北京大兴国际新机场高速公路地下综合管廊南至机场北围界，与机场内部综合管廊相接。 综合管廊全线沿高速线位设置，沿途与高速辅路系统、地方路系统、机场轨道交通、铁路等项目局部共线，主干管廊设计全长约28?km。 管廊采用电力舱+水信舱+电力舱的三舱结构（内部尺寸为： 长×宽=9?m×3?m），入廊管线主要包括给水、再生水、电力、通信等管线（图1）。

1??通风系统

1.1??通风分区划分

依据综合管廊对消防设计的要求，电力舱、燃气舱每隔不超过200?m应采用耐火极限不低于3?h的防火墙划分防火分隔，人行通道处防火墙上设甲级防火门，通风分区与防火分隔统一设置。除燃气舱和电力舱外其他类型舱室不划分防火分隔，但考虑设置通风系统的统一性和集约性要求，其他舱室也对应燃气舱、电力舱的防火分隔设通风分区，即在每个防火分隔两端分别设一座排风井、一座送风井。整个采用管廊的排风井与送风井间隔布置的纵向通风模式。

本工程建设空间紧张，采用风井间距小对道路交通安全及道路景观影响较大；考虑初期投资，通风分区越小风井夹层和风机的数量越多，土建、设备的初投资越大，后期检修、维护的费用也越大，为此本工程采用一个通风分区涵盖多个防火分隔区段的方式，以减少出地面风亭的数量。

风井风亭主要设置于高速公路高架桥下方的桥桩之间，需保持风亭与桥桩的安全间距，而随着通风分区的加大，单个风井负责的通风区间增大，风亭体量会相应增大；且需提高风井内风机数量或型号、相应增加系统运维费用，故风井间距也不宜过大。为此经综合考虑地面景观、道路安全、建设投资、运行费用等因素，最终确定采用不超过400?m的通风分区 （图2、图3）。

1.2??通风方式的选择

管廊通风系统主要有自然通风、自然+机械通风、机械通风3种方式，其优缺点比较见表1。

本工程原方案采用不超过200?m的通风分区，即一个通风分区对应一个防火分隔区，该方案采用自然进风、机械排风能取得较好的通风效果。

本工程方案比选过程中，为尽量减少风亭的数量、减少永久占地、避免对道路交通安全的影响，最终选择了不超过400?m的通风分区，即通风分区涵盖两个防火分隔区，通风区间比原方案长度增大了1倍；为保证电力舱防火分隔区间不超过200?m，在通风分区中间设置了防火墙、防火门等分隔设施，通风分区中间的防火分隔局部阻力较大，对管廊通风系统有较大影响。

另外，由于通风区间较长，沿线有较多的路口分支节点、地块分支节点、人员出入口，会降低该区间管廊的密闭性，造成较大的漏风现象，影响通风效果。因此，400?m通风区间方案采用机械进风+机械排风的通风方式；为保证通风效果，在管廊的路口分支节点、地块分支节点、人员出入口等易漏风位置采取封堵措施。

1.3??通风量计算

综合管廊设计规范对综合管廊的各类舱室通风量的计算给出了具体的数据，包括正常通风和事故通风工况下的换气次（表2）。根据规范要求，各类舱室是否设置事故通风对通风量的计算及通风设备的选型有较大影响，事故风量是平时正常通风换气量的3倍（表3）。

本文根据实际工程经验认为规范将所有类型舱室均笼统地规定正常通风和事故通风换气次数值得商榷。综合管廊中不同类型的舱室容纳的各类市政管线性质不同，危险性不同，应区别对待合理分别设置通风模式。燃气舱、电力舱、热力舱存在可燃气体泄漏或火灾的可能需设置事故通风；而水信舱容纳给水管线、再生水管线、通信线缆等，一般不存在火灾等工况的可能，并无必要设置事故通风。

综合管廊规范虽对各类舱室均按换气次数法给出通风计算的参数，但对电力舱和热力舱缺少针对性，忽视了电力电缆及热力管线运行中发热量较大的 因素。

在热力舱和电力舱内，管线发热量较大，通风系统应能有效排除舱室余热，保证安全运营。因此，应根据热平衡公式计算消除舱室余热所需的通风量，并与换气次数法计算的风量进行比较，取其大者。

综合管廊热力舱余热量主要受热力管线发热量、廊内附属设备发热量、管廊向周围土壤传热量3个因素的影响；电力舱余热量分别主要受电力电缆发热 量、廊内附属设备发热量、管廊向周围土壤传热量 3个因素的影响。其中热力管线发热量可根据热力管线热媒介质与管廊内空气的温差计算获得，其余两项与电力舱计算类似。

影响因素除各种电压等级的电缆外，还有灯具、水泵、风机（仅送风机）、配电柜等廊内附属设备的散热，这部分发热量可在相关暖通设计手册中查到计算方法，但根据测算数据及工程实际，该部分设备经常间歇运行，发热量较小，工程设计中可以忽略。

1.4??风亭百叶面积计算

风亭是综合管廊重要的附属构筑物，是综合管廊通风系统的关键设施。管廊风亭设置的数量、位置及大小对道路行车安全、城市景观效果等影响较大。风亭随通风分区进行设置，数量较多；为避免雨水倒灌，其百叶底部需距地面一定高度，致使风亭整体较高；由于需控制百叶风速、通风噪声，百叶应有足够 面积。

本工程综合考虑城市景观、道路安全、投资节约等各方面因素进行系统的优化设计，对风亭的百叶面积计算也进行了合理的削减。

本工程原方案电力舱和水信舱合用风亭，两类舱室通风计算时均按照最不利工况进行，各舱室均按最大设计荷载进行风量计算，且将计算结果进行叠加作为百叶面积的最终计算结果，导致风亭体量较大。

考虑实际运营中通风系统并非一直开启，而是根据管廊内空气环境、人员运维等实际运营需求运行控制。正常情况下，管廊内温度、湿度、氧气、有害气体等不达标时开启通风系统，但本工程各舱室通风系统同时运行的概率较小，因此结合管廊后期运维对原设计进行了合理优化。

经比较选择以下方案：各舱室分别计算百叶面积，后期运维结合综合管廊特点考虑非同时的轮流通风，此时百叶面积取各舱室分别计算的最大值即可；该方案较大减少了出地面风亭的体量，减少了永久 占地。

另外，本工程还加强了精细化设计，在按换气次数法进行通风量计算时，根据各风亭所负责的实际通风分区长度计算、扣除管廊内各类管线所占体积，对周边环境要求不高的场所适当加大百叶控制风速，这些措施均在一定程度上减小了风亭百叶的面积。

2??消防系统

2.1??电力舱自动灭火系统设置

按规范要求，干线综合管廊中容纳电力电缆的舱室和支线综合管廊中容纳不少于6根电力电缆的舱室应设置自动灭火系统。目前综合管廊中采用自动灭火系统有超细干粉灭火系统、气溶胶灭火系统、细水雾灭火系统、水喷雾灭火系统等，其中气溶胶灭火系统需定期更换灭火剂，维护成本较高；细水雾灭火系统和水喷雾灭火系统需设置专用机房占地较大，而管廊工程征地红线范围内往往很难找到足够的空间用于设置设备机房，且该系统需沿管廊内部敷设专用管道，占用综合管廊的断面空间。目前超细干粉灭火系统由于系统简洁、灭火效率高、安装维护方便、投资节约等特点得到了广泛的应用。

本工程电力舱采用超细干粉灭火自动灭火系统，原设计方案在电力舱全线等间距布置超细干粉灭火自动灭火装置，采用全淹没式的超细干粉灭火系统。该方案需在管廊建设期将整个消防系统配置到位。

考虑目前综合管廊电力舱中电力电缆均要求采用阻燃电缆或不燃电缆，入廊电缆护套燃烧性能等级不低于国家标准GB 31247—2014《电缆及光缆燃烧性能分级》规定的B1级，且电力舱每隔不大于200?m有耐火极限不低于3.0?h 的不燃性墙体防火分隔，电缆本身发生火灾的概率极低且火灾蔓延的区间有限；另外电力舱内的电缆是一个长期逐步敷设的过程；而超细干粉灭火装置的有效期一般不超过10年，其灭火剂需进行年检，管廊建设前期电力舱即在全线等间距配置灭火装置会造成资源浪费。

因此，本工程对综合管廊消防系统进行了优化研究，参照DLT 5221—2016《城市电力电缆线路设计技术规定》“在电缆隧道的进出口处和接头区内，宜设置消防设备”的规定，对综合管廊电力舱采用重点区域重点设防，在电力舱进出口处和接头处等部位设置灭火装置。在易引起电气火灾的电缆接头部位设置自动灭火装置的局部应用形式，可集约化消防系统并保障电力舱消防系统的安全。

随综合管廊内入廊电缆的逐步敷设，在电缆接头具体位置已经确定的情况下，在电缆接头区设置超细干粉灭火装置。根据相关研究，对局部应用系统，不同电压等级的电缆，其接头可设置不同的防护区间长度，对110?kV及220?kV的电缆接头，可在电缆接头区（电缆接头本身有一定长度）及其左右两侧各不小于9?m及15?m作为保护范围。

本工程110?kV电缆接头防护区超细干粉灭火装置布置如图4所示。

2.2??灭火器设置

本工程综合管廊在主管廊沿线、人员出入口、逃生口、分支管廊、附属节点等处设置灭火器材。灭火器参照GB 50140—2005《建筑灭火器配置设计规范》的相关规定进行配置：电力舱按E类火灾中危险级配置灭火器，单侧墙上每隔30?m布置灭火器箱，内设3A（5?kg）装磷酸铵盐干粉灭火器2具；水信舱按A类火灾轻危险级配置灭火器，单侧墙上每隔40?m布置灭火器箱，内设3A（5?kg）装磷酸铵盐干粉灭火器2具；燃气舱按C类火灾严重危险级配置灭火器，单侧墙上每隔18?m布置灭火器箱，内设3A（5?kg）装磷酸铵盐干粉灭火器2具。其中燃气舱的灭火器箱应由不产生静电、不产生火花的材料制成。

由于综合管廊灭火器长期处于地下阴暗潮湿环境中，灭火器应设置在灭火器箱内，且底部离地面高度大于0.08?m。

3??结束语

（1）科学合理设计综合管廊通风、消防系统对综合管廊的安全运行和维护至关重要，本工程通风及消防系统结合管廊运维、投资、消防安全、交通安全、景观协调等多方面因素进行了统筹考虑，通过合理划分通风分区、选择通风方式，加强精细化设计，实现了综合管廊与城市景观风貌的有机结合。

（2）目前管廊设计规范个别条文较笼统，个别条文不够精细；管廊设计方案偏保守，增加了工程投资及运营成本。应进一步推进综合管廊相关标准规范的研究创新，结合工程实际进行适用性分析与设计，以提高整个市政行业的认知水平，促进综合管廊建设的科学持续发展。