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綜合管廊電力艙內風機的配電設計 消防負荷等級與火災自動報警系統聯動

  目前城市綜合管廊的建設在全國范圍內全面鋪開,綜合管廊相比于工業、民用建筑屬于一個較新的領域,在進行綜合管廊的設計時往往帶著民用建筑設計的固定思維去思考問題,比如綜合管廊電力艙內通風機的配電設計,有的設計人員直接參照民用建筑內類似風機的配電設計,即按照二級負荷或消防負荷進行配電,此種設計方案是否合理,本文將結合綜合管廊的特殊性及綜合管廊電力艙內通風機的性質展開討論。

1 綜合管廊的特殊性

  城市綜合管廊為狹長型地下構筑物,該空間內敷設了各種市政管線,包括電力、通信、燃氣、熱力、給排水等管線。

  人員密集性。城市綜合管廊與一般的民用建筑不一樣,一般的民用建筑主要是供人居住或從事公共活動的場所,人員較密集;而綜合管廊主要是供各種城市市政管線敷設的一個空間,綜合管廊的建設及建成投運后,除了管廊設備安裝、巡檢及維修,其余時間綜合管廊內基本無人活動,甚至一些管廊可實現無人巡檢。

  火災危險性。一般的民用建筑內環境復雜,引發火災的因素不可預知,且環境內可燃物較多,發生火災后還需優先考慮人員的安全及疏散,災情很難得到及時有效的控制:而城市綜合管廊內可能引發火災的因素較少,同時管廊內少有可燃物,發生火災的可能性很低,只要做好相應的預防及消防措施,綜合管廊內的火災是可以得到及時有效的控制的。

  通風機房的位置。一般的民用建筑的通風機房均設置于建筑物內,建筑物發生火災時外部人員基本不可能從外部進入到機房內;而在設計綜合管廊通風機房時,一般把機房的通風口與管廊的人員出入口合并設置,即使管廊內發生火災,火災后檢修人員還是可以從外部直接進入到管廊的通風機房內操作通風機。

2 綜合管廊電力艙內通風機性質

  綜合管廊電力艙內一般在每個通風區段兩端設置進排風機用于管廊內的通風,而該通風機平時有什么作用?

  火災時及火災后又有什么作用?以下將結合規范及綜合管廊實際運行情況對以上疑問進行分析與探討平時通風機的控制要求。綜合管廊電力艙內敷設有大量的電力電纜,電流通過電纜會產生熱量,熱量的聚集會導致管廊電力艙內溫度上升,從面導致電力電纜的轂流量減小,影晌市玫電力供應;同時綜合管廊屬于地下密閉空間,空氣流通性較差,導致有害氣體沉積及氧氣含量下降,不利于人員進入管廊內部進行巡視及維護,故設置通風系統進行通風換氣,保障進人人員的生命安全。綜合管廊電力艙內通風機平時運行,一方面是為了電力艙內溫度控制在規定范圍內,不影響電力電纜的供電能力;另一方面是為了滿足進入人員檢修時新風量的要求,保障人員的生命安全。同時D/T5484-2013《電力電纜隧道設計規程》第9.1節及GB50838-2015《城市綜合管廊工程技術規范》第7.2節均已對平時通風換氣的要求作了詳細的規定。

  火災時通風機的控制要求。綜合管廊只有在建設、維修及巡檢時才會有人進人管廊內部,其余時間管廊內部基本無人活動,由于進入管廊的人員屬于專人員,對管廊內部環境比較熟悉,進人管廊前也可做好應對火災的措施,發生火災時可以在短時間內疏散到安全區域,若綜合管廊在設計時考慮火災時疏散排煙,則增加的排煙設施及管道對綜合管廊的斷面設計影響較大,將會大大增加管廊土建建造成本。綜合考慮,綜合管廊電力艙無需設計火災時疏散排煙,所以綜合管廊電力艙內的通風機不屬于消防風機,火災時不需要開啟風機進行排煙,火災時若該風機繼續保持運行,風機欥入的新鮮空氣則會助燃火勢,管廊內形成的定向氣流還會擴大電纜延燃的范圍,同時風機還會把自動滅火裝置釋放的滅火介質抽出管藏外,影響滅火效果,所以火災時該通風機應可靠地關閉。規范GB50217-2007《電力工程電纜設計規范》第

  5.5節及GB50838-2015《城市綜合管廊工程技術規范》第7.2節也都規定管廊電力艙火災時需關機械通風設施。

  火災后人員進入前通風機的控制要求。規范GB50838-2015《城市綜合管廊工程技術規范》第7.5.7條規定:綜合管廊電力艙內應設置火災自動報警系統,在確認火災后需聯動啟動目動滅火裝置。www.cqy009.com綜合管廊電力艙內一般采用水曠霧滅火或者氣體滅火火災后管廊內會有剩余的煙氣或滅火氣體,且空氣內氧氣含量較低,維修人員在進入管廊前必須進行通風換氣,以抽出管廊內剩余的煙氣或滅火氣體,并送入新鮮的空氣,以保障進入人員的安全。

  綜上所述,綜合管廊電力艙內通風機為平時及火災后通風,且火災時需要關閉,不屬于火災時需運行的排煙風機,不屬于消防設備

3 綜合管廊電力艙內通風機的配電

  民用建筑內的氣體滅火事故風機均設置于建筑物內,雖然火災時風機不需要運行,但是滅火后需要開啟風機對相應防區內進行通風,否則人員無法進入該防區,從而直接影響整個配電系統的恢復,所以在設計氣體滅火事故風機的配電系統時,一般把該風機作為二級負荷設計,甚至接入消防配電系統中。筆者認為為了保證氣體滅火事故風機火災后供電的可靠性,采取上述設計方案屬于合理設計,同時《全國民用建筑工程設計技術揹施暖通空調·動力》(200)第4.4.4條第2款規定:事故風機應由消防電源供電。

  綜合管廊電力艙內通風機采用和上述民用建筑內的氣體滅火事故風機一樣的配電設計是否合理?筆者認為綜合管廊電力艙內通風機雖然也有火災后事故通風的作用,但是由于綜合管廊的特殊性,管廊電力艙內通風機的配電可不參照民用建筑內事故風機的配電設計,其按三級非消防負荷配電即可,理由如下a.合理性。根據GB50838-2015《城市綜合管廊工程技術規范》第7.3.2規定:綜合管瑯電力艙內的通風機屬于三級負荷。按三級負荷配電是滿足規范規定的,如果該風機按三級負荷供電,實際運行中是否可以滿足要求?根據第2章的討論得知管廊電力艙內的通風機為平時及火災后通風,火災時需關閉由丁該風機不屬于消防排嫻風汎,則其配電電源及叵路無消防配電的相關要求(切換時間、可靠性),若其配電回路及控制回路在火災中未受摜,則可正常廾啟區機進行通風;若其配電回路或控制回路在火災中損不能正常運行,檢修人員則可通過外部人員進出直接過入剄風問內,接人外部臨時電源直接開風機。通過以上論述可知,管廊電力艙內的通風機按級非消防魚衠配電是可以滿足規汽規定及管廊運行的要求的。

  b.經濟性。在設計綜合管廊的配曰系統時,若含有天然氣艙時,為滿足規范要求一般采用兩回路外線電源設計.若沒有大然氣艙,一做采用單回路外線電源外加備用電源(UPS、EPS等)設計即可。www.cqy009.com如果綜合管廊電力艙內的通風機按照二級負荷或者消防負荷要求設計,為滿足GB50052200《供配電系統設計規范》第3.0.7條及CB5016-2014《建筑設計防火規范》第10.1.4-10.1.8規定,電力艙內的通風機應采用兩回路電源配旦或者單回路電源外加可自啟動的柴油發電機(或者EPS電源)配電。

  些綜合管廊的配巳系彩用兩回路外線電源設時,為滿足電力艙內通風機二級負荷或者消防負荷的配電要求,需將該風機配電的電纜改為前火電纜,且應接入消防配電系統中,由于該風機分布干管廊全線中,其配電電纜較長,對于管廊建前期建造成本影響較大。當綜合管廊的配電系統采用單回路外線電源設計時,為滿足電力艙內通風機二級負有或消防負荷的配電要求,勢必需要設置備用電源,備用電源可以是另一路獨立的外線電源,也可以是可自啟動的柴油發電機或是EFS電源。若備用電源采用另一路獨立的外線電源,則從控制中心、分變電所到各管廊段之間所有的高低壓變配電設備及配電電纜均增加了一倍電氣設備一次沒資增加很大,同時增加了一路外線電源,其基本電費增加也較大:若采用可目啟動的柴油發甩機時,需要單狼設置發電相房及相應的雙電源轉換裝置,管底土建及電氣設備等方面投資也會增加很多;若備用旦源采用EFS的方式時,根據《工業與民用供配電設計手冊》(第4版)中EPS容量選擇相關要求,風機功率直接影響的容量,接入風機的EPS的容量是不接入風機時的幾倍甚至是十幾倍,大大增加了電氣設備前期的投人以及后期EFS的維護成本。通過以上討論,不論綜合管廊內配電系統采用何種形式,綜合管底電力艙內的通風機按照二級負荷或者消防負荷進行配電經濟性很不合理。經過從合理性及經濟性方面的討論,筆者認為綜合管啷電力艙內通風機按照三級非消防負荷配電可以滿足規范及管廊實際運行的需求,若將該風機作為二級負荷或者消防負荷進行配電,綜合管廊建造的前期投入及后期維護成本則會增加較大,不屬于合理設計且也無此必要。

4 結語

  日前正處于綜合管廊蓬勃發展的時期,由于缺乏綜合管廊長期運營及維護經驗,在設計綜合管廊配電系統時參照民用建筑配電系統進行設計無可厚非,但是在綮忙的設計工作之余也應伃細推敲設計的合理性,不能教條地執行規范而枉顧實際狀況,更不能盲目追求設計的可靠性而導致國家資源的浪費。

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