廣州地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　廣州地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　簡介： 隨著廣州地鐵一號(hào)線于1997年的開通，地鐵的客運(yùn)量大、速度快、安全準(zhǔn)點(diǎn)以及舒適的特點(diǎn)日益顯現(xiàn)出來，并迅速得到了廣大市民的歡迎，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在番禺和花縣撤市改區(qū)后，市政府及地鐵總公司為實(shí)現(xiàn)廣州現(xiàn)代化大都市的目標(biāo)，以及盡快形成地鐵網(wǎng)絡(luò)，完善廣州市的交通網(wǎng)絡(luò)，將在今后的幾年里迅速發(fā)展地鐵二號(hào)線以及三號(hào)線，以至更多線路。筆者有幸參

2、加了一號(hào)線的設(shè)計(jì)工作，在二號(hào)線工程中又參加了新港東站的設(shè)計(jì)，本文就新港東站的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題與大家進(jìn)行探討，供參考。</p><p>　　關(guān)鍵字：通風(fēng)空調(diào) 地鐵 冷負(fù)荷 </p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著廣州地鐵一號(hào)線于1997年的開通，地鐵的客運(yùn)量大、速度快、安全準(zhǔn)點(diǎn)以及舒適的特點(diǎn)日益顯現(xiàn)出來，并迅速得

3、到了廣大市民的歡迎，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在番禺和花縣撤市改區(qū)后，市政府及地鐵總公司為實(shí)現(xiàn)廣州現(xiàn)代化大都市的目標(biāo)，以及盡快形成地鐵網(wǎng)絡(luò)，完善廣州市的交通網(wǎng)絡(luò)，將在今后的幾年里迅速發(fā)展地鐵二號(hào)線以及三號(hào)線，以至更多線路。筆者有幸參加了一號(hào)線的設(shè)計(jì)工作，在二號(hào)線工程中又參加了新港東站的設(shè)計(jì)，本文就新港東站的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題與大家進(jìn)行探討，供參考。</p><p><b>　　一、工程概述 <

4、;/b></p><p>　　廣州市地下鐵道二號(hào)線首期工程全程約23.245km，南起于琶洲站，北終于江夏站，共設(shè)20個(gè)車站。新港東站是首期工程中第二個(gè)車站，編號(hào)為202，位于華南快速大道東側(cè)新港東路中心，東側(cè)為琶洲站，西側(cè)為磨碟沙站，附近有廣州會(huì)展中心和廣州博覽中心等大型建筑。車站總長度206.2m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度16.5m，為單層明挖側(cè)式站臺(tái)的地下車站，站臺(tái)在軌道兩側(cè)縱向布置，站廳為服務(wù)及中轉(zhuǎn)區(qū)域，設(shè)在南北

5、兩側(cè)中部，站臺(tái)邊緣設(shè)置屏蔽門與軌道隔開。由于軌道將車站分割為南北兩側(cè)，因此南北兩側(cè)均設(shè)環(huán)控機(jī)房及設(shè)備管理用房。車站東端隧道風(fēng)亭及排風(fēng)亭設(shè)于車站東端南北兩側(cè)，西端隧道風(fēng)亭及排風(fēng)亭，車站中部新風(fēng)亭及排風(fēng)亭結(jié)合出入口設(shè)于中部南北兩側(cè)，本車站南北兩側(cè)各有六個(gè)風(fēng)亭。整個(gè)車站呈一個(gè)古字“車”形。車站總布置詳見附圖1。</p><p>　　根據(jù)隧道通風(fēng)系統(tǒng)的要求，在車站兩端布置相應(yīng)的隧道通風(fēng)設(shè)備。根據(jù)地鐵運(yùn)營環(huán)境要求，在車站站

6、廳站臺(tái)的公共區(qū)部分設(shè)置通風(fēng)空調(diào)和防排煙系統(tǒng)，正常運(yùn)行時(shí)為乘客提供過渡性舒適環(huán)境，事故狀態(tài)時(shí)迅速組織排除煙氣(簡稱大系統(tǒng))。根據(jù)地鐵設(shè)備管理用房的工藝要求和運(yùn)營管理要求設(shè)置通風(fēng)空調(diào)和防排煙系統(tǒng)，正常運(yùn)行時(shí)為運(yùn)營管理人員提供舒適的工作環(huán)境和為設(shè)備正常工作提供必需的運(yùn)行環(huán)境，事故狀態(tài)時(shí)迅速組織排除煙氣(簡稱小系統(tǒng))。</p><p>　　地鐵二號(hào)線采用集中供冷站負(fù)責(zé)向各車站提供冷凍水，全線設(shè)四個(gè)集中供冷站，新港東站由赤

7、沙供冷站負(fù)責(zé)。各車站設(shè)計(jì)單位只負(fù)責(zé)本站內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)，集中供冷站由總體負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。</p><p>　　二、車站室內(nèi)外設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)原則 </p><p>　　車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)按站臺(tái)設(shè)置屏蔽門系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　地鐵內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或事故時(shí)，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)為乘客和消防人員提供新鮮空氣，迅速排除煙氣、為乘客撤離現(xiàn)場(chǎng)創(chuàng)造條件。事故或火災(zāi)按區(qū)間隧道、站廳站臺(tái)同時(shí)只有一處發(fā)生

8、考慮。</p><p>　　1.廣州市地鐵空調(diào)室外計(jì)算干球溫度按《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》，應(yīng)是近20年夏季地下鐵道晚高峰負(fù)荷時(shí)平均每年不保證30h的干球溫度（第6.2.6條）。由于我國地鐵工程起步較晚，這方面的氣象資料不全，因此采用《空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》中歷年平均每年不保證50h的干球溫度為33.5℃減1℃，為32.5℃，相應(yīng)的濕球溫度為26.9℃，都較《空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定低。 </p><p>

9、;　　2.地鐵車站空調(diào)為舒適性空調(diào)，地鐵二號(hào)線車站內(nèi)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)：站廳集散廳采用２９℃，站臺(tái)２７℃，相對(duì)濕度均為45～65％。 </p><p>　　需空調(diào)的管理，設(shè)備用房： t=27℃ф=45～65％</p><p>　　只需通風(fēng)的管理，設(shè)備用房：t≤35℃ф=45～65％</p><p>　　區(qū)間隧道：正常運(yùn)行：t≤35℃</p><p>

10、;　　阻塞運(yùn)行：t≤40℃</p><p>　　3.人員最小新風(fēng)量：由于地鐵工程為地下工程，空氣質(zhì)量較室外差，</p><p>　　因此人員的新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)就顯得尤為重要，按照《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.2.９條的規(guī)定，并考慮到廣州市的具體情況，站廳站臺(tái)空調(diào)季節(jié)采用每個(gè)乘客按不小于１２.６m3/h.人，且新風(fēng)量不小于系統(tǒng)總風(fēng)量的１５％；非空調(diào)季節(jié)每個(gè)乘客按不小于３０m3/h.人，且換氣次數(shù)大于5

11、次/h；設(shè)備管理用房人員新風(fēng)量按不小于３０m3/h.人，且不小于系統(tǒng)總風(fēng)量的１0％。</p><p>　　4.各種噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)：正常運(yùn)行時(shí)，站廳、站臺(tái)公共區(qū)不大于70 dB（A）；地面風(fēng)亭白天≤70 d B（A），夜間≤55 d B（A）；環(huán)控機(jī)房≤90d B（A）；管理用房（工作室及休息室）≤60d B（A）。</p><p><b>　　三、車站冷負(fù)荷計(jì)算</b>

12、</p><p>　　由于采用屏蔽門系統(tǒng)，車站內(nèi)公共區(qū)散熱量已不含列車驅(qū)動(dòng)設(shè)備發(fā)熱量、列車空調(diào)設(shè)備及機(jī)械設(shè)備發(fā)熱量，僅有站內(nèi)人員散熱量、照明及設(shè)備散熱量、站臺(tái)內(nèi)外溫差傳熱量、滲透風(fēng)帶入的熱量。與一號(hào)線相比，少了列車和隧道活塞風(fēng)對(duì)車站的影響，冷負(fù)荷大為減少，系統(tǒng)的復(fù)雜程度也隨之下降。</p><p>　　站內(nèi)人員散熱量：按27℃時(shí)輕勞動(dòng)時(shí)的顯熱量52W，潛熱量129W計(jì)。關(guān)鍵是車站內(nèi)計(jì)算人員

13、數(shù)量的確定，根據(jù)資料及一些數(shù)據(jù)，上車客流在車站停留時(shí)間為4分鐘，其中集散廳停留1.5分鐘，站臺(tái)停留2.5分鐘。下車客流車站停留時(shí)間為3分鐘，集散廳、站臺(tái)各停留1.5分鐘。因此按照車站2029年夏季晚高峰的設(shè)計(jì)客流可計(jì)算出站廳站臺(tái)的計(jì)算人員數(shù)量。 </p><p>　　照明及設(shè)備散熱量：照明設(shè)備、廣告燈箱、自動(dòng)扶梯、導(dǎo)向牌指示牌以及售(檢)票機(jī)等的散熱量可由工藝專業(yè)給出。 </p><p>

14、　　滲透風(fēng)帶入的熱量：此部分熱量最大，對(duì)車站總冷負(fù)荷的影響亦最大。根據(jù)新港東站建筑的特點(diǎn)，此部分分為出入口滲透風(fēng)和屏蔽門開啟時(shí)的滲透風(fēng)，其中以屏蔽門開啟時(shí)的滲透風(fēng)最大。車站出入口的滲透風(fēng)按200W/m2（斷面面積計(jì)算），屏蔽門漏風(fēng)量按每站36000m3/h計(jì)。 </p><p>　　散濕量：分為人員散濕量、結(jié)構(gòu)壁面散濕量和滲透風(fēng)帶入的散濕量。人員散濕量按27℃時(shí)輕勞動(dòng)時(shí)的散濕量193g/h；車站側(cè)墻、頂板、底板散

15、濕量1--2g/m2.h；滲透風(fēng)的濕負(fù)荷按下式計(jì)算：Ws=1/1000(dw-dn)ρL(g/kg)。 </p><p>　　根據(jù)區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)要求，車站兩端對(duì)應(yīng)于每一條隧道設(shè)置一臺(tái)可反風(fēng)隧道風(fēng)機(jī)（共4臺(tái)）和相應(yīng)的風(fēng)閥。風(fēng)機(jī)風(fēng)量為60m3/s，分別設(shè)置在東、西兩端南北兩側(cè)的隧道通風(fēng)機(jī)房內(nèi)，采用臥式安裝。根據(jù)系統(tǒng)要求隧道風(fēng)機(jī)布置既可滿足兩端的兩臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，又可以相互備用或同時(shí)向同一側(cè)隧道送風(fēng)或排風(fēng)。在隧道

16、風(fēng)機(jī)旁留有有效面積不小于16m2的旁通道，保證正常運(yùn)行時(shí)活塞風(fēng)的進(jìn)出。旁通道、隧道風(fēng)機(jī)上設(shè)有組合式風(fēng)閥，通過風(fēng)閥的轉(zhuǎn)換滿足正常、阻塞、火災(zāi)工況的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　四、車站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（小系統(tǒng)）</p><p>　　第一類房間采用空氣—水（風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)）系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)盤管設(shè)于室內(nèi)吊頂天花內(nèi)，風(fēng)機(jī)盤管回水管上設(shè)溫控水電動(dòng)雙位式二通閥，溫控操作器均設(shè)于房間進(jìn)門墻上便于操作處，

17、可以根據(jù)室內(nèi)實(shí)際使用情況對(duì)風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行手動(dòng)溫度控制和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速三檔調(diào)節(jié)。新風(fēng)由設(shè)于環(huán)控機(jī)房的新風(fēng)柜機(jī)通過風(fēng)管和防火閥送入室內(nèi)；排風(fēng)采用風(fēng)管和防火閥接至各自排風(fēng)機(jī)處。 </p><p>　　第二類房間采用全空氣系統(tǒng)。設(shè)置空調(diào)柜機(jī)送風(fēng)和回排風(fēng)機(jī)回排風(fēng)，風(fēng)管采用一般鍍鋅鋼板風(fēng)管。為方便氣體滅火時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)行，在進(jìn)入各房間上的支管上均設(shè)置手動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)防火閥。 </p><p>　　第三類房間采

18、用全通風(fēng)系統(tǒng)。采用送、排風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管和防火閥對(duì)上述各房間進(jìn)行通風(fēng)換氣。 </p><p>　　走廊排煙系統(tǒng)。長度超過20米的封閉內(nèi)走道須設(shè)置排煙系統(tǒng)，設(shè)置專用排煙風(fēng)機(jī)，風(fēng)管采用δ=12mm厚耐火2小時(shí)、不含石棉的Promatect—N纖維增強(qiáng)耐火材料平板自撐式風(fēng)管，如保全板等。 </p><p><b>　　五、車站水系統(tǒng)</b></p><p&g

19、t;　　本站大系統(tǒng)的水系統(tǒng)歸赤沙集中供冷站供冷范圍，通過敷設(shè)在隧道中的冷凍水管輸送冷凍水至車站大系統(tǒng)的未端設(shè)備，車站接管管徑為DN125，車站內(nèi)水系統(tǒng)采用異程式，在供水管上設(shè)置平衡閥和流量計(jì)以平衡管路阻力，調(diào)節(jié)流量。由于是集中供冷系統(tǒng)，為減少流量，降低投資，采用大溫差系統(tǒng)，供回水溫度為7.5/16.5℃。</p><p>　　小系統(tǒng)的冷源結(jié)合中部南側(cè)風(fēng)亭設(shè)置兩臺(tái)135kW風(fēng)冷整裝式冷水機(jī)組，提供車站設(shè)備管理用房空

20、調(diào)冷凍水。水管沿新風(fēng)道進(jìn)入車站環(huán)控機(jī)房內(nèi)的冷凍水泵房，再分送至末端。冷凍水系統(tǒng)采用變流量系統(tǒng)，末端設(shè)備回水管上設(shè)電動(dòng)二通閥，通過回風(fēng)溫度調(diào)節(jié)水量，在集水器和分水器間設(shè)置壓差旁通閥調(diào)節(jié)水系統(tǒng)的壓力。供回水溫度為7/12℃.</p><p><b>　　六、車站防排煙設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》第12.4.3條的規(guī)定，每個(gè)防煙分區(qū)的建筑面積不

21、超過750m2。車站站廳站臺(tái)排煙量按防煙分區(qū)每分鐘每平方米建筑面積1m3計(jì)算，排煙設(shè)備按同時(shí)排除二個(gè)防煙分區(qū)煙量配置。新港東站公共區(qū)南北兩側(cè)各有1500 m2,劃分四個(gè)防煙分區(qū)，排煙設(shè)備風(fēng)量為1500m3/min，乘以1.2的安全系數(shù)，最后分別在南北兩側(cè)環(huán)控機(jī)房內(nèi)各設(shè)一臺(tái)排煙量為108000m3/s的排煙風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)可在280℃高溫下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)半小時(shí)。站廳的送風(fēng)管上設(shè)置手動(dòng)70℃防火閥，排風(fēng)管上設(shè)置手動(dòng)280℃防火閥。當(dāng)站臺(tái)層發(fā)生火災(zāi)時(shí)，

22、送風(fēng)停止，關(guān)閉回/排風(fēng)機(jī)，開啟排煙風(fēng)機(jī)利用站臺(tái)的回/排風(fēng)管進(jìn)行排煙，保證站臺(tái)與出入口間的樓梯、扶梯內(nèi)向下的迎面風(fēng)速不小于1.5m/s，同時(shí)站臺(tái)層的屏蔽門也打開，區(qū)間隧道風(fēng)機(jī)（TVF）或車站隧道風(fēng)機(jī)（TEF）開啟協(xié)助排煙。</p><p>　　一般車站設(shè)備管理用房火災(zāi)設(shè)計(jì)，在《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》中并未說明，最后參照《高規(guī)》中的規(guī)定：面積超過50m2（《高規(guī)》中是100m2）,且人員較多，可燃物較多的房間需要排煙；長

23、度超過20m的內(nèi)走道需設(shè)排煙設(shè)備；衛(wèi)生間、垃圾間等按不發(fā)生火災(zāi)進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　車站設(shè)備管理用房的第一類和第三類房間中面積未超過50m2，且人員和可燃物也不多的房間不需排煙，所以僅在各房間的送、排風(fēng)支管上設(shè)置手動(dòng)防火閥，火災(zāi)時(shí)易熔片熔斷從而閘斷風(fēng)管；面積超過50m2的房間按每分鐘每平方米建筑面積1m3計(jì)算排煙量。第二類房間由于是受“煙烙盡”氣體消防系統(tǒng)保護(hù)，因而只排氣而不需排煙；在所有這類房間的送、

24、排風(fēng)支管上均設(shè)置電動(dòng)防火閥，火災(zāi)時(shí)，接受電信號(hào)關(guān)閉電動(dòng)防火閥，停止所有送、排風(fēng)系統(tǒng)，火災(zāi)撲滅后打開火災(zāi)房間的送、排風(fēng)支管上電動(dòng)防火閥的進(jìn)行排毒。在噴灑和排毒時(shí)，同時(shí)也關(guān)閉其他未發(fā)生火災(zāi)房間的送、排風(fēng)口，以防止毒氣蔓延，并保證毒氣盡快排清。長度超過20m的內(nèi)走道設(shè)置專用排煙設(shè)備，排煙口距最不利排煙點(diǎn)不超過30米。</p><p>　　七、車站控制模式設(shè)計(jì) </p><p>　　通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)控

25、制由中央控制(OCC)、車站控制和就地控制三級(jí)組成。中央控制(OCC)在控制中心，是以中央監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和車站設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)地鐵二號(hào)線全線的通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，向車站下達(dá)各種運(yùn)行模式指令或執(zhí)行預(yù)定運(yùn)行模式。車站控制設(shè)置在車站控制室，對(duì)車站和所管轄區(qū)的各種通風(fēng)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，向中央控制系統(tǒng)傳送信息，并執(zhí)行中央控制室下達(dá)的各項(xiàng)命令?；馂?zāi)發(fā)生和在控制中心授權(quán)的條件下，車站控制室作為車站指揮中心，根據(jù)實(shí)際情況將有關(guān)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

26、轉(zhuǎn)入災(zāi)害模式運(yùn)行。就地控制設(shè)置在各車站環(huán)控電控室，具有單臺(tái)設(shè)備就地控制和模式控制功能，便于各設(shè)備及子系統(tǒng)調(diào)試、檢查和維修。就地控制具有優(yōu)先權(quán)；現(xiàn)場(chǎng)操作按鈕設(shè)于設(shè)備旁便于操作處，滿足單臺(tái)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、檢查和維修。 </p><p><b>　　八、結(jié)束語</b></p><p>　　地鐵工程是個(gè)龐大而復(fù)雜的工程，其有著較多與一般民用建筑不同的特點(diǎn)。廣州地鐵二號(hào)線又與一

27、號(hào)線有著不同：首先，一號(hào)線采用開式設(shè)計(jì)，而二號(hào)線采用屏蔽門設(shè)計(jì)，因此車站冷負(fù)荷顯著降低，設(shè)備減少，空間減少；其次，一號(hào)線空調(diào)采用各站設(shè)置冷凍站，而二號(hào)線采用集中供冷站，這樣亦可減少每個(gè)車站的設(shè)備占用空間，同時(shí)由于集中設(shè)置，在沿線就不會(huì)出現(xiàn)一號(hào)線那樣的許多冷卻塔，影響城市景觀，但由于廣州市地處華南沿海炎熱潮濕地區(qū)，地下水位較高，一個(gè)集中供冷站平均供應(yīng)四個(gè)車站冷凍水，最遠(yuǎn)的車站距離有將近3公里，冷凍水管在隧道中一來一回約有7、8公里長，保溫

28、問題就顯得特別突出，另外幾個(gè)車站的冷凍水流量分配也存在一定的問題，這些都要在設(shè)計(jì)中予以高度的重視。</p><p>　　筆者在參加兩次地鐵通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)當(dāng)中，最大的體會(huì)是：地鐵工程是個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，牽涉到的方方面面特別多，牽一發(fā)而動(dòng)全局，協(xié)調(diào)工作必須做好，否則將會(huì)做很多的“無用功”；另外就是總體的安排要合理，不能出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工混凝土都要澆注，而預(yù)埋的管線還未定位，因?yàn)樵O(shè)備未定，機(jī)電施工圖未出的情況。</p&g