劉亞成（廣州地鐵研究院有限公司）

地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

劉亞成（廣州地鐵研究院有限公司）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)城市面臨著巨大的交通壓力。目前，建設(shè)地鐵是解決城市交通困境的有效手段。地鐵車站是一條地鐵線路的重要組成部分，日旅客吞吐量較大。本文論述了地鐵車站站的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，詳盡地分析了地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成。大量事實(shí)表明，將通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)合理布置于地下能夠有效地節(jié)約系統(tǒng)能耗、同時(shí)大幅度降低系統(tǒng)的造價(jià)。

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；城市交通；地鐵

1 引言

現(xiàn)階段，中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)工作取得了杰出的成績(jī)，公眾的生活水平日益提升，城市中“有車一族”的數(shù)量持續(xù)攀升，賦予了城市極大的交通壓力。地鐵是公認(rèn)具有速度快、運(yùn)量大、占用資源少以及乘坐舒適方便的交通工具，自問世以來便受到了人們的廣泛關(guān)注。當(dāng)前，越來越多的城市為了緩解交通壓力而建設(shè)地鐵.應(yīng)當(dāng)看到，地下通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是重要的地鐵基礎(chǔ)設(shè)施，是地下通風(fēng)環(huán)境改善工作中不可或缺的系統(tǒng)之一。在地鐵站合理地布置通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)有利于降低地鐵項(xiàng)目造價(jià)、最大化地減少土建的規(guī)模，給予旅客最佳的乘車體驗(yàn)。本文主要研究了地鐵車站的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，供有關(guān)人員參考借鑒。

2 設(shè)計(jì)依據(jù)

對(duì)于任意一個(gè)車站，都需要依照通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范展開工作，充分結(jié)合車站的土建特點(diǎn)、資金投資情況進(jìn)行通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)，合理布置通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。主要設(shè)計(jì)依據(jù)有通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的使用功能、與地鐵站的契合程度以及相關(guān)技術(shù)要求，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循國(guó)家制定的規(guī)程、規(guī)范以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3 設(shè)計(jì)過程

3.1 車站概況

車站位于××路西南側(cè)，主體沿××路方向。車站有效站臺(tái)中心里程為YDK22+081.864。車站遠(yuǎn)期高峰小時(shí)客流1993人/ h。車站為地下兩層車站。地下一層為站廳層，地下二層為站臺(tái)層。車站總長(zhǎng)度為230.5m，有效站臺(tái)長(zhǎng)度118m。站廳公共區(qū)面積1718m2，站臺(tái)公共區(qū)面積1356m2。設(shè)備及管理用房分設(shè)于車站兩端。在車站兩端地面上各設(shè)有2座活塞/機(jī)械通風(fēng)亭、1座新風(fēng)亭和1座排風(fēng)亭，車站冷卻塔、膨脹水箱和多聯(lián)機(jī)室外機(jī)分別設(shè)在左端風(fēng)亭附件的地面上。車站周邊無(wú)敏感建筑。本車站中部公共區(qū)部分共設(shè)4個(gè)出入口，3號(hào)出入口為遠(yuǎn)期預(yù)留，2號(hào)出入口長(zhǎng)度大于60m，車站無(wú)軌道交通換乘。

一個(gè)地鐵車站的概況主要包括上述內(nèi)容，只有先了解一個(gè)車站的土建概況才能開展通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)。跟據(jù)車站的土建情況確定采用合適的系統(tǒng)形式，比如說大系統(tǒng)是采用雙端送風(fēng)還是單端送風(fēng)；冷源是采用冷卻塔還是蒸發(fā)冷凝機(jī)組等等。

3.2 設(shè)計(jì)原則及標(biāo)準(zhǔn)

（1）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備用房的設(shè)計(jì)。需要合理地布置車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備用房，設(shè)備用房應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況靈活布置。在設(shè)計(jì)風(fēng)亭的過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮城市的環(huán)境條件，風(fēng)亭應(yīng)當(dāng)與城市環(huán)境條件相協(xié)調(diào)、相適應(yīng)。為了提升乘客的出行體驗(yàn)，為車站創(chuàng)造靜謐的環(huán)境，需要嚴(yán)格控制噪聲，使噪聲聲貝處于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定范圍內(nèi)。

（2）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)需要及時(shí)排除余熱余濕。為了給乘客提供舒適的乘車環(huán)境，為設(shè)備提供良好的運(yùn)行環(huán)境，為地鐵工作人員創(chuàng)造優(yōu)越的工作環(huán)境，應(yīng)當(dāng)確保通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在地鐵正常運(yùn)營(yíng)過程中及時(shí)地排出余熱余濕。

（3）確保通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能夠提供舒適的熱環(huán)境條件。當(dāng)?shù)罔F在區(qū)間隧道中受到阻塞時(shí)，乘客可能感到不適，因此，需要對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證列車阻塞在區(qū)間隧道內(nèi)時(shí)車內(nèi)熱環(huán)境條件自然、良好，不會(huì)令乘客產(chǎn)生不良反應(yīng)[2]。

（4）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備火災(zāi)報(bào)警與排煙等功能。保障乘客的安全是地鐵集團(tuán)的頭等大事。在火災(zāi)發(fā)生的第一時(shí)間內(nèi)，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)必須能夠順利地開展通風(fēng)、排煙以及防煙等工作。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)為消防人員與乘客提供維持基本生命活動(dòng)所需的新風(fēng)量，空調(diào)系統(tǒng)必須要形成一定數(shù)值的迎面風(fēng)速[5～7]，如此方能最大程度地保障乘客、地鐵工作人員與消防人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

（5）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循分類原則。在設(shè)計(jì)地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的過程中，應(yīng)當(dāng)遵循分類設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)人員需要依據(jù)各區(qū)域運(yùn)行時(shí)間的差異、環(huán)境控制參數(shù)要素以及使用功能的不同來開展分類設(shè)計(jì)工作。

（6）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循安全等原則。應(yīng)當(dāng)確保通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)具備較強(qiáng)的可靠性、技術(shù)先進(jìn)性與安全性，所有的設(shè)備要定期安排專業(yè)人員進(jìn)行檢修維護(hù)、在設(shè)計(jì)過程應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)備的效率與節(jié)能性，推廣應(yīng)用自動(dòng)控制性能高、智能化特征顯著的設(shè)備。

3.3 系統(tǒng)劃分

（1）隧道通風(fēng)系統(tǒng)。隧道通風(fēng)系統(tǒng)是地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的重要構(gòu)成成分，具備確保區(qū)間隧道通風(fēng)正常的重要功能。當(dāng)列車阻塞在區(qū)間隧道時(shí)，隧道通風(fēng)系統(tǒng)將啟動(dòng)區(qū)間風(fēng)機(jī)來為隧道送風(fēng)。通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)來源于大氣，直接將排風(fēng)排至地面。隧道通風(fēng)系統(tǒng)形式主要有單活塞系統(tǒng)和雙活塞系統(tǒng)，目前普遍使用的系統(tǒng)是雙活塞系統(tǒng)，只有在土建條件及其惡劣時(shí)才會(huì)使用單活塞系統(tǒng)。隧道通風(fēng)系統(tǒng)通過風(fēng)閥的切換來實(shí)現(xiàn)事故通風(fēng)和活塞風(fēng)兩種運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)換。

（2）車站大系統(tǒng)。大系統(tǒng)一般指負(fù)責(zé)車站公共區(qū)空調(diào)通風(fēng)的那一套系統(tǒng)，它擔(dān)負(fù)著控制公共區(qū)域濕度、溫度的重要職責(zé)。車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)大系統(tǒng)一般使用一次回風(fēng)全空氣技術(shù)。組合式空調(diào)器、空調(diào)新風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥以及消聲器等是一次回風(fēng)全空氣系統(tǒng)的主要組成分。一般通過室外空氣溫度，焓值的變化來控制回排風(fēng)機(jī)與組合式空調(diào)的運(yùn)行模式。

大系統(tǒng)的布置形式，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)站而言，主要是采用雙端送風(fēng)，即在站廳層兩端的環(huán)控機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置組合式空調(diào)器和回排風(fēng)機(jī)，通過風(fēng)管將處理好的空氣送到公共區(qū)。有時(shí)根據(jù)車站的特點(diǎn)也可以采用單端送風(fēng)的形式，即在車站的一端（主要是設(shè)備小端，此時(shí)環(huán)控機(jī)房挨著公共區(qū)）布置兩臺(tái)組合式空調(diào)器，這種布置特別適合設(shè)備區(qū)帶長(zhǎng)通道的車站。

（3）車站小系統(tǒng)。車站小系統(tǒng)針對(duì)設(shè)備區(qū)房間而言的，根據(jù)設(shè)備區(qū)房間功能以及對(duì)溫濕度要求的不同而將其劃成不同系統(tǒng)。車站小系統(tǒng)的排風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)組等設(shè)備集中于通風(fēng)空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，為實(shí)現(xiàn)小系統(tǒng)風(fēng)管距離短、尺寸小以及阻力小的目標(biāo)，在土建配合階段就要考慮好小系統(tǒng)房間的布置，盡可能使同一個(gè)系統(tǒng)的房間布置在一條直線上，或者同一片區(qū)域。

（4）車站水系統(tǒng)及備用系統(tǒng)。地鐵車站一般而言都不供暖，車站水系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是指冷水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。一般來講，空調(diào)冷凍水的回水溫度為12℃，供水溫度7℃。冷卻水的回水溫度為37℃，供水溫度為32℃。地鐵車站的冷源一般是通過設(shè)置冷卻塔來獲取空氣中的冷量，有時(shí)出于美觀和噪聲的考慮，地面沒有地方設(shè)置冷卻塔，會(huì)采用蒸發(fā)冷凝技術(shù)。車站設(shè)備管理用房的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)與公共區(qū)域的通風(fēng)系統(tǒng)共用冷源，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

車站備用系統(tǒng)主要是多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，其在主系統(tǒng)發(fā)生故障后啟用，備用系統(tǒng)與主系統(tǒng)的各類設(shè)計(jì)基本一致，具備較強(qiáng)的可靠性、實(shí)用性與安全性。車站定期安排檢修人員對(duì)備用系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，確保備用系統(tǒng)的程序、設(shè)備正常[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

新的發(fā)展形勢(shì)下做好地鐵建設(shè)工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。地鐵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞是評(píng)價(jià)一個(gè)地鐵車站設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要指標(biāo)。好的空調(diào)設(shè)計(jì)在保證空調(diào)效果的同時(shí)能使土建規(guī)模減小，運(yùn)行費(fèi)用降低。在進(jìn)行地鐵車站通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)：①要結(jié)合土建情況采用合適的系統(tǒng)形式。②在土建配合階段考慮好系統(tǒng)房間的布置，使管線盡可能短而直。③在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中要嚴(yán)格按照要求來進(jìn)行計(jì)算選型，選擇最合適的設(shè)備。地鐵車站設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡可能跟相關(guān)專家溝通交流，落實(shí)好他們的意見，這樣才能促進(jìn)車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作者的進(jìn)步，從而做好對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化工作。

[1]張 鯤.地鐵換乘車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)資源共享分析研究[J].制冷與空調(diào)（四川），2014（06）.

[2]韋邦政.建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及其施工技術(shù)運(yùn)用的探討[J].中外建筑，2015（07）.

[3]高慧翔，吳 煒，劉伊江.地鐵車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)負(fù)荷計(jì)算[J].暖通空調(diào)，2015（07）.

[4]鮮少華.杭州地鐵1，2號(hào)線車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較與分析[J].暖通空調(diào)，2014（04）.

[5]劉亞成，張吉禮，趙天怡.方形均速管流量系數(shù)影響因素?cái)?shù)值仿真研究[J].儀表技術(shù)與傳感器，2015，12：92～96.

[6]劉亞成，張吉禮，夏南琪.均速管流量計(jì)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展分析[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2016，03：47～51.

[7]劉亞成.基于CFD仿真的均速管流量計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[D].大連理工大學(xué)，2015.

U231

A

2095-2066（2016）36-0252-02

2016-12-12

劉亞成（1990-），男，湖南岳陽(yáng)人，助理設(shè)計(jì)師，碩士，從事暖通設(shè)計(jì)工作。