电缆隧道的通风设计

　文章编号:ISSN1005-9180(2001)04-0076-02

电缆隧道的通风设计

李湛初

(广东南海建筑设计院,广东南海528200)

[摘要]介绍地下电缆隧道通风设计的几种方式,指出在设计过程中应注意的几个问题,着重介绍及探讨通风方式、风量、隧道断面风速、隧道防火分区、通风分区的做法等。

[关键词]隧道;通风设计;防火

[中图分类号]T U834;T U831 [文献标识码]B

The Ventilation Design for the Electric Power Tunnel

LI Zhan-chu

(Guangdong N anhai Ar chitectur al Design Institute,G ua ng do ng528200) Abstract:T he paper presents some ventilat ion types fo r the under g ro und electric pow er tunnel,and discusses sev eral quest ions in v entilatio n desig n.It specially intr oduces the m ethods of v ent ilatio n type,ex ha ust air v olume,section velo city o f tunnel,fir epr oo f subar ea,ventilation subar ea and so on.

Keywords:T unnle;V ent ilatio n desig n;F ir epr oo fing

1　电力隧道通风的几种形式及其特点

1.1　自然通风

由于电缆在隧道里运行时散发出大量热量,可以利用热压的原理[△p=g h( w- n)。其中△p 为隧道内外压差(Pa),h为进排风口高差(米), w 为隧道外空气密度(kg/m3), n为隧道内空气密度(kg/m3)],将进风口降低,排风口升高,只要进风口与排风口足够大,且进风口与排风口的高差h足够大,无需风机也可以把隧道内的余热排走,这样便可以节省运行费用。但这种方式往往把排风竖井建得很高,或需把隧道分成很多个独立通风分区,即需要很多进风口和排风口。这种方式土建造价较高,而且进、排风竖井太多,对城市环境造成一定的影响。1.2　机械通风与自然通风相结合的方式

这种方式是在自然通风的基础上,在进风竖井或排风竖井内装上风机。如电缆的运行数量少致发热量少时,或冬天时隧道内外温度差△t较大时,可利用热压自然通风;夏季温度差△t较小,自然通风不足,当隧道内达到设定温度时,就启动风机进行机械通风,把隧道内余热排走。这种方式投资少、节能、好管理。但由于要满足自然通风要求,独立通风分区相对要多些,进、排风竖井要多些,或进排风口高差要大些;且对城市景观影响较大,土建费用较大。1.3　机械通风

(1)自然排风、机械进风或自然进风、机械排风

当自然通风没法实施,或隧道要求标准较高时,可用此方式。与自然通风比较,通风分区较长,进、排风竖井可以减少些,当然风机风量、风压需要大些,风机的噪声也大些。这种方式主要适用于城市内,因为通风分区较长,进、排风竖井的数量可相应地减少,对城市环境的影响也少了。

(2)机械进风、机械排风

这种方式与自然进风机械排风或机械进风自然排风的方式比较,主要是通风分区可以更长,所用的风机风量更大,噪声也更大。如果隧道在城市马路旁,来往的车辆本身噪声也很大,而城市环境部门要求进排风竖井尽量少的情况下,可以采用此方式。

2　设计中应注意的几个问题

2.1　隧道内温度的选择

电力隧道内由于电缆运行时会散发热量,如果

76 REFRIGERATION No.4,2001,Dec.

V o l.20(T ot al N o.77) 收稿日期:2001-3-21

不通风的话,会使得隧道内温度升高,电缆的载流量会降低,造成能源的耗费,直接造成经济损失。另外,维修人员需定期到隧道内检修,所以里面的温度也不能太高。但如果定得太低,需要的排风量大了,在同样隧道断(截)面尺寸下风速大了,比摩阻大了,风机需要的风压和风量便大了,同样会造成运行费用及初投资增加。所以,应有一个合理而经济的温度控制范围,建议取值在35～37℃为宜。若在广州地区进风温度为31℃,则排风温度为40～42℃。

2.2　隧道内空气的洁净度问题

由于隧道需要维修人员定期检查,所以隧道内的空气质量必须得到保证。维修人员必须启动风机通风后才能进入隧道,所以设计时应注意进风口的设计。马路的汽车废气一般沉聚在马路地面0.5米以下的地方,所以进风竖井应尽量高出马路地面0.5米以上,而保证吸入空气的新鲜。

2.3　隧道通风分区的划分问题

由于电缆隧道一般来说都是较长(常长达数公里),作为隧道的通风不可能只划分一个通风分区,而应把隧道分成若干段独立的通风系统。一般来说以通风分区不能跨越防火分区为原则。

另外,一个通风分区的长度与风量、断面风速、风机噪声有关,要按实际情况考虑。电缆隧道的风量主要考虑除去电缆发热量,假设每米长电缆隧道内的余热为q(kJ/S),进风温度为T j(℃),排风温度为T p(℃),则每米电缆隧道的通风量l=q/C (T j -T p)m3/s。假设该段通风分区的长度为L米,则该段通风分区的通风量G为:G=L L=L q/C (T j -T p)m3/s,其中C为空气比热(kJ/kg℃)、 为空气密度(kg/m3)。所以通风分区的风量与其长度是成正比,分区越长,此区间内的电缆发热量越大,需要的风量就越大,断面风速就越大,阻力也越大,需要的风机风量增大,噪声更大了;而且,由于隧道需要维修人员定期进入检查,断面风速过大,会影响维修人员的工作。所以,通风分区长短应受噪声和风速的限制,建议隧道里风速取2～3m/s为宜。

2.4　隧道防火分区的划分

防火分区的划分主要是为了在有火灾的情况下能及时疏散人员,保证人员的生命安全;其次,防火分区以防火门划分为多个分区,以减少其它没有火灾的分区内的财物损失。

一般来说,对于走道,据火灾实地观测,人在浓烟中低头掩鼻最大的通行距离为30米左右,所以有条件的话,如在一些厂区的电力隧道,可以做成70米左右一个防火分区(因通风分区以不跨越防火分区为原则,即70米左右要有一个进风竖井和一个排风竖井突出地面)。这种理想的方案能在一些厂区得以实现。

但在城市里,这种方案就难以付诸实现,因70米一个进、排风竖井对于大多数城市规划部门是不允许的,而且有些马路的交叉路口长达100～200米,进、排风竖井不可能允许突出马路。在这种情况下防火分区要长达100～200米,这时应有降低隧道本身的防火等级措施来解决现实环境的不足。

因防火分区的大小与隧道本身的防火等级有关,如果电力隧道内的电缆采用不燃、无毒无烟的材料制造,电缆的支架采用金属支架,在管理方面要减少隧道内的人员出入,使得平时无人员进出。只有在检修情况下才有人员进出隧道。另外,在所有人员出入口、材料出入口、风机房都设有疏散用的逃生口。在这种情况下可以将隧道防火分区加长,具体多长,应按实际情况而定,并委托消防部门审查通过。2.5　隧道通风的防火措施

电力隧道的通风消防与一般民用建筑的通风消防截然相反,因为其目的不同。一般民用建筑的通风消防是以在火灾刚开始时立即疏散人群为目的,所以在防烟楼梯间,消防电梯前室要立即起动风机加压送风,保证这些地方没有烟火渗入,而在其它地方要立即排走烟火,以免烟火漫延,使得人群容易立即撤走。而电力隧道却恰恰相反,因为隧道内平时没有人员出入,通风消防的目的是为了立即灭火,确保其它防火分区的电缆免受损害。所以当隧道火灾时,通风立即停止,所有风机前的防火排烟阀要立即关闭,使隧道火灾段缺氧而熄灭,减少其它电缆的损失。等到确认火灾熄灭后,才重新打开防火阀,启动风机进行事故通风。

笔者认为,电力电缆隧道的设计是一个较新的课题,在这方面的设计标准、设计规范有待完善。

参考文献

[1]电力工程电缆设计规范(GB50217-94)[S].

[2]火力发电厂与变电所设计防火规范(GB50229-96)[S].

[3]地下铁道设计规范(GB50157-92)[S].

[4]暖通空调规范(GB19-87)[S].

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2001年12月

第20卷第4期(总77期)

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