合肥地鐵三號線習友路站通風空調系統設計分析

潘俊生 （合肥市市政設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230041）

0 前言

截至2019年底，合肥已有3條線路開通運營，線路總長度為89.54km。地鐵作為城市重要的交通工具，具有綠色、舒適及快捷的特點。地鐵通風空調系統能保證地鐵內部空氣環境的空氣質量、溫度、濕度、氣流組織、氣流速度、壓力變化和噪聲等均能滿足人員的生理及心理條件要求和設備正常運轉。本文就合肥三號線習友路站通風空調系統設計進行分析和總結，旨在為類似工程設計提供參考。

1 工程概況

習友路站位于翡翠路與習友路交口，呈南北布置，是合肥三號線第7個車站，地下兩層島式車站，其中地下一層為站廳層，地下二層為站臺層，車站總長196.6m，總寬20.9m，站臺計算長度120m,有效站臺寬度12m。站廳層公共區面積1883m2，站臺層公共區面積1276m2。

車站通風空調的組成

地鐵通風空調系統與民用建筑有很大區別，它是由多個系統構成的復合系統，車站通風空調系統的組成具體見下圖。

2 車站通風空調系統設計

2.1 區間隧道通風系統

車站兩端對應每一條隧道設置1臺可逆轉運行的隧道風機(共4臺)每臺風機風量60m3/s，全壓1kPa和相應的風閥，分別設置在隧道風機房內。每端2臺隧道風機亦可通過風閥的轉換，并聯運作或相互備用，以滿足車站相鄰區間隧道正常工況、阻塞工況通風排熱或火災工況時的排煙要求。

2.2 車站隧道通風系統

車站兩端排熱風道內分別設置1臺排熱風機，每臺風機的排風量為45m3/s,全壓為950Pa。車站隧道內設軌頂及站臺板下排風道，對應列車的各個發熱點設置排風口，通過車站隧道排熱風機排風。軌頂、站臺板下排風道均采用土建式風道，通過集中排熱風室把軌底與軌頂的排風道連起來，通過風閥的開度調節軌頂排風為60%，軌底排風為40%。排熱風機和全封閉站臺門外軌頂排熱風道連通，通過風閥轉換，與TVF通風系統聯合運作以實現區間隧道正常工況，阻塞工況通風排熱和火災工況時排煙功能。站臺車軌區發生火災時，該系統通過上排熱風口排除軌區煙氣。

該部分很重要，要重視，設計中主要注意事項：

①一定要保證活塞風道的通暢，活塞風道的面積（活塞風經過的風道都要保證，不要忽視設備對于風道的遮擋）；

②上排熱風道接站臺排熱風室，此處往往在中板下都有“人”字縱梁下翻，若有條件，上排熱風道不接入排熱風室，在中板頂出至排熱風道，實在不能避免建議此處梁局部上翻或全上翻；

③保證隧道風機及排熱風機的運輸路徑，同時，平面圖紙中隧道風機的左右式建議在圖紙中要做明顯標記，三號線其他車站就出現隧道風機左右式裝反了，導致返工。

2.3 車站公共區通風空調系統（大系統）

公共區通風空調系統采用變風量全空氣系統，站廳層兩端通風空調機房分別布置1臺組合式空調器（KT-A1,B1，風量 58100m3/h，冷量 345kW）和 1臺回排風機（HPF-A1,B1，風量51500m3/h）。每端各布置1臺小新風機（XXF-A1,B1，風量 6800m3/h）以滿足小新風工況下人員的新風量要求，氣流組織方式采用上送上回。組合式空調器和回風排風機均采用變頻控制，減小能源消耗。同時采用焓值控制可實現隨負荷變化進行自動調節，空調按季節運行，在過渡季充分利用室外新風"免費供冷"。

A號出入口通道長度超過60m，設置降溫空調及機械排煙措施。出入口設置8臺風機盤管（FP-A1～A8，單臺冷量8.15kW)，設置1臺排煙風機(PY-A2，風量23000m3/h)。

B號出入口通道長度超過60m，設置降溫空調及機械排煙措施。出入口設置8臺風機盤管（FP-B1～B8，單臺冷量8.15kW)，設置1臺排煙風機(PY-B2，風量23000m3/h)。

站廳層公共區為1個防煙分區，面積為1750m2，站臺層公共區為1個防煙分區，面積為950m2，兩端通風空調機房各設置1臺專用排煙風機(PY-A1、B1，風量89000m3/h)。

站廳層發生火災時，車站兩端小新風機、組合式空調器、回排風機均關閉，排煙風機(PY-A1,B1)啟動，站廳層回排風兼排煙風管上的電動閥全開，站臺層回排風兼排煙風管上電動閥關閉，兩臺排煙風同時啟動進行站廳公共區排煙，補風由出入口進入。

站臺層發生火災時，車站兩端小新風機、組合式空調器、回排風機均關閉，排煙風機(PY-A1,B1)啟動，站臺層回排風兼排煙風管上的電動閥全開，站廳層回排風兼排煙風管上電動閥關閉，2臺排煙風機同時啟動對站臺公共區排煙，補風由出入口通過中板樓扶梯開孔進入。此時打開站臺門首尾兩道門，對應隧道風機打開，輔助站臺排煙。為保證公共區樓梯向下氣流速度不小于1.5m/s，所需排煙量為68m3/s。

A號出入口發出火災時，車站兩端小新風機、組合式空調器、回排風機均關閉，對應的排煙風機(PY-A2)啟動，補風由出入口進入；B號出入口發出火災時：車站兩端小新風機、組合式空調器、回排風機均關閉，對應的排煙風機(PY-B2)啟動，補風由出入口進入。

大系統設計過程中注意事項：

①新、排風道的布置要合理；

②通風空調機房的布置最好能方正，減少建設規模，擴大有效使用面積，機房的進深一般至少需要13m，保證組合式空調器的接管以及檢修空間；

③站廳層公共區氣流組織采用兩送兩回風管布置的車站，公共區距設備區第一跨柱子頂板梁應上翻，避免送/回排風管交叉布置時風管最低底標高不滿足裝修要求；站臺層公共區送/回排風管在布置的時候要考慮公共區樓扶梯的孔邊梁的寬度和高度，避免發生風管底標高與公共區裝修最低標高的沖突。

2.4 車站設備與管理用房通風空調系統（小系統）

設備區空調通風系統的主要是控制設備用房內的空氣溫濕度、風速，保證房間內相關設備的正常運行。同時為管理用房內的工作人員提供舒適、健康的室內環境。

火災工況下，系統需配合多數設備用房自動滅火系統的滅火、換氣程序要求，進行滅火時的悶氣、滅火后換氣的功能要求。其余系統必要時對所承擔房間或走道進行火災時的排煙。

本站共設4個空調系統K1～K4，6個通風系統T1～T6，4個多聯空調系統。

該部分設計過程中應注意：

①設備及管理用房按照系統的劃分要合理，一般空調系統按照強電系統房間、弱電系統房間、人員管理房間來劃分。房間布置時提醒建筑專業按照類別集中布置，減少管線交叉；

②設備區集中端（大端）過道的排煙風管要布置在過道管線最上面且排煙風口布置在過道管線檢修處，必要時排煙口風管側邊安裝；

③衛生間以及污水泵房的通風單獨設系統，建議加大衛生間和污水泵房的換氣次數。

2.5 車站通風空調水系統（水系統）

車站公共區冷負荷628kW，A出入口冷負荷為60kW，B出入口冷負荷為60kW，設備與管理用房冷負荷329kW，總冷負荷1078kW，選用2臺單機制冷539kW水冷螺桿式機組。

本車站輸配系統與三號線其他車站冷凍機房設置不一樣，是合肥市地鐵車站中第一個采用模塊化集成化空調系統，將冷凍水泵、冷卻水泵、水處理儀器、真空脫氣模塊、加藥模塊、控制箱等進行模塊化設計。

上表為模塊化集成空調系統與傳統機房輸配系統的比較。

雖不能簡單的橫向比較，但能做到機房建筑面積的集約化利用，節省的投資非常可觀。模塊化集成空調可以做到高度標準化、裝配化、工廠化、智能化，一方面可以減少機房占地面積，另一方面通過優化管路減少運行能耗。合肥作為科技之都，后期必將迎來地鐵車站的大數據控制。

該部分設計過程中注意事項：

①冷凍機房位置應靠近負荷中心，但應避免設置在變電所的正上方，地面冷卻塔盡量靠近冷凍機房；

②冷卻塔布置滿足規范和環評報告的防噪要求；

③冷水機組布置時要保證拔管的檢修空間。

3 結論

地鐵是一個復雜而龐大的系統工程，其周期長、反復性大，對接專業多。地鐵通風空調系統設計的好壞是車站質量檢驗的重要指標之一，設計過程中要考慮全面，減少建設規模，降低運營能耗，減少施工過程中的返工。