昆明地鐵4 號(hào)線某車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉軍云 馬軍玲 趙玲玲

1 中國(guó)中鐵二院昆明勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司

2 成都華豐工程勘察設(shè)計(jì)有限公司昆明分公司

3 昆明星宇人力資源信息咨詢服務(wù)有限公司

地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是地鐵工程的重要組成部分。合理設(shè)置地鐵車站的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，可以為乘客和地鐵工作人員提供舒適的溫、濕度環(huán)境，保證設(shè)備正常運(yùn)行的工作條件，還能降低地鐵運(yùn)行的能耗，以及火災(zāi)發(fā)生時(shí)，保證乘客安全疏散。

本文以昆明地鐵4 號(hào)線某車站為例，對(duì)車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1 工程概況

本站為昆明市軌道交通4 號(hào)線工程第8 座車站，車站為地下四層16 m 島式站臺(tái)車站，車站總長(zhǎng)345 m，車站標(biāo)準(zhǔn)段寬度為25.7 m。車站主體建筑面積為36600 m2。車站附屬建筑面積為7220 m2。與2 號(hào)線通道換乘，與5 號(hào)線同站臺(tái)換乘。車站共設(shè)置3 個(gè)出入口，四組低風(fēng)亭。

2 區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)

車站兩端左右線的出站端設(shè)置一條活塞風(fēng)道以及相應(yīng)的風(fēng)井（每個(gè)面積不小于25 m2，共2 個(gè)），車站兩端對(duì)應(yīng)于每一條隧道各設(shè)置一臺(tái)可正反向隧道風(fēng)機(jī)（共4 臺(tái)）和相應(yīng)的風(fēng)閥。其中車站A 端（小里程端）設(shè)置2 臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)，車站B 端（大里程端）設(shè)置2 臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)前后設(shè)變徑管和消聲器，所有設(shè)備均設(shè)置在車站兩端的隧道風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)，采用水平臥式安裝。設(shè)備布置既可滿足兩臺(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)。隧道通風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)風(fēng)機(jī)的啟停及風(fēng)閥的轉(zhuǎn)換，按正常、阻塞、火災(zāi)等三種工況運(yùn)行。

車站 B 端（大里程端）地下三層和四層聯(lián)絡(luò)線分別設(shè)置2 臺(tái)可正反向射流風(fēng)機(jī)，采用水平臥式安裝。射流風(fēng)機(jī)協(xié)同隧道風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)隧道通風(fēng)系統(tǒng)模式。

3 車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

3.1 車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（大系統(tǒng)）

昆明屬于溫和地區(qū)，氣候條件優(yōu)良，車站公共區(qū)不設(shè)置空氣調(diào)節(jié)設(shè)備，室外新風(fēng)經(jīng)過(guò)濾、除塵后直接送至室內(nèi)。通風(fēng)大系統(tǒng)送風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)采用人員新風(fēng)量和車站排除余熱所需風(fēng)量二者中的最大值。車站公共區(qū)室內(nèi)通風(fēng)設(shè)計(jì)溫度為：夏季≤28℃，冬季≥12℃。車站公共區(qū)人員新風(fēng)量根據(jù)遠(yuǎn)期早高峰客流按≥30 m3/(人·h)進(jìn)行計(jì)算。

車站大系統(tǒng)采用變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)由送風(fēng)機(jī)以及相關(guān)的輔助設(shè)備組成，設(shè)備分別設(shè)置于A、B 兩端環(huán)控機(jī)房?jī)?nèi)，各負(fù)擔(dān)半個(gè)車站的負(fù)荷。

車站公共區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)采用機(jī)械送風(fēng)，自然排風(fēng)的通風(fēng)方式，機(jī)械送風(fēng)機(jī)根據(jù)公共區(qū)溫度傳感器及CO2濃度傳感器數(shù)據(jù)控制變頻運(yùn)行，排風(fēng)由車站出入口及安全門上方空間自然排風(fēng)。當(dāng)公共區(qū)溫度較低且CO2濃度不超標(biāo)時(shí)可關(guān)閉機(jī)械送風(fēng)機(jī)，利用列車活塞效應(yīng)對(duì)公共區(qū)進(jìn)行通風(fēng)排熱?；馂?zāi)時(shí)，大系統(tǒng)管路兼做排煙管路，通過(guò)開(kāi)啟單獨(dú)設(shè)置的排煙風(fēng)機(jī)及各防煙分區(qū)排煙管路上的閥門切換，對(duì)著火區(qū)進(jìn)行排煙。

本站站廳、站臺(tái)公共區(qū)通風(fēng)計(jì)算總顯熱負(fù)荷為624.34 kW，總送風(fēng)量計(jì)算值為310000 m3//h。車站兩端的通風(fēng)空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)各設(shè)置1 臺(tái)送風(fēng)機(jī) FAF-A01（170200 m3/h）、F AF-B01（170200 m3/h）負(fù)擔(dān)整個(gè)車站公共區(qū)。車站大系統(tǒng)原理圖詳圖1。

圖1 大系統(tǒng)原理圖

3.2 車站設(shè)備及管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（小系統(tǒng)）

設(shè)備及管理用房根據(jù)功能的不同采用通風(fēng)系統(tǒng)+變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)室外溫濕度環(huán)境變化進(jìn)行小新風(fēng)空調(diào)、全新風(fēng)空調(diào)、全通風(fēng)工況運(yùn)行。部分排風(fēng)管兼做火災(zāi)時(shí)排煙管路。

根據(jù)各設(shè)備管理用房的不同使用功能要求及建筑布局情況，本站共設(shè)置7 類小系統(tǒng)。具體室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)詳表1[1]。

表1 房間分類及室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)表

多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置原則為：車站設(shè)備房集中端設(shè)置2 套獨(dú)立室外機(jī)，車站控制室、信號(hào)設(shè)備室（含電源室）、通信設(shè)備室（含電源室）、綜合監(jiān)控設(shè)備室、民用通信設(shè)備室、變電所控制室、站臺(tái)門控制室等房間設(shè)置偶數(shù)臺(tái)室內(nèi)機(jī)，分別連接至2 套獨(dú)立室外機(jī)滿足不利情況下滿足室內(nèi)50%冷負(fù)荷。

4 防排煙系統(tǒng)

全線車站、區(qū)間隧道、換乘站及相鄰區(qū)間按同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生一處火災(zāi)考慮[1]。

1）車站公共區(qū)

火災(zāi)時(shí)排煙系統(tǒng)與平時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)共用管路，排煙風(fēng)機(jī)單獨(dú)設(shè)置。站廳公共區(qū)共分為4 個(gè)防煙分區(qū)。地下三層和地下四層站臺(tái)公共區(qū)分別劃分為2 個(gè)防煙分區(qū)?；馂?zāi)時(shí)，根據(jù)統(tǒng)一的火災(zāi)運(yùn)行模式，通過(guò)控制通風(fēng)管路上風(fēng)閥的開(kāi)閉，以達(dá)到疏散人員、迅速排煙目的。

2）設(shè)備及管理用房

①設(shè)備及管理用房區(qū)面積超過(guò)200 m2的空調(diào)機(jī)房、同一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)非氣體滅火保護(hù)的設(shè)備及管理用房的總面積超過(guò)200 m2或及單個(gè)面積超過(guò)50 m2且經(jīng)常有人停留的房間、超過(guò)20 m 的封閉內(nèi)走道設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施[1-2]。排煙系統(tǒng)與平時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)共用管路，末端通風(fēng)閥門進(jìn)行切換。

②不滿足自然通風(fēng)條件的樓梯間分別獨(dú)立設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)，加壓送風(fēng)機(jī)對(duì)樓梯間進(jìn)行加壓送風(fēng)，并設(shè)自力式泄壓閥（串聯(lián)防火閥），樓梯間內(nèi)機(jī)械加壓送風(fēng)防煙系統(tǒng)的余壓值整定為40～50 Pa，前室內(nèi)余壓值整定為25～30 Pa。

③設(shè)有氣體滅火系統(tǒng)的設(shè)備用房，設(shè)置氣滅后通風(fēng)系統(tǒng)，并與平時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)合用。平時(shí)用于房間內(nèi)的通風(fēng)排熱，氣滅后排除室內(nèi)廢氣。

5 運(yùn)行模式

5.1 正常運(yùn)行模式

1）隧道風(fēng)系統(tǒng)

地鐵正常運(yùn)營(yíng)時(shí)段內(nèi)，始終保持活塞風(fēng)閥開(kāi)啟。

2）大系統(tǒng)

本站采用可變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)，根據(jù)車站段隧道感溫光纖實(shí)測(cè)溫度及車站公共區(qū)實(shí)測(cè)平均溫度和 CO2濃度，按送風(fēng)機(jī)工頻、變頻、停機(jī)等工況運(yùn)行，為避免工況頻繁轉(zhuǎn)換，每種工況連續(xù)運(yùn)行不應(yīng)小于1h（可調(diào)）。正常運(yùn)行時(shí)，兩端系統(tǒng)應(yīng)采用相同工況。當(dāng)室內(nèi)溫度20≤Tn≤28℃，風(fēng)機(jī)在此溫度區(qū)間線性變頻運(yùn)行。當(dāng)站內(nèi)溫度Tn＜20℃時(shí)，關(guān)停送風(fēng)機(jī)，利用活塞效應(yīng)對(duì)車站公共區(qū)通風(fēng)。

3）小系統(tǒng)

根據(jù)室外新風(fēng)焓值按三種工況運(yùn)行：室外空氣焓值大于空調(diào)設(shè)備房間設(shè)計(jì)參數(shù)平均值的焓值（統(tǒng)一取為63.5 kJ/kg，可調(diào)）時(shí)，按小新風(fēng)空調(diào)工況運(yùn)行。室外空氣焓值小于室內(nèi)焓值且干球溫度大于17℃（可調(diào)）時(shí)，按全新風(fēng)空調(diào)工況運(yùn)行。小于17℃（可調(diào)）時(shí)按通風(fēng)工況運(yùn)行，通風(fēng)工況根據(jù)室內(nèi)的溫度變頻控制。為避免工況頻繁轉(zhuǎn)換，每種工況連續(xù)運(yùn)行不應(yīng)小于1 h（可調(diào)）。

5.2 火災(zāi)運(yùn)行模式

大、小系統(tǒng)不參與任何火災(zāi)工況下防、排煙動(dòng)作的設(shè)備以及多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備在火災(zāi)工況下原則上按非消防負(fù)荷統(tǒng)一切除。公共區(qū)火災(zāi)工況下按工藝模式組織防排煙。車站公共區(qū)采用站廳層按防煙分區(qū)、站臺(tái)層通排設(shè)計(jì)原則。當(dāng)站廳層發(fā)生火災(zāi)時(shí)，運(yùn)行火災(zāi)防煙分區(qū)所在端排煙風(fēng)機(jī)及閥門，關(guān)閉非火災(zāi)防煙分區(qū)排煙支管上的閥門，僅對(duì)發(fā)生火災(zāi)的防煙分區(qū)排煙，車站內(nèi)人員迎著新風(fēng)方向從車站出入口向地面疏散。當(dāng)站臺(tái)層發(fā)生火災(zāi)時(shí)，利用站臺(tái)層排煙系統(tǒng)排煙，運(yùn)行排煙風(fēng)機(jī) SEF-A01、S EF-B01，同時(shí)按照預(yù)定模式開(kāi)啟隧道風(fēng)機(jī)進(jìn)行輔助排煙，確保站廳到站臺(tái)的樓梯和扶梯口處具有不小于1.5 m/s 的向下氣流，站內(nèi)人員迎著新風(fēng)方向從站臺(tái)經(jīng)站廳疏散至地面?；馂?zāi)工況協(xié)同動(dòng)作原則見(jiàn)表2。

表2 車站各子系統(tǒng)火災(zāi)工況協(xié)同動(dòng)作關(guān)系表

氣體滅火系統(tǒng)保護(hù)房間發(fā)生火災(zāi)時(shí)，服務(wù)于氣體滅火系統(tǒng)保護(hù)房間的防煙防火閥受氣體滅火系統(tǒng)的控制電動(dòng)關(guān)閉，房間進(jìn)行氣體滅火。人工確認(rèn)滅火完畢以后，由氣體滅火系統(tǒng)電動(dòng)打開(kāi)服務(wù)于氣體滅火系統(tǒng)保護(hù)房間的防煙防火閥，執(zhí)行排氣模式。人工確認(rèn)排氣完成后恢復(fù)正常模式。

6 結(jié)語(yǔ)

本站已于2020 年9 月正式運(yùn)營(yíng)，運(yùn)行狀況良好。