城市綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、word文檔可自由復(fù)制編輯城市綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)TOC o 1-5 h z1綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)功能12綜合管廊通風(fēng)設(shè)計(jì)原則13各艙室通風(fēng)量計(jì)算24通風(fēng)設(shè)備選型55通風(fēng)口布置6控制與運(yùn)行策略7工程實(shí)例分析綜合管廊內(nèi)空間屬于地下封閉空間，通風(fēng)條件差。為保證管廊內(nèi)各種市政管線在適宜的環(huán)境中正常運(yùn)行，保證進(jìn)入管廊巡視的維護(hù)人員在安全衛(wèi)生的環(huán)境中工作，需要對(duì)管廊進(jìn)行通風(fēng)換氣，以排除其內(nèi)部廢氣、余熱。當(dāng)管廊內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能協(xié)助控制火勢(shì)蔓延。在火災(zāi)后，通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)排除管廊內(nèi)積聚的有毒煙氣。綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)的主要功能包括以下幾個(gè)方面：1）保證及時(shí)排出管廊內(nèi)各種管線的余熱，控制管廊內(nèi)的溫度最高不超

2、過40；2）控制燃?xì)馀搩?nèi)天然氣濃度在其爆炸下限濃度值（體積分?jǐn)?shù)）的20%以內(nèi)；3）控制污水艙內(nèi)H2S,CH4氣體濃度不超過環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)定值；4）為檢修人員提供適量的新鮮空氣，保證氧氣體積分?jǐn)?shù)不低于19.5%；5）發(fā)生事故時(shí)能實(shí)現(xiàn)密閉滅火，并實(shí)現(xiàn)滅火后的強(qiáng)制通風(fēng)排煙，為后續(xù)工程搶修人員提供符合要求的內(nèi)部空氣環(huán)境。2.1通風(fēng)方式選擇GB508382015城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范第7.2.1條規(guī)定：“綜合管廊宜采用自然進(jìn)風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)相結(jié)合的通風(fēng)方式。天然氣管道艙和含有污水管道的艙室應(yīng)采用機(jī)械進(jìn)、排風(fēng)的通風(fēng)方式”。因此，燃?xì)馀?、污水艙采用“機(jī)械進(jìn)+機(jī)械排”的通風(fēng)方式，其他艙室可根據(jù)工程的具體

3、情況確定通風(fēng)方式，推薦采用“自然進(jìn)+機(jī)械排”或“機(jī)械進(jìn)+機(jī)械排”的通風(fēng)方式。2.2通風(fēng)區(qū)間設(shè)置綜合管廊中2個(gè)相鄰的通風(fēng)口之間形成1個(gè)完整的通風(fēng)區(qū)間。由于綜合管廊長(zhǎng)度一般在數(shù)KM左右，作為管廊通風(fēng)，不可能只劃分為1個(gè)通風(fēng)區(qū)間。規(guī)范中對(duì)綜合管廊通風(fēng)區(qū)間的長(zhǎng)度未作具體要求，但在實(shí)際工程中，通風(fēng)區(qū)間的長(zhǎng)度主要受限于通風(fēng)口的位置，而通風(fēng)口位置又受限于地面風(fēng)亭的位置，需根據(jù)項(xiàng)目情況具體確定。此外，通風(fēng)區(qū)間越長(zhǎng)，通風(fēng)量越大，管廊內(nèi)的斷面風(fēng)速越大。過大的斷面風(fēng)速不利于巡檢人員進(jìn)入管廊內(nèi)進(jìn)行巡視、檢修等活動(dòng)，且隨著斷面風(fēng)速的增大，通風(fēng)系統(tǒng)的阻力也將增大。出于安全、節(jié)能的考慮，并保證通風(fēng)效果，通風(fēng)區(qū)間不宜過長(zhǎng)；有

4、條件時(shí)通風(fēng)區(qū)間應(yīng)按防火分區(qū)設(shè)置；在地面風(fēng)亭的位置受限嚴(yán)重時(shí)，也可以將多個(gè)防火分區(qū)合并為1個(gè)通風(fēng)區(qū)間設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)。2.3通風(fēng)系統(tǒng)組成綜合管廊的每個(gè)艙室設(shè)置通風(fēng)區(qū)間，每個(gè)通風(fēng)區(qū)間設(shè)置獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。各通風(fēng)系統(tǒng)包括通風(fēng)口、風(fēng)道、風(fēng)機(jī)、防火閥等。GB508382015城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范第7.2.2條對(duì)綜合管廊通風(fēng)量計(jì)算進(jìn)行了規(guī)定。此外，綜合管廊通風(fēng)量計(jì)算還需考慮排除管廊內(nèi)各種管線散發(fā)的余熱，最終設(shè)計(jì)風(fēng)量應(yīng)按兩者中的較大值確定。綜合管廊內(nèi)的余熱量來源主要有：1）電力電纜的發(fā)熱量；2）熱力管線（熱水管、蒸汽管）的發(fā)熱量；3）管廊內(nèi)的燈具、水泵、風(fēng)機(jī)（只計(jì)算送風(fēng)機(jī)）、配電柜等設(shè)備的發(fā)熱量。在綜合管廊中

5、，燈具、水泵、送風(fēng)機(jī)、配電柜等設(shè)備發(fā)熱量一般較小，且一般均為間歇性開啟，工程設(shè)計(jì)時(shí)可以忽略。因此，應(yīng)主要考慮電力電纜、熱力管線的發(fā)熱量。3.1電力艙通風(fēng)量計(jì)算3.1.1電纜的散熱量計(jì)算1條芯（不包括不載流的中性線和PE線）電纜的熱損失功率為(1)7d-Q式中qR為1條電纜的熱損失功率，W/m；n為1條電纜的芯數(shù)；I為1條電纜的允許持續(xù)載流量，A；。為電纜運(yùn)行時(shí)平均溫度為60C時(shí)的電纜芯電阻率，對(duì)于鋁芯電纜為3.3X10-8Qm，對(duì)于銅芯電纜為2.0X10-8Qm；A為電纜芯截面積，m2。綜合管廊（電力艙）內(nèi)N條n芯（不包括不載流的中性線和PE線）電纜的熱損失功率為尅+*+（2）1000式中Q為

6、電纜的熱損失功率，kW；K為同時(shí)使用系數(shù)，可取0.600.95,10當(dāng)艙內(nèi)電纜較多時(shí)取下限，艙內(nèi)電纜較少時(shí)取上限；L為電纜長(zhǎng)度，m；qRi為第i條電纜的熱損失功率，W/m。由于電流通過電纜的損失基本轉(zhuǎn)換為熱量散發(fā)到管廊中，電纜的熱損失功率可以看作電纜的散熱量。需要注意的是，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，電纜的允許持續(xù)載流量應(yīng)按照敷設(shè)條件、環(huán)境溫度、排列方式、電纜間距、護(hù)層接地方式等因素進(jìn)行修正，切不可按照電氣相關(guān)手冊(cè)的電纜允許載流量作為計(jì)算輸入條件，有條件時(shí)應(yīng)由電纜的管線設(shè)計(jì)單位提供電纜的載流量；同時(shí)，考慮到電力電纜供電的區(qū)域存在雙回路供電、不同供電區(qū)域的用電高峰出現(xiàn)的時(shí)間差異等因素，某個(gè)供電回路出現(xiàn)滿載的可

7、能性非常低，而電力艙內(nèi)所有電力電纜同時(shí)出現(xiàn)滿載的可能性更低，因此必須考慮一定的同時(shí)使用系數(shù)。3.1.2排除余熱所需的通風(fēng)量計(jì)算G=3600_-（3）cp（tvi專）式中G為所需通風(fēng)量，m3/h；c為空氣比熱容，取1.01kJ/（kgC）；P為空氣平均密度，kg/m3；t為排風(fēng)溫度，排熱工況取40C，巡視工況取p35C；t為進(jìn)風(fēng)溫度，C,按當(dāng)?shù)叵募臼彝馔L(fēng)計(jì)算干球溫度進(jìn)行取值。j如果考慮艙室內(nèi)的部分熱量通過側(cè)壁和底板（頂板）傳遞給土壤，通風(fēng)量可以減少?？紤]土壤傳熱后，每個(gè)通風(fēng)區(qū)間排除余熱所需的通風(fēng)量計(jì)算公式為C=3600cfAtptj）式中Q為艙室通過側(cè)壁和底板（頂板）傳遞給土壤的熱量，kW。0

8、Q精確的計(jì)算方法可參照GB500382005人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范0無恒溫要求的防空地下室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量計(jì)算方法，本文采用下式簡(jiǎn)化計(jì)算:式中K為管廊側(cè)壁和底板（頂板）向土壤的平均傳熱系數(shù)，W/（m2K）,綜合管廊可取0.20W/（m2K）；F為管廊側(cè)壁和底板（頂板）向土壤的傳熱面積，m2；At為管廊內(nèi)空氣與側(cè)壁（底板）表面平均溫差，C。通過式（3）計(jì)算得到的通風(fēng)量較大，電纜的散熱量全部由通風(fēng)系統(tǒng)排除；式（4）考慮電力艙側(cè)壁和底板（頂板）向土壤的傳熱，排除艙內(nèi)余熱的通風(fēng)量相應(yīng)減少。3.1.3設(shè)計(jì)通風(fēng)量的確定電力艙通風(fēng)量除了應(yīng)滿足排除艙內(nèi)余熱的通風(fēng)量要求之外，還需符合規(guī)范規(guī)定的正常和事故通風(fēng)換氣

9、次數(shù)，取二者中較大值作為設(shè)計(jì)通風(fēng)量。3.2熱力艙通風(fēng)量計(jì)算熱力艙（或含有熱力管道的艙室）中的熱力管道主要包括熱水管道、蒸汽管道等。GB508382015城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范第6.5.3條規(guī)定“管道及附件保溫結(jié)構(gòu)的表面溫度不得超過50C”。該溫度低于CJJ342010城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范第11.1.3條規(guī)定的60C,在確定熱力管道的保溫材料厚度時(shí)需注意。3.2.1熱力管道的散熱損失計(jì)算熱力管道在管廊內(nèi)一般為架空敷設(shè)，管道表面單位面積的散熱損失計(jì)算公式為熱力管道的散熱損失為式(6),(7)中q為熱力管道表面單位面積的散熱損失，W/m2；t為熱o力管道的外表面溫度，C；ta為熱力管道艙內(nèi)的環(huán)境溫

10、度，C；入為保溫材料在平均使用溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(mK)；D為熱力管道保溫層的外徑1(直徑)，m；D為熱力管道的外徑(直徑)，m；a為保溫層外表面的表面?zhèn)?s熱系數(shù)，W/(m2K)；L為熱力管道的長(zhǎng)度，m；Q為熱力管道的散熱損失，12kW。3.2.2排除余熱所需的通風(fēng)量計(jì)算艙室內(nèi)余熱全部由通風(fēng)排除，通風(fēng)量計(jì)算公式為G-3600_-(8)卩(環(huán))如果考慮艙室內(nèi)的部分熱量通過艙壁和底板傳遞給土壤，通風(fēng)量可以減少，其通風(fēng)量計(jì)算公式為G-3600(9)3.2.3設(shè)計(jì)通風(fēng)量確定熱力艙通風(fēng)量除了應(yīng)滿足排除艙內(nèi)余熱的通風(fēng)量要求之外，還需符合規(guī)范規(guī)定的正常和事故通風(fēng)換氣次數(shù)，取二者中較大值作為設(shè)計(jì)通風(fēng)量。

11、3.3污水艙、燃?xì)馀撏L(fēng)量計(jì)算污水艙、燃?xì)馀摰耐L(fēng)量應(yīng)根據(jù)艙室斷面尺寸、通風(fēng)區(qū)間長(zhǎng)度、規(guī)范規(guī)定的正常和事故通風(fēng)換氣次數(shù)要求確定。根據(jù)各艙室通風(fēng)量計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行設(shè)備選型，但應(yīng)注意以下幾占.八、考慮到電力艙等艙室發(fā)生火災(zāi)時(shí)，密閉滅火時(shí)自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)及閥門、火災(zāi)后開啟風(fēng)機(jī)及風(fēng)閥排煙的要求，上述艙室的排風(fēng)機(jī)應(yīng)采用耐高溫排煙風(fēng)機(jī)，排風(fēng)機(jī)入口閥門應(yīng)采用動(dòng)作溫度為280C的電動(dòng)排煙防火閥，送風(fēng)機(jī)出口閥門應(yīng)采用動(dòng)作溫度為70C的電動(dòng)防火閥。2）考慮到燃?xì)馀撌鹿释L(fēng)工況對(duì)風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥的要求，送、排風(fēng)風(fēng)機(jī)及防火閥等附件均應(yīng)采用防爆型。3）為節(jié)省造價(jià)，除燃?xì)馀撏?，各艙室的通風(fēng)機(jī)可以根據(jù)排除余熱的通風(fēng)量、正常和事故通風(fēng)量

12、中的較大值進(jìn)行選型，實(shí)際運(yùn)行中，正常通風(fēng)時(shí)的換氣次數(shù)2h-i可通過控制通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間達(dá)到設(shè)計(jì)要求。4）燃?xì)馀撏L(fēng)機(jī)可選用2臺(tái)通風(fēng)機(jī)，正常通風(fēng)時(shí)互為備用，單臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量按換氣次數(shù)6h-1確定；也可選用1臺(tái)雙速風(fēng)機(jī)，高擋風(fēng)量按換氣次數(shù)12h-i確定，低擋風(fēng)量滿足正常通風(fēng)換氣次數(shù)6h-i要求。相鄰2個(gè)通風(fēng)區(qū)間的通風(fēng)機(jī)房宜集中布置，管廊內(nèi)的風(fēng)口、逃生口等集中布置在防火墻兩側(cè)，配電間在通風(fēng)機(jī)房的兩側(cè)設(shè)置；通風(fēng)口在豎直方向上一般設(shè)置在管廊標(biāo)準(zhǔn)段上方的覆土內(nèi)，在水平位置上應(yīng)結(jié)合風(fēng)亭位置設(shè)置，一般布置在道路一側(cè)的綠化帶下方。風(fēng)亭百葉的面積應(yīng)滿足通風(fēng)系統(tǒng)的要求，計(jì)算式如下:式中A為風(fēng)亭百葉的面積，m2；G為通

13、過百葉的最大通風(fēng)量，ms/h；vtm為百葉風(fēng)速，m/s，一般取5m/s；k為百葉的有效面積系數(shù)，取0.5。6控制與運(yùn)行策略6.1控制策略綜合管廊應(yīng)設(shè)置環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，并對(duì)各艙室內(nèi)的溫度、濕度、含氧量等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，燃?xì)馀撨€要設(shè)置燃?xì)庑孤﹫?bào)警器，以便控制通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行，通風(fēng)設(shè)備控制方式宜采用就地手動(dòng)、就地自動(dòng)和遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的方式。6.2運(yùn)行策略1）正常通風(fēng)工況：采用間歇運(yùn)行的方式，既滿足衛(wèi)生要求又節(jié)能。2）巡視檢修工況：為了安全考慮，在巡檢人員進(jìn)入綜合管廊前，需提前啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，以保證管廊內(nèi)溫度、濕度、含氧量達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。3）高溫報(bào)警工況：當(dāng)艙室內(nèi)任一通風(fēng)區(qū)間的空氣溫度超過設(shè)定值（40C）

14、時(shí)，溫度報(bào)警控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)立即聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)該通風(fēng)區(qū)間的通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制換氣降溫。4）事故通風(fēng)工況：燃?xì)馀搩?nèi)設(shè)有可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，且與燃?xì)馀撌鹿释L(fēng)系統(tǒng)連鎖。當(dāng)艙室內(nèi)任一通風(fēng)區(qū)間的天然氣濃度大于其爆炸下限濃度值（體積分?jǐn)?shù)）的20%時(shí)，可燃?xì)怏w報(bào)警控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)立即聯(lián)動(dòng)啟用事故段分區(qū)及其相鄰分區(qū)的事故通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制換氣。5）有害氣體報(bào)警工況：含有污水管道的艙室內(nèi)設(shè)有HS,CH氣體探測(cè)24報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)艙室內(nèi)任一通風(fēng)區(qū)間的HS，CH濃度超過設(shè)定值時(shí)，氣體報(bào)警24控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)立即聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)該通風(fēng)區(qū)間的通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制換氣。6）火災(zāi)后通風(fēng)工況：當(dāng)艙室內(nèi)任一防火區(qū)段發(fā)生火災(zāi)時(shí)

15、，消防聯(lián)動(dòng)控制器立即聯(lián)動(dòng)關(guān)閉發(fā)生火災(zāi)的防火區(qū)段及其相鄰分區(qū)的通風(fēng)設(shè)備及電動(dòng)防火閥，以確保該防火區(qū)段的密閉；待確認(rèn)火災(zāi)熄滅并冷卻后，重新打開該防火區(qū)段的電動(dòng)防火閥及通風(fēng)設(shè)備，進(jìn)行火災(zāi)后通風(fēng)，排除火災(zāi)后殘余的有毒煙氣，以便工作人員火災(zāi)后進(jìn)入管廊進(jìn)行清理工作。7工程實(shí)例分析包頭市某綜合管廊工程全長(zhǎng)約12.15km,取其中某段長(zhǎng)度為1.60km的管廊作分析，其標(biāo)準(zhǔn)段斷面見圖1,擬容納的管線包括110kV高壓電纜（8回）、10kV電力（12回）、信息（22孔）、熱力（2XDN700）、給水（DN600）、中水（DN600）、污水（DN1200）、燃?xì)猓―N315）等管線，擬布置于道路紅線外南側(cè)綠化帶中。

16、各艙室通風(fēng)區(qū)間參數(shù)見表1。表1各艙室通風(fēng)區(qū)間參數(shù)通鳳區(qū)間氏度仏通風(fēng)區(qū)闔個(gè)數(shù)寬度/m高度/ID污水艙40044.03.7綜合艙（含熱力管道）40043.83.7電力艙40042.63.7燃?xì)馀?0081.83.77.1通風(fēng)量計(jì)算7.1.1計(jì)算條件1）熱水管道運(yùn)行溫度為110C，鋼管外徑為DN720X8（共2根），保溫材料為離心玻璃棉，厚度為140mm,相關(guān)參數(shù)為：t=40C,D=720mm,D=1000a01mm,入=0.0446W/（mK），a=11.63W/（m2K）；艙室內(nèi)夏季的環(huán)境溫度為s35.5C，進(jìn)風(fēng)溫度取當(dāng)?shù)叵募臼彝馔L(fēng)計(jì)算干球溫度27.4C，排風(fēng)溫度為40C。2）10kV電纜（1

17、2回）采用三芯電纜（銅芯），允許持續(xù)載流量為350A，電纜的截面積為300mm2；110kV電纜（8回）采用三根單芯電纜呈品字形配置（銅芯），允許持續(xù)載流量為420A,電纜的截面積為630mm2。3）采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法、考慮夏季艙室通過艙壁和底板（頂板）傳遞給土壤的熱量時(shí)，需要確定與土壤直接接觸的艙室側(cè)壁和底板（頂板）的表面平均溫度，根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)取21.5C,At=14C。7.1.2計(jì)算結(jié)果將上述參數(shù)代入式（1）（9）,計(jì)算得到單根DN700熱水管道的散熱損失為19.8W/m2,綜合艙（含熱力管道）艙壁和底板傳遞給土壤的熱量為8512W,排除余熱所需通風(fēng)量為9003m3/h,校核換氣次數(shù)要求

18、，可得到設(shè)計(jì)通風(fēng)量為33744ms/h。對(duì)于電力艙，按電纜的允許持續(xù)載流量計(jì)算，則10kV三芯電纜單位長(zhǎng)度的熱損失功率為24.5W/m,110kV單芯電纜單位長(zhǎng)度的熱損失功率為5.6W/m,同時(shí)使用系數(shù)取0.70，電力艙單個(gè)通風(fēng)區(qū)間內(nèi)的電纜總發(fā)熱量為119.95kW,通過艙壁和底板傳遞給土壤的熱量為5.82kW。各艙室的通風(fēng)量計(jì)算結(jié)果見表2。止常逋風(fēng)肚/血顱爭(zhēng)做HfiML址f切h）排除盤痕所需適鳳澄J枚喪戟?dú)馊謹(jǐn)?shù)幾一11H4IJ聽&203S&Z06P0Il24fiaa?44331446.0電力意；蹦塑.9為2-i沆6.5?9921598415刪12.07.2設(shè)備選型TOC o 1-5 h z該工程采用機(jī)械進(jìn)風(fēng)+機(jī)械排風(fēng)的通風(fēng)方式，各艙室通風(fēng)機(jī)選型見表3。衷3各儺室通風(fēng)機(jī)選型鳳擾類型RftW/hj全圧/瑪進(jìn)風(fēng)擁臺(tái)敘/臺(tái)普鳳乩臺(tái)歡/自390005OT4437Q0G50044盤九或排煙、迭鴻址工2?500血144離心風(fēng)機(jī)箱】r晰4OT$7.3風(fēng)亭百葉面積計(jì)算TOC o 1-5 h z表4中列出了各艙室單個(gè)通風(fēng)區(qū)間的風(fēng)亭最小百葉面積，當(dāng)多個(gè)通風(fēng)區(qū)間的風(fēng)亭百葉合并