某地铁终点站通风空调设计
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摘要：地铁终点车站公共区和设备管理用房规模相对较大，且经常带有物业开发。针对这些特点，本文从设计标准、通风井及机房方案配置、通风空调系统划分、系统形式及排烟设计等方面阐述了北方某地铁站的通风空调设计。
Abstract: the subway station public area and the equipment management use relatively large scale, and often has a property development. According to these characteristics, this paper, from the design criteria, the shaft and the engine room scheme configuration, ventilation and air conditioning system division, the system form and exhaust design, this paper describes the north a subway station ventilation and air conditioning design.
Key words: the subway terminal ventilation and air conditioning
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
地铁通风空调系统不仅为地铁乘客提供了比较舒适的乘车环境，也为各种设备运行提供良好条件，而且在火灾等紧急情况下还要兼作车站和区间的排烟系统以及阻塞区间的通风系统[1]，它对于地铁的正常运营和乘客的生命财产安全具有极其重要的作用。因此在设计中应根据不同的车站形式及当地的气候条件，尽量做到技术合理、安全可靠、经济实用。本文针对终点车站规模大、带有物业开发的特点，参照技术要求及相关规范[2][3][4]，介绍了某地铁站通风空调系统的设计情况。
1 车站概况
该站为北方某地铁线的终点站。车站为地下两层岛式车站，其中地下一层为站厅层，地下二层为站台层，车站公共区站厅2148.6 m2，站台1273 m2。站厅层设备管理用房面积较大，右端设备用房1654.6 m2，并设有降压变电所。车站总长470.0m，标准段总宽20.90m，站台有效长度为120m，站台宽12m，车站总建筑面积24318.60 m2。
2 设计标准
表1 主要设备及管理用房室内设计参数
房间名称参数 冬季 夏季 小时最小换气次数 通风空调方式
计算温度 计算温度 相对湿度 进风 排风
站长室、会议交接班室、更衣室等 16 27 ＜65% 6 6 空调
车站控制室、售票室、票务室 18 27 ＜40~60% 6 5 空调
变电所控制室、环控电控室 16 27 ―― ―― ―― 空调
通信设备室、信号设备室等 12 27 40～60 6 5 空调
变电所 ―― 36 ―― ―― ―― 冷风降温
卫生间 >5 ―― ―― ―― 10 排风
清扫间、备品库、气瓶室 ―― ―― ―― 自然进风 4 通风
污水泵房、废水泵房、消防泵房 5 ―― ―― 自然进风 4 通风
空调、冷冻机房 ―― ―― ―― 6 6 通风
夏季空调室外计算干球温度（晚高峰小时）：33.2 ℃
夏季空调室外计算湿球温度（晚高峰小时）：27.8℃
夏季通风室外计算干球温度：28.4 ℃
冬季通风室外计算干球温度：2.6 ℃
地下站厅夏季空调设计参数：干球温度≤29℃，相对湿度40% ～65%
站台夏季空调设计参数：干球温度≤28℃，相对湿度40% ～65%
车站公共区，空调季新风量按12.6m3/(h人)，且新风量不小于总风量的10%；非空调季节新风量30m3/h人，且换气次数不小于5次/h。设备及管理用房，空调季新风量按30m3/(h人)，且新风量不小于总风量的10%。
3 通风空调系统设计
3.1通风井和机房方案配置
车站通风井和空调机房的方案示意图如图1所示。本站采用双活塞通风系统；由于车站总长470m，共设置5组风井、4个空调机房及1个冷水机房。物业开发部分通风空调与车站分开，在物业开发区预留一空调机房和两组风井。车站部分除在两端分别设置一对新、排风井和空调机房外，还在右端设备用房区增设一对空调机房和一组风井，主要考虑右端设备用房通风量较大，通风管线布置密集，从而增设空调机房以便分流。
图1 车站通风井和机房配置方案
3.2冷负荷分布及冷源设置
表2 空调冷负荷分布
序号 系统 计算负荷（KW）
1 左端公共区空调系统 332
2 右端公共区空调系统 332
3 左端设备管理用房空调系统 76.7
4 右端设备用房空调系统 260.6
5 右端管理用房空调系统 82
6 右端变电所空调系统 213.4
车站冷水机房位于站厅层右端新、排风道的右侧。根据车站公共区空调冷负荷664kW，设备管理用房冷负荷为632.6kW，大小系统共用冷源，选择两台648kW的水冷螺杆式冷水机组。
冷冻水系统供水7℃，回水12℃；冷却水系统供水32℃，回水37℃。冷冻水系统采用一次泵系统，空调机组设置电动二通阀，分集水器间设置压差式旁通阀。冷冻水系统的定压、补水采用膨胀水箱。膨胀水箱和冷却塔设在地面以上。
3.3 通风空调系统划分
为保证整个车站及其两端隧道内具有良好的通风条件，共设计四套通风系统，分别为区间隧道通风系统，车站隧道通风系统，车站公共区通风空调系统及车站设备管理用房通风空调系统。
3.2.1 区间隧道通风系统
区间隧道通风系统为机械通风结合活塞通风，本站采用双活塞通风系统。车站两端对应于每一区间隧道各设一条区间活塞/事故风道，通过活塞/事故风阀与相对应的区间隧道连通。图2为站厅层右端隧道通风机房布置图。两台区间事故风机TVF-B1、TVF-B2别设置在两条活塞风道内，风机后设置与风机联动的事故风阀DM-B3和DM-B4。两条风道之间通过风阀DM-B7实现连通，通过开启和关闭不同的阀门，可以实现活塞通风工况，或者两台区间事故风机对同一区间隧道进行通风或排烟的工况。
图2 右端隧道通风机房布置图
3.2.2 车站隧道通风系统
在车站轨行区，设置列车顶和站台板下排风系统，以排除部分列车余热。在列车顶和站台下分别设置排风道，通过排热风室与排热风机相连通。车站排热系统与车站排风共用排风井。空调季节通过风阀的开度调节列车顶排风为总风量的60%，站台板下排风为总风量的40%。
正常工况时系统排除列车停站产热，与列车活塞通风共同保证区间隧道风量和温度达设计标准。站台公共区或车站轨行区火灾时还兼排烟作用，火灾时，屏蔽门两端活动门开启，排热风机进行排烟。
3.2.3 车站公共区通风空调系统
车站站厅和站台的公共区设置通风空调系统，本站采用一次回风全空气空调系统。本车站站台、站厅空调总风量为107924m3/h，在站厅层两端的通风空调机房内分别设置两台组合式空调机组各负担车站一半公共区的通风空调负荷。
公共区回排风管兼做排烟风管，回排风机和排烟风机单独设置。本站站厅层公共区2233m2，超过了2000m2，把站厅和站台公共区各划为两个防烟分区。每个环控机房各设一台排烟风机，分别担负公共区一半的排烟量。
3.2.4 设备管理用房通风空调系统
设备管理用房不同房间对通风空调系统的要求也不尽相同，如表1所示，人员房间和设备房间夏季空调温度设计值为27℃，而变电所的设计温度为36℃。其中人员房间和设备房间的使用时间也不同。所以应将人员房间、设备房间、和变电所分别设置空调系统。对于消防泵房、气瓶间等对于空气温湿度没有要求的房间，设置通风系统，满足换气次数要求。卫生间等容易散发异味的房间，只设置排风系统，满足换气次数，同时使房间处于负压状态。
图3 变电所一次回风处理过程
设备管理用房的空调系统也采用一次回风空调系统。变电所空调系统空气处理过程如图3所示。虽然回风温度为36℃，但是湿度较小，室外空气湿度较大，回风焓值依然小于室外空气焓值，回风是必要的。
4 小结
本文以北方某地铁终点站为例，从设计标准、通风井和机房的方案配置、通风空调系统划分、系统形式等方面阐述了该站的通风空调设计情况，研究结果对于地铁通风空调设计与研究具有一定的参考价值。
参考文献
[1] 地铁设计规范. GB50157 2003. 第一版. 北京：中国计划出版社，2009
[2] 人民防空工程设计防火规范. GB 50098- 2009. 第一版. 北京：中国计划出版社，2009
[3] 采暖通风与空气调节设计规范. GB50019-2003. 第一版. 北京：中国计划出版社，2003
[4] 建筑防火设计规范. GB50016-2006. 第1版. 北京：中国计划出版社，2006
郭庆慈男 1986.8
单位：中铁第五勘察设计院集团有限公司
研究方向：地铁通风空调
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。