樺南東站采暖通風空調(diào)設(shè)計分析

陳旭

（中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司東北分院，黑龍江 哈爾濱150006）

改革開放以來，中國鐵路取得了世界矚目的成就，路網(wǎng)規(guī)模快速擴大，高速鐵路里程占世界2/3 以上，運輸能力大幅提升，總體技術(shù)水平已步入世界先進行列，部分技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平，交通運輸?shù)闹饕?jīng)濟指標，例如鐵路客運量，貨運量，運輸密度等均居世界首位，并且配置鐵路發(fā)電站。然而，人們生活水平的不斷提高以及對舒適性的要求不斷提升，也導(dǎo)致建筑能耗的迅速增加。我國的建筑面積能耗是發(fā)達國家的2～3 倍。從供暖和冷卻的角度來看，全國建筑能耗每年約為1.3 億至1.8億噸標準煤，它給社會造成了巨大的能源負擔和嚴重的環(huán)境污染，已經(jīng)成為制約我國可持續(xù)發(fā)展的明顯問題。實施國家能源發(fā)展政策新時代，建設(shè)有效的資源節(jié)約型社會，堅持可持續(xù)能源戰(zhàn)略、節(jié)約能源、提高能源利用效率、減少環(huán)境污染，并繼續(xù)提高節(jié)能意識和資源意識。認識到在該地區(qū)的設(shè)計應(yīng)遵循可再生能源的原則，迫切需要不斷創(chuàng)新和設(shè)計更環(huán)保的供暖和通風解決方案。

本文針對樺南東站某站房，從多個方面研究最經(jīng)濟環(huán)保的采暖通風空調(diào)設(shè)計。

1 工程概況

本站房服務(wù)于牡丹江至佳木斯鐵路客運專線，總建筑面積2999.71m2。一樓建筑面積為2239.90m2，二樓建筑面積為759.81m2。一樓中部有候車室，左側(cè)為車站大樓、衛(wèi)生間、變電站等設(shè)備室，右側(cè)有售票處、售票處、消防部門和綜合控制室。在二樓的左側(cè)有信息配線室、空調(diào)室和更衣室，右側(cè)設(shè)置有辦公室，例如通信機房、信息機器室、空調(diào)室和消防水箱室。

表1 室外計算參數(shù)

表2 站房空調(diào)設(shè)計溫度

表3 站房圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)

2 主要設(shè)計特點

2.1 采暖系統(tǒng)設(shè)計

站房大樓采用中央供暖，風機盤管和低溫地面輻射采暖，回水溫度為55/45℃。候車室、售票處和商務(wù)候車室在冬季采用了低溫地板仿制供暖系統(tǒng)，并采用了中央空調(diào)系統(tǒng)作為輔助供暖系統(tǒng)。兩側(cè)輔助用房都采用了風機盤管加熱系統(tǒng)。辦公室衛(wèi)生間、儲水箱、樓梯等采用的電暖氣加熱。

室外計算參數(shù)及站房空調(diào)設(shè)計溫度見表1-2。

站房公共建筑體形系數(shù)為0.17，建筑窗墻比:東向為0.41，西向為0.39，南向為0.19，北向為0.07。站房圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)如表3 所示。

2.2 空調(diào)設(shè)計

候車廳和售票廳設(shè)置集中全空氣空調(diào)系統(tǒng)。辦公區(qū)、安檢值班室、檢補票室、客運值班室、公安值班室、間休室、進款室、票據(jù)室、售票室、信息值班室及自動售票機房等房間采用風機盤管空調(diào)系統(tǒng)。為滿足工藝要求的室內(nèi)溫度、濕度要求，通信機械室、信息機房、配線設(shè)備間設(shè)置不同規(guī)格的機房專用空調(diào)器，機房專用空調(diào)配套設(shè)置溫度自動控制器及復(fù)電復(fù)位功能。綜合監(jiān)控室和消防控制室設(shè)商用分體空調(diào)。

2.3 通風設(shè)計

自然通風的主要條件是風壓和熱壓。風壓不穩(wěn)定在許多情況下，是由于室外風速和風向變化的大波動而引起的。在外部風環(huán)境良好的地區(qū)，利用風壓促進建筑物中的室內(nèi)空氣流通并改善室內(nèi)空氣環(huán)境的質(zhì)量是非常重要又經(jīng)濟安全的手段。與風壓相比，熱壓相對穩(wěn)定。使用上升熱空氣的原理，在建筑物的頂部安裝排氣口，以排出臟的室內(nèi)空氣，并從建筑物的底部吸入新鮮的室外冷空氣。這通常被稱為“煙囪效應(yīng)”。排氣口的形狀對于煙囪效應(yīng)尤其重要。為了使熱壓差起作用，需要避免風口之間的前端壓差。在一些大中型城市中，經(jīng)常使用機械輔助自然通風系統(tǒng)將污染的外部空氣和各種聲音擋在屋外。如果要滿足房間的熱舒適性，則應(yīng)在夏季盡可能使用間歇性機械通風以減少能耗并改善房間的空氣質(zhì)量。因此在樺南東站房交互采用以下三種通風方式：

2.3.1 通信機械室、信息機房等電氣用房設(shè)置機械排風系統(tǒng)，作為發(fā)生火災(zāi)氣體滅火后的排風用。平時關(guān)閉，待氣體滅火后開啟排風機。排風機為消防供電，排風機在室內(nèi)、外便于操作的地點設(shè)置電氣開關(guān)。

2.3.2 候車廳兩側(cè)采用噴口側(cè)送風，夏季空氣由空調(diào)機組降溫后送至室內(nèi)，過渡季采用大風量全新風送風以消除室內(nèi)余熱，冬季關(guān)閉新風取風口，內(nèi)循環(huán)運行，新風由門窗開啟補充。

2.3.3 變電所設(shè)置帶溫控裝置機械排風、補風系統(tǒng)，補風量為排風量的80%，當室內(nèi)溫度達到38℃時溫控啟動閥開啟并聯(lián)動風機打開，當室內(nèi)溫度達到33℃時溫控啟動閥關(guān)閉并聯(lián)動風機關(guān)閉。

3 防、排煙系統(tǒng)設(shè)計

與辦公樓等大型建筑相比，車站建筑的面積、體積和容量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且內(nèi)部建筑設(shè)施24 小時的長時間連續(xù)且不間斷運行。為了確保建筑物區(qū)域內(nèi)的設(shè)備有效運行，建筑物防、排煙系統(tǒng)的質(zhì)量要求很高。建筑物中的人員密集且流動，分布在不同的工作空間中，內(nèi)部操作模式復(fù)雜多樣。同時消防系統(tǒng)的設(shè)計要求更高，其是煙霧控制和疏散系統(tǒng)的關(guān)鍵要素。建筑物煙囪的尺寸應(yīng)確定大小，使其可能與管道的其他區(qū)域重疊，從而減小排煙口的尺寸。排煙管的長度過長，無法滿足排煙功能的要求，因此，排煙系統(tǒng)不受建筑物高度或排煙效果的限制。為了有效地減小管道的尺寸，減小建筑物的高度并降低土木工程的成本，在計劃排煙系統(tǒng)時，應(yīng)著重研究以下幾點。

3.1 候車廳、售票廳等設(shè)置電動控制可開啟的高側(cè)窗進行自然排煙，消防補風利用下部門窗自然補風。電動排煙窗與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動開啟；高度為6.00m 或更高的候車室每個防煙隔間中可打開的外窗的有效面積為58.03m2或更高，而較高的房間可打開的外窗有效面積要大于2%，并在人行道上使用自然排煙，在通道的兩端安裝面積為2m2或更大的自然排煙窗，利用順氣流風向窗扇，使用下門的窗戶自然通風。排煙窗設(shè)置高度不應(yīng)小于火災(zāi)時的最小清晰高度，排煙補風利用下部門窗自然補風。

3.2 本站房二層兩側(cè)的疏散走道超過20m，根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018 年版）規(guī)定走道兩側(cè)均有不小于2m2的自然排煙窗且兩側(cè)自然排煙口的距離不應(yīng)小于走道長度的2/3，最小清晰高度為1.5m，滿足自然排煙要求。

4 節(jié)能設(shè)計

空調(diào)房屋及采用電采暖的房屋，均設(shè)置自動控制室溫裝置，減少不必要的能耗。設(shè)計中均采用新型高效、節(jié)能、低噪聲的通風、空調(diào)和凈化設(shè)備。空調(diào)制冷劑選用環(huán)保冷媒R410A 或R134a。

5 結(jié)論

樺南東站作為綜合性站房具有空間復(fù)雜、人流量大等特點。隨著鐵路的快速發(fā)展，大型站房也會越來越多，樺南東站站房暖通設(shè)計為同類站房提供了設(shè)計參考。大型站房的暖通設(shè)計有別于民用建筑，其設(shè)備機房一要充分利用建筑空間，節(jié)省使用面積，暖通方案要與站臺設(shè)計密切結(jié)合，設(shè)計方案要更加靈活便捷。同時設(shè)計方案應(yīng)兼具合理性和經(jīng)濟性。站房面積大、功能多，設(shè)備及運營費高，若設(shè)計方案經(jīng)濟、設(shè)計施工便捷將會大幅度降低建設(shè)造價與營運成本。