地铁车站空调通风设计浅谈

 摘要】通过对地铁车站环控设计的总结，以某些车站设计难点为例，提出了几种解决方法，供广大工程人员参考 。 

　　【关键词】空调通风设计；区间隧道系统；活塞机械风孔 　　 

　　城市轨道交通建设在我国正处在快速发展阶段，我国北京、上海、广州、南京、重庆、深圳、天津、苏州、沈阳、杭州等城市都已经或正在修建了多条地铁项目。以上海地铁为例，截止2010年4月20日，上海轨道交通线网已开通运营11条线、266座车站，运营里程达410公里。 

　　在地铁车站中，环控专业的机房（冷冻机房，空调机房，区间风机房等）占地面积最大，对整个车站布局亦是影响最大；笔者有幸从事地铁环控设计多年，参与了国内上海、天津、成都、苏州、福州等地十多个地铁车站环控的设计，在此对地铁车站环控设计中碰到的一些问题进行总结，希望环控设计人员对能有所帮助。 

　　1 因地制宜 

　　在地铁环控设计中，由于地面条件的限制， 风井的设置是个老大难问题，只有在满足工艺的条件下，结合土建条件，合理的进行环控设计，这样才能有效地减少投资费用，正所谓“因地制宜”就是这个意思。 

　　下面以上海10号线航华新村站为例加以说明：在地铁内，TVF风机主要作用是列车阻塞在区间隧道时，向阻塞区间提供一定的通风量，藉以保证列车空调的正常运行，维持车内乘客可以接受的热环境；在区间隧道或站内发生火灾事故时，火灾区域有足够的排烟能力，控制烟流方向，同时补充必要的新风，以利乘客撤离和消防人员工作。事故通风按区间隧道、站厅或站台同时只有一处发生火灾事故设计。地铁车站本身的控烟原理基本同一般的地下公共建筑，而地下区间则采用纵向控制烟气流动的方式，即根据火灾的位置，采用一端车站向区间送风、另一端车站排烟的形式，形成区间高于2m/s的纵向气流，将烟气控制在火源的一侧，使另一侧疏散区域处于新风区。因此，车站通常在其两端与区间连接处设置活塞风井与区间隧道通风系统，当区间发生火灾时，这样的设置可将烟气控制在区间范围内，对车站基本不产生影响。 

　　航华新村站是个标准的两层车站，但由于土建的限制，在布置大轴线端活塞机械系统时遇到了不小的难题。起初考虑采用常规布置方法，设置双活塞风井，以及常规的TVS/DZ－Ⅱ1~ TVS/DZ－Ⅱ7七扇阀门用来满足区间系统通风排烟的要求。但由于土建限制，活塞机械风井只能开在车站主体范围内（即只能在车站主体范围内设置风井），这样风井拉不到主体之外，就对区间风机的布置造成了很大的困难。能不能逆向思维，做个不一样的区间布置呢？笔者决定突破常规的做法，把两台TVF风机逆向布置，TVF-Ⅱ1对着上行线，TVF-Ⅱ2对着下行线;在上行线和下行线顶板处各开一个活塞机械风孔。上行线相邻区间发生火灾时，开启TVF-Ⅱ1风机，烟气就经过TVF-Ⅱ1风机及一系列阀门，最终经由开在下行线顶板上的活塞机械风孔，排除地面。反之如果下行线相邻区间发生火灾，开启TVF-Ⅱ2风机，烟气就经过TVF-Ⅱ2风机及一系列阀门，最终经由开在上行线顶板上的活塞机械风孔，排除地面。这样布置，其实是利用了技术要求中“按区间隧道内，站台层、站厅层同时只有一处发生火灾进行设计”这一条，由于同时只考虑一处火灾，所以这种布置是可行的。如果需要开两台TVF风机对上行线或下行线进行送风或排风，则利用TVF风机可以逆转的特性，把其中一台风机逆转运行，并联对上行线或下行线进行送排风，同样可以满足事故工况的要求；具体平面布置图可以见（图一）。 

　　通过这样布置，只是比常规区间通风系统布置多了一扇风阀，同样可以满足系统对TVF风机布置的要求；常规布置的话区间机房面积大约为450m2（包括风道，风井），采用此方案的话区间风机房仅需要350m2（包括风道，风井），在土建规模上节省下很多空间，减少了很多的工程量，在经济上达到了节约投资的目的，风井对周边环境的影响也做到了最小，经济和社会效益都达到了双赢，对于类似的地铁车站也有参考价值。 

　　2 巧用空间：在地铁设计中，由于占地面积巨大，如何合理有效的利用空间(空间不仅指平面上，亦是指高度上说)进行设备布置就是个大难题。 

　　上海地铁10号线虹梅路大轴线处由于该处是地铁车站通风空调大小系统机房所在，按常规做法，布置设备如图二所示，这样的布置可以满足环控专业的工艺要求。但建筑专业由于消防需要，需要在40~43轴左右设置逃生通道，这样就给环控专业设计带来了不小的难题，在经过反复考虑，仔细研究之后，笔者采用了如图三所示的布置图，同前一个方案相比，本方案不同之处在于新风道、排风道、回排风室下面做了个逃生通道，新风道、排风道、回排风室高3150mm，逃生通道高2400mm，组合式空调器改为了上进风，亦可达到要求；本方案最大特点是充分利用了层高5700mm的优势。 　 

　　总结下来，后者方案能很好的解决了逃生通道的问题，避免建筑专业另外设置一个通道，从而使得本方案达到节省土建投资规模目的，经济上节约了投资，建筑方案也不用再扩大规模了。 

　　3 就近原则：在地铁设计中，末端到风井的距离应尽可能的短，这样负荷的损失也会相应的减少。 

　　3.1 在天津地铁3号线昆明路中， 排热风道的布置一般如下：上行线，下行线的排热风道均接入排热风室，在中板位置开个集中风孔，通过对内消声器，排热风机，对外消声器排出室外。 

　　由于昆明路站是个侧式车站，布置形式有所不同，通常有2种做法：1通常侧式车站做法是上下行线各自设置排热风室，再在中板开设2个孔，如图四所示。2.还有种做法就是如图五所示，上下行线的上排热，下排热风道均在中板上设置风阀，直接接到风道中，这样排热风机就可以直接对这4个阀门进行控制。 　 

　　方案二比方案一优点在于：1.上排热风道可以减少弯头，减少了局部阻力，土建上仅仅需要多开2个孔在中板上；2排热风机亦可以直接对上下排热道进行控制，方便了系统操作。 

　　3.2 出入口和内通道排烟的设置，根据地铁规范相应的技术要求”连续长度>60m的地下通道和出入口通道设置机械排烟”；上海轨道交通4号线南浦大桥站1号口连续长度大于60米，根据技术要求应设置机械排烟。 

　　根据出入口建筑布置的特点，解决方法有2个:方法1，站内设置专用排烟风机，管路上设置防火阀，风口，火灾时烟气通过风管，排烟风机，通过排风井排至室外；具体可以详见附图六；方法2：在出入口设置一平台，利用平台的高度，设置排烟风机，同样火灾时烟气通过风管，排烟风机，通过排风井排至室外；详见附图七。  

　　方法2比方法1的优势在于：1出入口火灾时烟气不用蔓延到站厅，不会对站厅内的人数众多的客流产生危害；2，节省了机房的空间，节约了经济投资。 

　　就近布置的好处是显而易见的，如可以减小输送能耗损失，减小管路，设备投资，相应的设备耗电量也小了。 

　　由于地铁车站形式多种多样，有两层、三层甚至四层以上的；有的分为带变电所和不带变电所的；有分为侧式车站，岛式车站的；有按换乘形式划分分为换乘车站和普通车站的；有按线路划分分为标准车站和带配线的车站的;也有分为带开发和不带开发的车站的。由于环控专业的用房在整个地铁车站中占较大的比例，如何有效的利用空间（包括平面和高度）来实现环控系统的作用，成了一个比较大的问题。以上总结的只是笔者在设计过程中碰到的一些问题以及相应的解决办法，这些解决办法主要是为了能在满足环控工艺的前提下，尽可能节省建筑空间，从而达到减小初投资和工艺方面双赢的目的，希望能够对同行设计人员有参考帮助之用。 

　　参考文献 

　　[1]赵荣义， 范存养， 薛殿华， 等. 空气调节[M]. 中国建筑工业出版社， 1994. 

　　[2]北京建筑设计研究总院. GB50157-2003地铁设计规范[M]. 中国计划出版社 2003. 

　　[3]陆耀庆. 实用供热空调设计手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社， 1993.