机)、配电柜柜等等设备的的发热热量。在综合管廊中，灯灯具、水泵、送送风机、配电电柜等设备发发热量一般较较小，且一般般均为间歇性性开启，工程程设计时可以以忽略。因此此，应主要考考虑电力电缆缆、热力管线线的发热量。3.1

电力舱舱舱通风量量计算算3.1.1电电电缆的散散热量量计算1条芯(不包括括不载流流的中中性线和PE线)电缆的热热损损失功率率为式中qR为1条条条电缆的的热损损失功率率，W/m；n为1条电缆的的芯芯数；I为1条电缆的的允允许持续续载流流量，A；σ为电缆运运行行时平均均温度度为60℃时的电缆缆芯芯电阻率率，对对于铝芯芯电缆缆为3.3××110-8Ω·m，对于铜铜芯芯电缆为2.0××110-8Ω·m；A为电缆芯芯截截面积，m2。综合管廊(电力力力舱)内N条n芯(不包括不不载载流的中中性线线和PE线)电缆的热热损损失功率率为式中Q1为电缆缆缆的热损损失功功率，kW；K0为同时使使用用系数，可可取取0.60～0.95，当舱内内电电缆较多多时取取下限，舱舱内内电缆较较少时时取上限限；LL为电缆长长度度，m；qRi为第i条电缆的的热热损失功功率，W/m。由于电流通过电电电缆的损损失基基本转换换为热热量散发发到管管廊中，电电缆缆的热损损失功功率可以以看作作电缆的的散热热量。需需要注注意的是是，在在实际运运行时时，电缆缆的允允许持续续载流流量应按按照敷敷设条件件、环环境温度度、排排列方式式、电电缆间距距、护护层接地地方式式等因素素进行行修正，切切不不可按照照电气气相关手手册的的电缆允允许载载流量作作为计计算输入入条件件，有条条件时时应由电电缆的的管线设设计单单位提供供电缆缆的载流流量；；同时，考考虑虑到电力力电缆缆供电的的区域域存在双双回路路供电、不不同同供电区区域的的用电高高峰出出现的时时间差差异等因因素，某某个供电电回路路出现满满载的的可能性性非常常低，而而电力力舱内所所有电电力电缆缆同时时出现满满载的的可能性性更低低，因此此必须须考虑一一定的的同时使使用系系数。3.1.2排排排除余热热所需需的通风风量计计算式中G为所需通通通风量，m3/h；c为空气比比热热容，取1.011kJ//(kkg·℃)；ρ为空气平平均均密度，kg/mm3；tp为排风温温度度，排热热工况况取40℃，巡视工工况况取35℃；tj为进风温温度度，℃，按当地地夏夏季室外外通风风计算干干球温温度进行行取值值。如果考虑舱室内内内的部分分热量量通过侧侧壁和和底板(顶板)传递给土土壤壤，通风风量可可以减少少。考考虑土壤壤传热热后，每每个通通风区间间排除除余热所所需的的通风量量计算算公式为为式中Q0为舱室室室通过侧侧壁和和底板(顶板)传递给土土壤壤的热量量，kW。Q0精确的计算算方方法可参照照照GB5500038—2005《人民防防空空地下室室设计计规范》无无恒恒温要求求的防防空地下下室围围护结构构的传传热量计计算方方法，本本文采采用下式式简化化计算：：式中K为管廊侧侧侧壁和底底板(顶板)向土壤的的平平均传热热系数数，W/(mm2·K)，综合管管廊廊可取0.200W/((m22·K)；F为管廊侧侧壁壁和底板(顶板)向土壤的的传传热面积积，m2；Δt为管廊内内空空气与侧侧壁(底板)表面平均均温温差，℃。通过式(3)计计计算得到到的通通风量较较大，电电缆的散散热量量全部由由通风风系统排排除；；式(4)考虑电力力舱舱侧壁和和底板板(顶板)向土壤的的传传热，排排除舱舱内余热热的通通风量相相应减减少。3.1.3

设设设计通风风量的的确定电力舱通风量除除除了应满满足排排除舱内内余热热的通风风量要要求之外外，还还需符合合规范范规定的的正常常和事故故通风风换气次次数，取取二者中中较大大值作为为设计计通风量量。3.2热力舱舱舱通风量量计算算热力舱(或含有有有热力管管道的的舱室)中的热力力管管道主要要包括括热水管管道、蒸蒸汽管道道等。GB

5508338—2015《城市综综合合管廊工工程技技术规范范》第第6.5..3条规定“管道及附附件件保温结结构的的表面温温度不不得超过50

℃”。该温度度低低于CJJ334—2010《城镇供供热热管网设设计规规范》第11.11..3条规定的60

℃，在确定定热热力管道道的保保温材料料厚度度时需注注意。3.2.1热热热力管道道的散散热损失失计算算热力管道在管廊廊廊内一般般为架架空敷设设，管管道表面面单位位面积的的散热热损失计计算公公式为热力管道的散热热热损失为为式(6)，(777)中

q为热力管管道道表面单单位面面积的散散热损损失，W/m2；to为热力管管道道的外表表面温温度，℃；ta为热力管管道道舱内的的环境境温度，℃；λ为保温材材料料在平均均使用用温度下下的导导热系数数，W/(mm··K)；D1为热力管管道道保温层层的外外径(直径)，m；D0为热力管管道道的外径(直径)，m；αs为保温层层外外表面的的表面面传热系系数，W/(mm2·K)；L1为热力管管道道的长度度，m；Q2为热力管管道道的散热热损失失，kW。3.2.2排排排除余热热所需需的通风风量计计算舱室内余热全部部部由通风风排除除，通风风量计计算公式式为如果考虑舱室内内内的部分分热量量通过舱舱壁和和底板传传递给给土壤，通通风风量可以以减少少，其通通风量量计算公公式为为3.2.3设设设计通风风量确确定热力舱通风量除除除了应满满足排排除舱内内余热热的通风风量要要求之外外，还还需符合合规范范规定的的正常常和事故故通风风换气次次数，取取二者中中较大大值作为为设计计通风量量。3.3污水舱舱舱、燃气气舱通通风量计计算污水舱、燃气舱舱舱的通风风量应应根据舱舱室断断面尺寸寸、通通风区间间长度度、规范范规定定的正常常和事事故通风风换气气次数要要求确确定。根据各舱室通风风风量计算算结果果，进行行设备备选型，但但应应注意以以下几几点：1)考虑到电力力舱舱等舱室发发发生火灾灾时，密密闭灭火火时自自动关闭闭风机机及阀门门、火火灾后开开启风风机及风风阀排排烟的要要求，上上述舱室室的排排风机应应采用用耐高温温排烟烟风机，排排风风机入口口阀门门应采用用动作作温度为280℃的电动排排烟烟防火阀阀，送送风机出出口阀阀门应采采用动动作温度度为70℃的电动防防火火阀。2)考虑到燃气气舱舱事故通风风风工况对对风机机、风阀阀的要要求，送送、排排风风机机及防防火阀等等附件件均应采采用防防爆型。3)为节省造价价，除除燃气舱舱外，各各舱室室的通风风机可可以根据据排除除余热的的通风风量、正正常和和事故通通风量量中的较较大值值进行选选型，实实际运行行中，正正常通风风时的的换气次次数2h-11可通过控控制通风风机的的运行时时间达达到设计计要求求。4)燃气舱通风风机机可选用2台通风机机，正正常通风风时互互为备用用，单单台风机机的风风量按换换气次次数6h-11确定；也也可选用1台双速风风机机，高挡挡风量量按换气气次数数12hh-11确定，低低挡挡风量满满足正正常通风风换气气次数6h-11要求。相邻2个通风区区间的的通风机机房宜集集中布布置，管管廊内内的风口口、逃逃生口等等集中中布置在在防火火墙两侧侧，配配电间在在通风风机房的的两侧侧设置；；通风风口在竖竖直方方向上一一般设设置在管管廊标标准段上上方的的覆土内内，在在水平位位置上上应结合合风亭亭位置设设置，一一般布置置在道道路一侧侧的绿绿化带下下方。风亭百叶的面积积积应满足足通风风系统的的要求求，计算算式如如下：式中

At为为风风亭百叶的的的面积，m2；Gm为通过百百叶叶的最大大通风风量，m3/h；v为百叶风风速速，m/s，一般取5m//s；k为百叶的的有有效面积积系数数，取0.5。6.1控制策策策略综合管廊应设置置置环境与与设备备监控系系统，并并对各舱舱室内内的温度度、湿湿度、含含氧量量等参数数进行行检测，燃燃气气舱还要要设置置燃气泄泄漏报报警器，以以便便控制通通风系系统的运运行，通通风设备备控制制方式宜宜采用用就地手手动、就就地自动动和远远程控制制相结结合的方方式。6.2运行策策策略1)

正常通风风风工况：：采用用间歇运运行的的方式，既既满满足卫生生要求求又节能能。2)

巡视检修修修工况：：为了了安全考考虑，在在巡检人人员进进入综合合管廊廊前，需需提前前启动通通风系系统，以以保证证管廊内内温度度、湿度度、含含氧量达达到卫卫生标准准。3)

高温报警警警工况：：当舱舱室内任任一通通风区间间的空空气温度度超过过设定值(40℃)时，温度度报报警控制制器发发出报警警信号号，同时时立即即联动启启动该该通风区区间的的通风设设备进进行强制制换气气降温。4)

事故通风风风工况：：燃气气舱内设设有可可燃气体体探测测报警系系统，且且与燃气气舱事事故通风风系统统连锁。当当舱舱室内任任一通通风区间间的天天然气浓浓度大大于其爆爆炸下下限浓度度值(体积分数)的20%时，可燃燃气气体报警警控制制器发出出报警警信号，同同时时立即联联动启启用事故故段分分区及其其相邻邻分区的的事故故通风设设备进进行强制制换气气。5)

有害气体体体报警工工况：：含有污污水管管道的舱舱室内内设有H2S，CH4气体探测测报报警系统统，当当舱室内内任一一通风区区间的的H2S，CH4浓度超过过设设定值时时，气气体报警警控制制器发出出报警警信号，同同时时立即联联动启启动该通通风区区间的通通风设设备进行行强制制换气。6)

火灾后通通通风工况况：当当舱室内内任一一防火区区段发发生火灾灾时，消消防联动动控制制器立即即联动动关闭发发生火火灾的防防火区区段及其其相邻邻分区的的通风风设备及及电动动防火阀阀，以以确保该该防火火区段的的密闭闭；待确确认火火灾熄灭灭并冷冷却后，重重新新打开该该防火火区段的的电动动防火阀阀及通通风设备备，进进行火灾灾后通通风，排排除火火灾后残残余的的有毒烟烟气，以以便工作作人员员火灾后后进入入管廊进进行清清理工作作。包头市某综合管管管廊工程程全长长约12.1155km，取其中中某某段长度度为1.600km的管廊作作分分析，其其标准准段断面面见图图1，拟容纳纳的的管线包包括110kkV高压电缆(8回)、10kkV电力(12回)、信息(22孔)、热力(2×DNN7000)、给水(DN6000)、中水(DN6000)、污水(DN12200)、燃气(DN3115)等管线，拟拟拟布置于于道路路红线外外南侧侧绿化带带中。各各舱室通通风区区间参数数见表表1。7.1

通风量量量计算7.1.1

计计计算条件件1)热水管道运运行行温度为110℃，钢管外外径径为DN72200×8(共2根)，保温材材料料为离心心玻璃璃棉，厚厚度为为140mmm，相关参参数数为：ta=40℃，D0=7200mm，D1=100000mmm，λ=0.004446W//(m··K))，αs=11..663WW/((m2·K)；舱室内内夏夏季的环环境温温度为35.5℃，进风温温度度取当地地夏季季室外通通风计计算干球球温度度27.4℃，排风温温度度为40℃。2)10kVVV电缆(12回)采用三芯芯电电缆(铜芯)，允许持持续续载流量量为350A，电缆的的截截面积为300mmm2；110kkV电缆(8回)采用三根根单单芯电缆缆呈品品字形配配置(铜芯)，允许持持续续载流量量为420A，电缆的的截截面积为630mmm2。3)采用简化计计算算方法、考考考虑夏季季舱室室通过舱舱壁和和底板(顶板)传递给土土壤壤的热量量时，需需要确定定与土土壤直接接接触触的舱室室侧壁壁和底板(顶板)的表面平平均均温度，根根据据以往工工程经经验取21.5℃，Δt=14℃。7.1.2计算算算结果将上述参数代入入入式(1)～(9)，计算得得到到单根DN7000热水管道道的的散热损损失为为19.88W/mm2，综合舱(含热力管管道)舱壁和底底板板传递给给土壤壤的热量量为851