昆明地鐵4 號線某車站通風空調(diào)系統(tǒng)設計

劉軍云 馬軍玲 趙玲玲

1 中國中鐵二院昆明勘察設計研究院有限責任公司

2 成都華豐工程勘察設計有限公司昆明分公司

3 昆明星宇人力資源信息咨詢服務有限公司

地鐵車站通風空調(diào)系統(tǒng)是地鐵工程的重要組成部分。合理設置地鐵車站的通風空調(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，保證設備正常運行的工作條件，還能降低地鐵運行的能耗，以及火災發(fā)生時，保證乘客安全疏散。

本文以昆明地鐵4 號線某車站為例，對車站通風空調(diào)系統(tǒng)進行詳細介紹。

1 工程概況

本站為昆明市軌道交通4 號線工程第8 座車站，車站為地下四層16 m 島式站臺車站，車站總長345 m，車站標準段寬度為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 號線通道換乘，與5 號線同站臺換乘。車站共設置3 個出入口，四組低風亭。

2 區(qū)間隧道通風系統(tǒng)

車站兩端左右線的出站端設置一條活塞風道以及相應的風井（每個面積不小于25 m2，共2 個），車站兩端對應于每一條隧道各設置一臺可正反向隧道風機（共4 臺）和相應的風閥。其中車站A 端（小里程端）設置2 臺隧道風機，車站B 端（大里程端）設置2 臺隧道風機，風機前后設變徑管和消聲器，所有設備均設置在車站兩端的隧道風機房內(nèi)，采用水平臥式安裝。設備布置既可滿足兩臺隧道風機獨立運行，又可以相互備用或同時向同一側(cè)隧道送風或排風。隧道通風系統(tǒng)通過風機的啟停及風閥的轉(zhuǎn)換，按正常、阻塞、火災等三種工況運行。

車站 B 端（大里程端）地下三層和四層聯(lián)絡線分別設置2 臺可正反向射流風機，采用水平臥式安裝。射流風機協(xié)同隧道風機實現(xiàn)隧道通風系統(tǒng)模式。

3 車站通風空調(diào)系統(tǒng)

3.1 車站公共區(qū)通風空調(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)不設置空氣調(diào)節(jié)設備，室外新風經(jīng)過濾、除塵后直接送至室內(nèi)。通風大系統(tǒng)送風量標準采用人員新風量和車站排除余熱所需風量二者中的最大值。車站公共區(qū)室內(nèi)通風設計溫度為：夏季≤28℃，冬季≥12℃。車站公共區(qū)人員新風量根據(jù)遠期早高峰客流按≥30 m3/(人·h)進行計算。

車站大系統(tǒng)采用變風量通風系統(tǒng)。通風空調(diào)系統(tǒng)由送風機以及相關的輔助設備組成，設備分別設置于A、B 兩端環(huán)控機房內(nèi)，各負擔半個車站的負荷。

車站公共區(qū)通風系統(tǒng)采用機械送風，自然排風的通風方式，機械送風機根據(jù)公共區(qū)溫度傳感器及CO2濃度傳感器數(shù)據(jù)控制變頻運行，排風由車站出入口及安全門上方空間自然排風。當公共區(qū)溫度較低且CO2濃度不超標時可關閉機械送風機，利用列車活塞效應對公共區(qū)進行通風排熱。火災時，大系統(tǒng)管路兼做排煙管路，通過開啟單獨設置的排煙風機及各防煙分區(qū)排煙管路上的閥門切換，對著火區(qū)進行排煙。

本站站廳、站臺公共區(qū)通風計算總顯熱負荷為624.34 kW，總送風量計算值為310000 m3//h。車站兩端的通風空調(diào)機房內(nèi)各設置1 臺送風機 FAF-A01（170200 m3/h）、F AF-B01（170200 m3/h）負擔整個車站公共區(qū)。車站大系統(tǒng)原理圖詳圖1。

圖1 大系統(tǒng)原理圖

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

設備及管理用房根據(jù)功能的不同采用通風系統(tǒng)+變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)室外溫濕度環(huán)境變化進行小新風空調(diào)、全新風空調(diào)、全通風工況運行。部分排風管兼做火災時排煙管路。

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

表1 房間分類及室內(nèi)設計參數(shù)表

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

4 防排煙系統(tǒng)

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

1）車站公共區(qū)

火災時排煙系統(tǒng)與平時通風系統(tǒng)共用管路，排煙風機單獨設置。站廳公共區(qū)共分為4 個防煙分區(qū)。地下三層和地下四層站臺公共區(qū)分別劃分為2 個防煙分區(qū)。火災時，根據(jù)統(tǒng)一的火災運行模式，通過控制通風管路上風閥的開閉，以達到疏散人員、迅速排煙目的。

2）設備及管理用房

①設備及管理用房區(qū)面積超過200 m2的空調(diào)機房、同一個防火分區(qū)內(nèi)非氣體滅火保護的設備及管理用房的總面積超過200 m2或及單個面積超過50 m2且經(jīng)常有人停留的房間、超過20 m 的封閉內(nèi)走道設置機械排煙設施[1-2]。排煙系統(tǒng)與平時通風系統(tǒng)共用管路，末端通風閥門進行切換。

②不滿足自然通風條件的樓梯間分別獨立設置加壓送風系統(tǒng)，加壓送風機對樓梯間進行加壓送風，并設自力式泄壓閥（串聯(lián)防火閥），樓梯間內(nèi)機械加壓送風防煙系統(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設有氣體滅火系統(tǒng)的設備用房，設置氣滅后通風系統(tǒng)，并與平時通風系統(tǒng)合用。平時用于房間內(nèi)的通風排熱，氣滅后排除室內(nèi)廢氣。

5 運行模式

5.1 正常運行模式

1）隧道風系統(tǒng)

地鐵正常運營時段內(nèi)，始終保持活塞風閥開啟。

2）大系統(tǒng)

本站采用可變風量通風系統(tǒng)，根據(jù)車站段隧道感溫光纖實測溫度及車站公共區(qū)實測平均溫度和 CO2濃度，按送風機工頻、變頻、停機等工況運行，為避免工況頻繁轉(zhuǎn)換，每種工況連續(xù)運行不應小于1h（可調(diào)）。正常運行時，兩端系統(tǒng)應采用相同工況。當室內(nèi)溫度20≤Tn≤28℃，風機在此溫度區(qū)間線性變頻運行。當站內(nèi)溫度Tn＜20℃時，關停送風機，利用活塞效應對車站公共區(qū)通風。

3）小系統(tǒng)

根據(jù)室外新風焓值按三種工況運行：室外空氣焓值大于空調(diào)設備房間設計參數(shù)平均值的焓值（統(tǒng)一取為63.5 kJ/kg，可調(diào)）時，按小新風空調(diào)工況運行。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，按全新風空調(diào)工況運行。小于17℃（可調(diào)）時按通風工況運行，通風工況根據(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)運行不應小于1 h（可調(diào)）。

5.2 火災運行模式

大、小系統(tǒng)不參與任何火災工況下防、排煙動作的設備以及多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)設備在火災工況下原則上按非消防負荷統(tǒng)一切除。公共區(qū)火災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)、站臺層通排設計原則。當站廳層發(fā)生火災時，運行火災防煙分區(qū)所在端排煙風機及閥門，關閉非火災防煙分區(qū)排煙支管上的閥門，僅對發(fā)生火災的防煙分區(qū)排煙，車站內(nèi)人員迎著新風方向從車站出入口向地面疏散。當站臺層發(fā)生火災時，利用站臺層排煙系統(tǒng)排煙，運行排煙風機 SEF-A01、S EF-B01，同時按照預定模式開啟隧道風機進行輔助排煙，確保站廳到站臺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)人員迎著新風方向從站臺經(jīng)站廳疏散至地面。火災工況協(xié)同動作原則見表2。

表2 車站各子系統(tǒng)火災工況協(xié)同動作關系表

氣體滅火系統(tǒng)保護房間發(fā)生火災時，服務于氣體滅火系統(tǒng)保護房間的防煙防火閥受氣體滅火系統(tǒng)的控制電動關閉，房間進行氣體滅火。人工確認滅火完畢以后，由氣體滅火系統(tǒng)電動打開服務于氣體滅火系統(tǒng)保護房間的防煙防火閥，執(zhí)行排氣模式。人工確認排氣完成后恢復正常模式。

6 結(jié)語

本站已于2020 年9 月正式運營，運行狀況良好。