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地铁车站通风空调系统优化设计探讨
地铁车站通风空调系统优化设计探讨
第25卷第3期
2011年6月
制冷与空调
RefrigerationandAirConditioning
,01.25NO.3
Jun.2011.232~238
文章编号:
1671.6612(2011)03.232.07
【摘要】
地铁车站通风空调系统优化设计探讨
【关键词】
中图分类号
张发勇
(中铁二院工程集团有限责任公司成都610031)
以缩小地铁车站规模,减少工程投资为出发点,在满足地铁车站通风空调系统基本功能的前提下,
通过对地铁隧道通风系统和空调水系统遇到的设计问题进行总结,提出优化设计方案供设计参考.
隧道通风系统可通过设置单活塞风井来压缩车站规模,减少活塞风亭对车站周围环境的影响.同
时特殊区段的隧道通风系统,可在充分了解地铁隧道通风系统原理的基础上优化系统设计,降低
车站土建规模,避免对重要场合周围建筑景观的影响.地铁车站空调水系统可以选择设置集中冷
站和采用新型制冷设备等方式来减小冷水机房的面积.
地铁车站;通风空调;优化设计
TU834文献标识码B
ResearchonOptimizedDesignoftheHVACSysteminSubwayStation
ZhangFayong
(ChinaRailwayERYUANEngineeringGroupCo.,Ltd,Chengdu,610031)
[Abstract]Basingonthepurposeofreducingthebuildingscaleandinvestmentontheconstructionofsubwayandmeeting
withthebasicdemandofventilationandair-conditioningsysteminthesubwaystation,thispaperpresentssomeoptimizedschemes
fordesignertorefertobymeansofgeneralizingtheissuesofthetunnelventilationsystem,air-conditioningwatersystemetcinthe
progressofdesign.Singlepistonshaftcanbeappliedinoptimizedtunnelventilationsystemtoreducethescaleofsubwaystation
andtheinfluenceuponthesurroundingenvironment.Meanwhile,astheparticularoccasionsareconcerned,thetunnelventilation
systemcanbeoptimizedthoughcompleteunderstandingtheprincipleofthesystem,whichwillreducethescaleofsubwaystation
andtheinfluenceontheimportantarchitecturelandscape.Theareaofair-conditioningcoolingwaterengineroomonthesubway
stationcanbereducedbyapplyingintegratecoolingstationandnewcoolingequipment.
[Keywords]Subwaystation;Ventilation&Air?
conditioning;Optimizeddesign
0引言
城市轨道交通作为城市中重要的交通工具,具
有舒适,快捷等特点.随着我国国民经济的发展与
城市化水平的不断提高,越来越多的城市开始建设
并拥有地铁.地铁通风空调系统设备庞大,其布置
方案的合理与否直接影响车站的建筑规模.地铁车
站一般分为公共区和设备区,通风空调系统是占用
机房最多的机电系统,根据系统形式的不同,通常
占用设备管理用房面积的l/2~1/3.如何在满足系
统功能的前提下,减少通风空调系统占用的设备用
作者简介:
张发勇(1979一),男,工学硕士,工程师.
收稿日期:
2010-12—02
房面积,减小车站土建规模,降低地铁投资一直是
地铁设计者的努力方向.
以缩小地铁车站规模为出发点,在满足系统基
本功能的前提下,本文通过对实际设计过程遇到的
问题进行总结,提出设计方案供设计参考.
1车站隧道通风系统优化设计方案
目前上海,广州,深圳,成都等城市设计的地
铁都采用了屏蔽门(PlatformScreenDoor,PSD)
系统,很多采用开式或闭式系统的车站也加装了屏
第25卷第3期张发勇:
地铁车站通风空调系统优化设计探讨?
233?
蔽门.屏蔽门系统的设置可以有效防止乘客有意或
无意跌入轨道,减小噪声及活塞风对站台候车乘客
的影响,改善了乘客候车环境的舒适度,具有节能,
安全,美观等特点,在地铁中的应用越来越广泛.
屏蔽门系统的应用使隧道与车站分隔开来,不
仅减小了车站公共区空调负荷,对隧道通风系统的
形式与运行效果也产生了影响.
1.1单活塞风井方案
图1双活塞风井隧道通风系统原理图
Fig.1Schematicdiagramoftunnelventilationwith
doublepistonshaft
图2单活塞风井隧道通风系统原理图
Fig.2Schematicdiagramoftunnelventilationwithsingle
pistonshaft
地铁隧道通风系统最常用的系统模式是在车
站两端分别设置两个活塞风井(简称"双活塞风井
方案",其系统原理图如图1所示).目前在国内
部分城市的地铁隧道通风系统设计中,已经将隧道
风机兼作车站车行区排热风机(U/O风机),同时
取消进站端的活塞风道,这样车站每端只设进风
亭,排风亭,活塞风亭各一座(简称"单活塞风井
方案",其系统原理图如图2所示).该隧道通风
系统方案尤其适合于设置了屏蔽门系统的岛式地
铁车站.与传统的双活塞风井相比较(设备布置如
图3,图4所示),单活塞风井方案可以减少风道
面积,缩短车站长度,节省土建投资,地面的风亭
数量相应地减少两个,降低风亭对车站地面周围景
观的影响,改善了周边环境,同时亦可以减少与规
划部门的协调和地面建筑物的征地,拆迁问题.
图3采用双活塞风井的车站设备布置图
Fig.3Equipmentlay-outdrawingofsubwaystationwith
doublepistonshaft
l,活塞凡井.1:
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图4采用单活塞风井的车站设备布置图
Fig.4Equipmentlay-outdrawingofsubwaystationwith
singlepistonshaft
通常,隧道火灾事故疏散方案很多都是发生火
灾事故时仅需对发生火灾的区间隧道进行通风,排
烟,相邻的非事故隧道作为消防人员和相关救援人
?
234?
制冷与空调2011正
员进入的通道,不需进行机械通风,故车站每端并
联的TVF风机不存在一台送风而另一台排风的工
况.同样,阻塞工况则完全满足地铁隧道通风系统
运行要求,可以达到对列车发热的有效控制.由此
可见,采用"单风井方案"对于空调通风系统阻塞
工况,火灾工况没有影响,仅会影响正常工况下区
问隧道的空气温度,湿度及换气次数.
地铁车站的活塞风井通风换气作用主要靠列
车运行时产生的活塞风来实现,车站活塞风井内的
气流状态表现为车站与其前后区间隧道内的列车
活塞效应以及U/O风机共同作用的结果,列车行
车对数对活塞风井内的气流流动状态影响较大.
通过分析不同的运行列车对数的车站活塞风
井气流状态L2J,可以发现,非高峰时段,列车进站
时活塞风井的主要作用是出风,列车出站时活塞风
井的主要作用是进风.远期高峰时段,车站前后区
间隧道均存在列车运行的情形比较常见,这样车站
前后活塞风井内气流的流动就会受到多列车产生
的活塞风共同作用,"双活塞风井方案"与"单活
塞风井方案"的活塞风井绝大部分时间是进风,此
时隧道内的排风主要靠U/0风机实现.在小交路
应用"单活塞风井方案"高峰时段的通风换气效
果则与"双活塞风井方案"没有大的差别.处于小
交路的地铁车站都位于城市的繁华地段,减少一座
地铁活塞风亭,可以在一定程度上降低对地铁周边
环境的影响.?
根据我们对国内某一在建的地铁线路应用地
铁环境模拟计算程序SES进行模拟计算l2J,两种方
案的通风效果相差不明显,"单活塞风井方案"与
"双风井方案"相比,地铁隧道通过活塞风井与室
外交换的风量略小,采用"单活塞风井方案"的地
铁隧道所有区段的平均温度介于26.6~34.9~C之
间,均未超过40.0~C,满足《地铁设计规范
(GB50157—2003)的相关规定.
1-2特殊区段隧道通风系统解决方案
《地铁设计规范》(GB50157--2003)(以下
简称《地铁规范》)第12.2.1条规定:
"地铁隧道
正常通风应采用活塞通风,当活塞通风不能满足排
除余热要求或布置活塞通风道有困难时,应设置机
械通风系统."通常而言,地铁车站设置活塞风亭
主要有以下几个方面的作用:
第一,利用列车的活
塞风效应,实现隧道内外空气温度的热交换以达到
消除隧道内余热的目的;第二,减缓列车驶入车站
时活塞风对车站屏蔽门的冲击;第三,事故工况时,
实现地铁隧道机械通风,排烟的通道.因此,对于
地下车站而言,活塞风井设置的最佳位置应在车站
的端部,为保证活塞风效果,活塞风道长度一般不
宜超过25m.但是在实际工程中,往往会遇到在地
铁车站端部不能设置有效的活塞风井的情形.
图5某大型站房乌瞰图
Fig.5Overlookoftheparticularhugerailwaystation
近年来,在大型综合交通枢纽的设计建设过程
中,"零换乘"的设计理念已深入到越来越多的工
程项目中.笔者有幸参与某大型综合交通枢纽工程
设计建设,负责国铁站房以及站房下方的大型地铁
换乘车站的通风空调设计工作.该枢纽是一座集铁
路,城市轨道,城市道路交通换乘功能于一体的现
代化大型交通枢纽地铁综合换乘车站.地铁车站位
于站房北侧,站位选择在铁路站房下方,如图5~
7所示,为1号线,4号线,5号线三线换乘车站,
南北走向的1,5号线位于主站房下方,与4号线
车站"T"型换乘,4号线东西走向设置于主站房
北侧,1,5号线为双岛四线同台换乘车站,三线
共用站厅位于地下二层.1,5号线车站总长
447.9m,为地下三层l5m宽岛式站台车站.4号线
车站总长169m,为地下四层14m宽岛式站台车站;
地下一层为国铁出站层,是国铁站场下架空层,设
5组楼扶梯直达地下二层地铁站厅层,站厅层公共
区面积为9703m,其中站厅南端公共区3,4号楼
梯与5号楼梯之间设一长通道与地下一层相连,长
通道面积为1825m,满足地铁与国铁及城市的客
流换乘;地下三,四层为1,4,5号线站台层及4
号线设备层.
第25卷第3期张发勇:
地铁车站通风空调系统优化设计探讨
国铁站房
图6某大型站房地铁车站纵剖面图
Fig.6Cross—sectiondrawnofsubwaystationbeneaththeparticularhugerailwaystat
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