地铁车站通风空调系统优化设计探讨.docx

地铁车站通风空调系统优化设计探讨.docx

《地铁车站通风空调系统优化设计探讨.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地铁车站通风空调系统优化设计探讨.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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:

一一!

一一1罂II■

9Ⅲ捧jb新且垂搜室l.一l酬_;脚L身

2.—.一≤口口

一恻1oll1.口口l

_i一一一【町_r—_}口口耳机身\lI_默l刖纠I刚

RnhRRnnIR4NOR4nn7nnnR,nn

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