付　凱（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司　北京　102600）

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高架站非典型公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)研究

付凱
（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司北京102600）

【摘要】由于天津地鐵6號(hào)線新外環(huán)東路站公共區(qū)外立面無法滿足傳統(tǒng)的高架站公共區(qū)自然通風(fēng)以及自然排煙的要求，運(yùn)用天正暖通軟件進(jìn)行公共區(qū)的逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算，并選取了兩種通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)模式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定合理、節(jié)能、高效的系統(tǒng)模式，對(duì)以后的工程實(shí)踐有一定的指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】高架站；公共區(qū)；通風(fēng)空調(diào)；系統(tǒng)模式

作者（通訊作者）簡介：付凱（1983.05-），男，工學(xué)碩士，工程師，E-mail：fk16@qq.com

0　引言

公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分。在正常運(yùn)營期間為乘客提供“過渡性舒適”的候車和乘車環(huán)境、為軌道交通工作人員提供舒適的工作環(huán)境、為設(shè)備正常安全運(yùn)行提供所需的運(yùn)行環(huán)境；當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能迅速切換到事故通風(fēng)模式，如火災(zāi)時(shí)能迅速排除煙氣、為乘客提供新鮮空氣并引導(dǎo)乘客向安全區(qū)疏散。

高架車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)各地的技術(shù)要求可分為兩種模式。一種是站廳、站臺(tái)公共區(qū)均采用自然通風(fēng)；另外一種是站廳層公共區(qū)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，并在站廳通向站臺(tái)的樓扶梯口處以及出入口處均設(shè)置空氣幕；站臺(tái)公共區(qū)不設(shè)空調(diào)系統(tǒng)，但考慮當(dāng)?shù)剀壍澜煌ǖ奶攸c(diǎn)，可以在站臺(tái)層設(shè)置空調(diào)等候室，并在公共區(qū)范圍設(shè)置若干局部通風(fēng)設(shè)備。第一種模式是比較常見的，例如：成都地鐵2號(hào)線林家大堰站。但是有些車站受到外立面裝修或者當(dāng)?shù)貧夂驐l件的限制無法滿足自然通風(fēng)以及自然排煙的要求，需要設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)以及機(jī)械排煙系統(tǒng)，例如本文著重介紹的天津地鐵6號(hào)線新外環(huán)東路站。

1　高架站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1工程概況

天津地鐵6號(hào)線新外環(huán)東路站為地面高架車站，位于金鐘路與澤然路交叉口，采用5m側(cè)式站臺(tái)。根據(jù)業(yè)主要求該站需上蓋物業(yè)開發(fā)，且毗鄰南側(cè)高層居民區(qū)，公共區(qū)南側(cè)外墻無法開啟足夠面積的自然窗，因此本站公共區(qū)需要設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)以及機(jī)械排煙系統(tǒng)。

1.2主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1室外空氣計(jì)算參數(shù)

夏季空調(diào)室外空氣計(jì)算干球溫度：33.4℃；

夏季空調(diào)室外空氣計(jì)算濕球溫度：26.9℃；

夏季通風(fēng)室外空氣計(jì)算干球溫度：29℃；

冬季采暖室外空氣計(jì)算干球溫度：-9℃。

1.2.2室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)

站廳空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)：干球溫度：≤30℃；相對(duì)濕度：45%～65%。

1.3公共區(qū)空調(diào)負(fù)荷主要組成部分

（1）公共區(qū)內(nèi)、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)引起的冷熱負(fù)荷；

（2）公共區(qū)人員引起的冷熱負(fù)荷以及濕負(fù)荷；

（3）公共區(qū)設(shè)備發(fā)熱引起的冷熱負(fù)荷；

（4）公共區(qū)照明引起的冷熱負(fù)荷；

（5）公共區(qū)與外界通過門窗、樓扶梯引起的滲透負(fù)荷。

1.4公共區(qū)空調(diào)負(fù)荷計(jì)算

根據(jù)國家規(guī)范要求地面建筑施工圖階段空調(diào)負(fù)荷需進(jìn)行逐時(shí)計(jì)算，本站設(shè)計(jì)采用天正暖通軟件中的負(fù)荷計(jì)算模塊通過提取建筑圖中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）中天津所在氣候分區(qū)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的強(qiáng)制性要求統(tǒng)一修改軟件中的默認(rèn)數(shù)值。其余部分負(fù)荷設(shè)置參看圖1～5。尤其需要注意的是站廳公共區(qū)客流需采用空調(diào)系統(tǒng)計(jì)算客流，并乘以高峰小時(shí)系數(shù)。

圖1　照明負(fù)荷程序設(shè)置Fig.1 The lighting load application Settings

圖2　設(shè)備發(fā)熱程序設(shè)置Fig.2 The equipment heat application Settings

圖3　人員負(fù)荷程序設(shè)置Fig.3 The personnel load application Settings

圖4　門窗滲透負(fù)荷程序設(shè)置Fig.4 The doors and Windows infiltration load application Settings

圖5　通往站臺(tái)的樓扶梯引起的滲透負(fù)荷程序設(shè)置Fig.5 The application Settings about the load caused by seepage from the platform floor escalator

通過軟件匯總各部分的逐時(shí)負(fù)荷可以得出站廳公共區(qū)逐時(shí)負(fù)荷，如圖6所示。選取冷負(fù)荷以及濕負(fù)荷最大時(shí)刻的數(shù)值作為下面空調(diào)方案比選的依據(jù)。圖中所示濕負(fù)荷主要是人體以及滲透引起的，因此各個(gè)時(shí)刻數(shù)值都是一致的。從圖中還可以發(fā)現(xiàn)總冷負(fù)荷發(fā)生在晚高峰時(shí)，大小為289kW。

圖6　運(yùn)營時(shí)段站廳公共區(qū)空調(diào)負(fù)荷曲線圖Fig.6 The air conditioning load curve of the standing hall’s public area in the operating hours

1.5公共區(qū)空調(diào)形式比選

本站公共區(qū)空調(diào)形式方案一選取全空氣空調(diào)末端+風(fēng)冷熱泵機(jī)組系統(tǒng)，方案二選取變頻多聯(lián)機(jī)組+新風(fēng)處理機(jī)組系統(tǒng)。下面將從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)節(jié)能性兩方面進(jìn)行分析比較，從而確定適應(yīng)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的空調(diào)方案。

1.5.1技術(shù)方案分析

（1）方案一技術(shù)分析

方案一末端設(shè)備采用柜式空調(diào)器+回排風(fēng)機(jī)，送風(fēng)溫差選取10℃，最小新風(fēng)量按30m3/h·人計(jì)算，具體計(jì)算結(jié)果以及各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)如表1～2所示。

表1　方案一空氣處理過程各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)Table 1 The each state point parameter of the scheme NO.1’s air handling process

表2　方案一風(fēng)量計(jì)算結(jié)果Table 2 The air volume calculation results of the scheme NO.1

（2）方案二技術(shù)分析

方案二采用變頻多聯(lián)空調(diào)機(jī)組+新風(fēng)處理機(jī)組，具體計(jì)算結(jié)果以及各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)如表3～4所示。

1.5.2經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)天津全年室外溫度情況，4～10月份啟動(dòng)冷源系統(tǒng)，1、2、3、11、12月份室外溫度低于5.8℃采用室外冷風(fēng)直接排除室內(nèi)余熱。天津電費(fèi)按0.76 元/kWh，每天按18小時(shí)計(jì)算。

（1）方案一具體分析結(jié)果如表5所示。

表3　方案二新風(fēng)處理過程各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)Table 3 The each state point parameter of the scheme NO.2’s air handling process

表4　方案二變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果Table 4 The calculation results of the NO.2's VRV air conditioning system

年運(yùn)行費(fèi)用：

耗電費(fèi)用=（80+20+15+11+3）×7×18×30×0.76 =37.1萬元。

（2）方案二具體分析結(jié)果如表6所示。

表6　方案二設(shè)備費(fèi)用Table 6 The equipment cost of the the scheme NO.2

年運(yùn)行費(fèi)用：

耗電費(fèi)用=（101.3+16.8）×7×18×30×0.76=33.9萬元。

2　結(jié)論

通過技術(shù)性分析可以看出兩種方案都可以滿足公共區(qū)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)，給旅客提供一個(gè)“過渡性舒適”的候車和乘車環(huán)境。但是從經(jīng)濟(jì)性比較可以看出采用變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備初投資比全空氣系統(tǒng)大。同時(shí)，在運(yùn)行費(fèi)用方面由于天津地區(qū)過渡季節(jié)氣候接近公共區(qū)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)，因此全空氣系統(tǒng)在空調(diào)季的運(yùn)行費(fèi)用略高于變頻多聯(lián)系統(tǒng)，但是如果在其他地區(qū)需要考慮過渡季節(jié)的通風(fēng)空調(diào)控制策略，則全空氣系統(tǒng)在運(yùn)行費(fèi)用方面會(huì)有一定的優(yōu)勢(shì)。綜上所述，天津地鐵6號(hào)線新外環(huán)東路站站廳公共區(qū)空調(diào)系統(tǒng)推薦采用方案二。

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Ventilation and Air Conditioning System Research on the Atypical Public Area of the Elevated Station

Fu Kai
( China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co., Ltd, Beijing, 102600 )

【Abstract】Due to the public area’s outside elevation of the new outer ring east road station in the Tianjin metro line 6 cann’t meet the traditional natural ventilation and natural smoke exhaust in the public area, so we used the Thvac software to calculate the hourly load of public area, and then selected the two ventilation and air conditioning system model to compare from the technical and economy, at last determined a reasonable, energy saving, high efficiency system model, at the same time the paper has a certain guiding role for the future engineering practice.

【Keywords】Elevated station; Public area; HVAC; System model

中圖分類號(hào)TU831.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)：1671-6612（2016）01-057-04

收稿日期：2015-04-27