中部引黄工程石楼分水口通风系统设计

黄志鸿

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 工程概况

中部引黄工程是山西省“十二五规划”大水网建设中的一项重要工程，工程包括取水工程和输水工程。输水工程包括总干线、东干线、西干线以及各供水支线输水。在输水干线上有11座分水口，其中6座为地面闸室，5座为地下闸室。闸室内设有各种分水设施以及相应的机电设备及信息通信设备。为保证相关机电设备在使用寿命内正常运行以及设备检修和定时巡检人员的生命安全，需在闸室内设置有效通风系统。

地面分水闸室的自然条件较好，在启闭机房、配电室等生产车间采用自然通风方式就可以满足生产生活需要。地下分水闸室通常采用一条很长的交通洞与地面联接，分水闸室内长期空气不流通，加之洞内有地下水渗漏，输水洞内水蒸发，形成异常场潮湿的生产空间，超出了机电设备正常运行环境，影响机电设备的使用安全和使用寿命。为保证生产设备安全和工作人员的工作环境，提高工作效率，需要设置通风系统。

2 通风方案

在工业与民用建筑中，常用的通风方式有：自然通风，机械通风，自然通风与机械通风联合系统。机械通风又分为：自然送风，机械排风；机械送风，自然排风；机械送风，机械排风等几种形式。工程实际应用中通常采用其中的一种或几种。

石楼分水口为地下式分水口，设置在输水西干线上。分水口通过一条交通洞与地面相连，交通洞洞口高程为1 145.00 m，分水口高程为944.33 m，交通洞长度为2 054 m。风水口内设置分水闸闸室、节制闸闸室、配电室等。

根据相关规范要求和闸室自身所处的地理位置及和气象条件，结合《建筑设计防火规范》（GB 50016）中的防烟排烟要求，石楼分水口采用机械送风机械排风的置换通风方式。

地下分水闸室通风的主要目的是排出大量的余湿。《工业建筑供暖通风与空调调节设计规范》（GB 50019）中6.3.4条规定：计算消除室内余湿的通风量应通过计算取得，当相关资料不全时，可以用换气次数来替代。根据该项目的实际情况，分水口的按4次/h计算通风量。根据风量公式Q=K×V，式中K为换气次数，V为分水口室内的分水闸闸室、节制闸闸室，配电室等的体积总和。石楼分水口的总通风量为11 342 m3/h。整个分水口及交通洞都在地下，地下地质情况不明，为避免地层中的有害气体逸散到分水口及交通洞内，造成不必要的损失，设计分水口及交通洞内为微正压。设计总送风量为1.29万m3/h，排风量为1.13万m3/h。

3 设备选择

3.1 送风系统

分水口送风量为1.29万m3/h，送风距离为2 054 m，需要选择高压型风机。为满足合适的风量和风压要求，送风风速和风管材料也都有一定的要求。根据实际情况以及风管安装时方便，风管选用玻璃钢风管，规格为1 250×500 mm，管内风速为5.73 m/s，单位长度比摩阻为0.61 Pa/m，沿程阻力损失为P=R×L，式中，R为确定管材的风管在一定的风速下，单位长度比摩阻，L为送分管长度。送风系统压力损失为1 252.94 Pa。风机选定为高压型离心风机，型号HTFC-Ⅲ-20，技术参数Q=12 900 m3/h，P=1 391Pa。送风风机布置在分水口交通洞洞口外的通风房内。风机进口处设置初效过滤装置；在交通洞内的主风管上每隔100 m设置一个电动式常闭送风口；主风管进入分水口厂房之前设置常开式70℃防火阀。在分水闸闸室、节水闸闸室、配电室内设置单层百叶风口800×800。

3.2 排风系统

排风量为1.13万m3/h，送风距离为2 054 m，需要选择高压型风机，为满足合适的风量和风压要求，风速风管要求与送风系统一致。风管选用玻璃钢风管，规格为1 250×500 mm，管内风速为5.04 m/s，单位长度比摩阻为0.46 Pa/m。排风系统沿程阻力损失计算公式为：P=R×L。公式中，R为确定管材的风管在一定的风速下，单位长度比摩阻，L为送分管长度。排风系统压力损失为944.84 Pa。风机选定为高静压双速混流风机，型号为SWF（A）-Ⅱ-5，技术参数为Q为11 342 m3/h，P为960 Pa。排风机布置在分水口交通洞洞口外的通风房内。在分水闸闸室、节水闸闸室、配电室内设计排风口，通过玻璃钢风管排至室外。

3.3 风管

风管安装位置为地下分水口及其交通洞内，环境潮湿，而且送排风距离较大，沿程阻力较大。风管材料应选择摩擦系数小，耐锈蚀，方便安装的管材。通过综合比较，本工程选用成品玻璃钢风管。玻璃钢风管在厂房内生产，现场直接安装，这对提高现场安装效率也有一定的帮助。

4 防烟排烟

分水口的配电室、液压启闭机都存在着一定的火灾隐患，根据《建筑设计防火规范》（GB 50016）中的规定，分水口应设置防烟排烟系统。

石楼分水口只有一条交通洞能与室外联通（另设一条交通洞从投资上太不合理），所以交通洞既是紧急疏散通道，也是烟气排出通道。火灾烟气易造成人员伤亡，影响人员疏散和安全救援工作，也能造成疏散人员心理上的恐慌。为防止人员疏散和烟气排出过程中引起混乱，造成不必要的伤亡，设置有组织的排烟系统。

分水口排烟系统：在火灾时，送风系统正常运行，分水口内温度超过70℃，主风管上的70℃防火阀关闭。分水口内停止送风，主风管上电动式常闭送风口打开，向交通洞内送风。与排风系统使用同一台风机，火灾时高速运转，排烟量为2.38万m3/h，风压为1 598 Pa。排烟系统通过排烟管道强力排烟，造成分水口内负压，烟气不能扩散至交通洞内，保证疏散通道安全。

送风、排烟联动控制：当火灾发生时，加压泵站内温度超过70℃时，送风管上常开式70℃防火阀熔断，防火阀关闭，停止加压泵站内送风；联动开启送风管上的电动式常闭送风口，送风口打开，对交通洞洞内送风，同时联动排风排烟机高速运行，加压泵站内的烟气。

5 结语

地下分水口通风及排烟防烟设计，为工艺设备提供了基本运行环境，对提高设备使用寿命和系统供水安全提供了保障。