新建鐵路客運站房暖通空調設計分析

張鵬

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京102600）

0 引言

隨著我國鐵路高速化的建設與發展，城市新建鐵路客運站項目大多以大型綜合交通樞紐站為主。綜合交通樞紐站無論在規劃建設規模上，還是在客運站服務功能上，都以高人流量及人流集散為基礎，以資源優化配置和最大化利用為目標，力求建筑設計充分體現綠色節能的設計理念。因此，這對新建鐵路客運站在設計的各個方面提出了極高的要求。在暖通空調設計方面，受鐵路客運站人流量大、客運站空間大、外門數量多等因素影響，客運站房的冷負荷較大、散熱快，暖通空調系統的設計具有特殊性。想要同時滿足客運站房暖通空調應用的舒適性和經濟性要求，對暖通空調系統提出了極高的要求。研究新建鐵路客運站房暖通空調設計對于提升新建客運站房運行的綜合效益有著重要的意義。

1 新建鐵路客運站房特點

新建鐵路客運站作為大型樞紐站，站房內部空間具有高、大、闊、連通性強的特點。大部分新建客運站房的圍護結構具有通透性特點。作為樞紐型客源站，每逢節假日內部空間人流量聚集大、人員流通大，且該種狀態持續時間長。考慮到實際使用的便利性需求，站房內部空間一般不設置門斗。這就凸顯了站房內空間高大空曠的特點。站房的圍護結構則具有通透性強、遮陽效果較好的特點。站房內部空間區域具有模擬聚集情況分布的特點。由于大部分客運站房的候車廳直連外站臺，且為兩開門設計，內門與外門為直通設計，兩端相連。因此，站房內共享空間還具有侵入負荷較大的特點[1]。

客運站房冷熱負荷受圍護結構材料、遮陽性、保溫性、內外風量交換程度等因素影響。冷熱負荷的侵入會影響暖通空調的適用效果。改善客運站房冷熱負荷從以下幾方面：其一，一般維護結構材料建議選擇傳熱負荷較小的材料，并增加客運站房房檐的挑出程度，增加房檐的遮光效果。其二，頂棚選擇遮光性較好的材料，維護結構玻璃選擇遮光性較好、保溫性較好的材料，也可以降低客運站房空間內冷熱負荷對于暖通供暖和空調制冷的影響。其三，在外門設計時，對門設計在大空間內容易形成過堂風，容易造成內部空間侵入負荷風險的增加。建議設計外門時，盡量避開對門設計。

2 站房供暖系統

2.1 供暖熱負荷

依據室內室外空氣參數計算站房各區域熱負荷、單位采暖面積熱指標。

2.2 熱源

若車站附近存在城鎮供熱管網，則優先選擇與城鎮供熱管網連接，與管網產權單位簽訂供熱協議以滿足新建站房的集中供暖需求，一般站房在地下一層設置換熱站，選用兩套板式換熱機組，將市政一次水90/70℃換熱為的二次熱水75/50℃和55/45℃分別提供給散熱器系統和空調系統；若車站附無城鎮供熱管網，需要自建熱源的，優先采用空氣源熱泵機組（嚴寒地區采用CO2空氣源熱泵）產出65/40℃熱水為站房提供供暖熱源。

2.3 供暖形式

站房冬季進站廳、候車廳、售票廳、VIP 候車室采用地板輻射供暖，不足部分由空調機組補充。其余辦公、休息、旅服等房間采用風機盤管系統或多聯機系統供暖。散熱器系統形式優先選用雙管同程系統，散熱器連接方式為同側上進下出，供水支管上設置兩通恒溫控制閥。供回水干管敷設坡度為0.003。在每組散熱器上部設手動跑風一只，最高處設自動排氣閥，最低處設泄水絲堵。每對立管上下各裝同管徑截止閥一只[2]。

2.4 采暖熱計量及室溫控制，系統平衡、調節手段

換熱機組依次設置熱計量裝置，各分支環路回水管設置靜態平衡閥。

2.5 設備及管材、保溫

地面輻射采暖系統埋管選用阻氧PE-RT 管（耐熱增強聚乙烯管），質量應符合國際標準ISO/DIS15875。連接件與螺紋連接部分配件的本體材料應為鍛造黃銅，其物理力學性能應符合有關要求。地面保溫層采用聚苯乙烯泡沫塑料，其密度為25kg/m3，導熱系數不大于0.05W/m.K，壓縮應力不小于100kPa，吸水率不大于4%，氧指數不小于32，系統采用銅質閥門、過濾器。

站房內散熱器采用表面噴塑四柱760（內腔無黏砂）散熱器或銅鋁復合散熱器，管材選用鍍鋅鋼管。

3 站房空調系統

3.1 空調冷負荷

依據室內室外空氣參數計算站房各區域冷負荷、單位采暖面積冷指標。

3.2 空調冷源及冷媒選擇

夏季需要空調制冷時，主要以電制冷為主。考慮到經濟性、環保性原則，制冷發電源可以采用經濟性較好的清潔能源。冷源用電具體以新建客運站周邊的能源結構等實際條件為主。也可以組合多種能源形式，來滿足夏季客運站房節能減排制冷用電需求的同時，進一步提升節能效益。如太陽能組合天然氣能源結構，優先使用客運站房配套的太陽能能源，在太陽能不足的情況下應用天然氣能源作為補充。在站房地下層設置制冷機房，總冷負荷較大的站房采用離心式冷水機組，總冷負荷較小的站房采用風冷螺桿機組或空氣源熱泵供冷。冷卻塔設置于站房屋面；冷水供回水溫度7/12℃，冷卻供回水溫度32/37℃。舒適性空調采用多聯機系統，室外機設置于站房外面。所有空調制冷機組均采用環保型冷媒（R134a 等）。

3.3 各空調區域的空調方式

站房進站廳、候車廳等大空間場所采用全空氣系統，其余售票室、辦公、休息、旅服等房間采用風機盤管加新風系統。進站廳、候車廳采用噴口側送風，集中下側回風。空調季節通過組合式空調機組進行空調送、排風。非空調季節，利用組合式空調機組進行通風。站內通信、信號、信息等設備機房設置機房專用空調，以滿足工藝要求。每個房間設置2 臺及以上空調，設置2 臺空調的房間每臺的容量按照負荷量的75%配置。設置3臺及以上的房間考慮1.2 倍負荷量的冗余。10～15m2的小型機房設置1 臺普通空調即可，消防控制室、綜合監控室等房間設置分體空調。

3.4 空調水系統制式

空調水系統一般采用異程雙管式一次泵定流量系統。組合式空氣處理機組、風機盤管的回水管設置動態平衡電動二通調節閥，根據負荷變化調節冷水供水量，同時保證水力平衡。各環路回水主干管上設靜態平衡閥。

3.5 檢測與控制

3.5.1 各辦公房間通過房間溫控器進行控制，并結合冷媒溫度分階段調整來實現對室內溫度的調節，風機盤管和電動兩通閥要求聯動控制；根據室內濕度調整熱泵新風機組出風參數，實現對室內濕度的控制。

3.5.2 在非空調季，發熱房間根據室內設定溫度自動開啟多聯機空調系統進行供冷；使用組合式空調機組的區域可利用組空全新風運行，其余房屋均開啟外窗，通過自然通風實現降溫。

3.5.3 空調、通風系統采用就地控制、冷凍站集中控制、中央控制三級監測及控制的模式。

3.6 管材及保溫

3.6.1 送、排風風道采用復合風道、各類風口均采用鋁合金材質、風道閥門采用鋼制閥門，風管性能指標必須符合規范要求。

3.6.2 冷凍水管或冷卻水管根據管徑，合理采用鍍鋅鋼管絲扣連接、無縫鋼管或螺旋焊縫鋼管焊接連接。冷凝水管選用UPVC 管，采用膠黏連接。

3.6.3 冷凍水管、冷凝水管保溫材料選用橡塑保溫材料，保溫層厚度按《設備及管道保冷設計導則》(GB/T 15586—1995)中防止表面凝露的計算確定。

3.7 空調冷熱水系統設計注意事項

空調冷熱水系統管道敷設全部應采取保冷、保溫措施，選擇巖棉管殼、玻璃棉管殼、發泡橡塑料隔熱材料等設計保冷保溫層。冷熱管道水平敷設，應該設計一定的坡度，預防管道出現上翻或下翻的問題。同時，還需要在系統最高點設置自動排氣閥、在系統最低點設計泄水閥。自動排氣閥禁止設在吊頂內，應該設在吊頂下部，以便于管道空氣的排出。在管道伸長量有限的情況下，應該對水平管道設計彎曲，作為自然補償。垂直管道則可以設計波紋管式的補償器，解決熱力補償的問題。在自然補償量不足的情況下，還可以通過設置方形補償器、套筒式補償器等形式增加供熱系統管道的熱力補償。在設計空調水系統時，可以采用壓縮式冷水機組和換熱器，可增加對水管系統的防腐保護。采用溴化鋰吸收式冷溫水系統時，應該增加電子水處理設備或鈉離子交換器，設計軟化水環節。

4 站房通風系統

衛生間設置直流式排風系統，保持衛生間內一定負壓值，衛生間門上設置百葉口或門下邊緣留20mm 縫隙補風，辦公區衛生間排風量按10 次/時換氣進行計算、公共區衛生間排風量按15 次/時換氣進行計算。站房內各變電所、配電間、制冷機房等有余熱余濕氣體的房間，根據工藝散發的熱濕量計算通風量設置機械通風系統。站房內制冷機房、變電所等設置事故，排風通風換氣次數不小于12 次。對于氣體滅火房間，滅火后要進行事故通風，換氣次數每小時不小于5 次。按照污染物的性質合理設置排風口。

5 結語

綜上所述，隨著鐵路工程項目的不斷發展，城市新建鐵路客運站項目大多以大型綜合交通樞紐站為主，而綜合交通樞紐站在規劃建設規模和客運站的服務功能上都提出了更高的要求。綠色、環保、節能是當前社會發展的主要要求，客運站暖通空調設計更要滿足環保節能要求，通過對新建鐵路客運站房特點的分析和把握，對站房供暖系統、空調系統和通風系統進行優化設計，不僅滿足了客運站使用要求，還提高了應用舒適性，取得了良好的經濟性。從綠色、環保、節能出發，注重優化設計，并提升新建客運站房運行的綜合效益，是當前乃至以后的主流趨勢。