淺談城市地下綜合交通樞紐通風空調(diào)及防排煙方案

摘 要:城市地下綜合交通樞紐人流密集，尤其是上下班及節(jié)假日的出行高峰期。而它與外界的聯(lián)系主要為出入口，一旦火災(zāi)，積聚的高溫濃煙很難自然排除，嚴重威脅乘客和搶援人員的生命安全。合理有效的通風排煙設(shè)置為工作人員、乘客提供良好的舒適環(huán)境、減少人員傷亡和財產(chǎn)損失具有極為重要的意義。本文就某綜合交通樞紐通風空調(diào)及防排煙方案為例進行簡要分析論述。

關(guān)鍵詞:城市地下 綜合交通 通風排煙 方案

中圖分類號:U49文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(a)-0112-02

1 工程概況

某綜合交通樞紐匯集了地鐵A、B、C號線、客運專線及城市地面交通系統(tǒng)，是集高速鐵路、城際鐵路、城市軌道交通、公交、出租以及社會車輛等多種交通設(shè)施。地鐵車站位于整個綜合樞紐工程西北，其中地鐵A、C號線同一平面(軌面標高相同)，B號線、客運專線X站下穿A、C號線，在客運專線X站東側(cè)，南廣場西側(cè)設(shè)半地下開敞式小車及出租車站場。A、C號線車站中心里程位置及B號線南端頭位置各設(shè)地面公交站場一處(樞紐主要布局如圖1)。

2 方案設(shè)想及要求

樞紐主要工程均位于地下，受既有的建筑物、構(gòu)筑物、地鐵線路的限制較多，工程難度大，施工場地小，工期要求嚴。從節(jié)省投資和便于管理的角度出發(fā)，將樞紐內(nèi)地鐵A、B、C號線相互換乘的三個地下車站，和以其為核心而配套開發(fā)的地下出租車場及配套商業(yè)設(shè)施作為一個整體考慮，集中進行通風空調(diào)及防排煙系統(tǒng)的配置。通風、空調(diào)系統(tǒng)為乘客提供較舒適的環(huán)境，為樞紐內(nèi)工作人員和設(shè)備提供良好的工作和運行環(huán)境。發(fā)生事故時，通風空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)能迅速排除煙氣和進行事故通風，提供新鮮空氣，保障人員安全疏散。排煙系統(tǒng)按整個交通樞紐范圍內(nèi)只有一處發(fā)生火災(zāi)考慮。在滿足系統(tǒng)功能前提下，力求簡潔，最大限度發(fā)揮設(shè)備的使用功能，最大限度節(jié)省和利用建筑空間，節(jié)省投資。設(shè)備選型時對設(shè)備的效率和節(jié)能性進行認真的比選，設(shè)備布置應(yīng)當力求緊湊并便于安裝和維修，對設(shè)備運行應(yīng)當采用有效的節(jié)能措施，最大限度的節(jié)省設(shè)備運營和維修費用。設(shè)備的選擇及運行產(chǎn)生的噪聲、振動等必須滿足環(huán)保的要求。

3 空調(diào)、通風系統(tǒng)方案

3.1 制冷系統(tǒng)

冷源采用電制冷水冷機組加低噪聲冷卻塔的形式，為利于管理，有效節(jié)省機房的面積，方便冷卻塔的集中布置和使用，樞紐內(nèi)各部分空調(diào)系統(tǒng)的冷凍機房擬采用集中布置的形式，共設(shè)一個空調(diào)冷水機房，機房置于A、C號線合用站廳層的端部。

為投資和管理方便，地下商業(yè)開發(fā)部分的空調(diào)冷源宜采用獨立設(shè)置，與地鐵車站分開，單獨運行和管理;地鐵各站的空調(diào)冷源采用合并設(shè)置，即三個地鐵站作為一整體進行考慮，統(tǒng)一配置冷水機組。

因建設(shè)時序的先后，對先期同時建設(shè)的A、B、C號線車站站廳部分，可同時一并設(shè)置冷源，對后期建設(shè)的C號線車站站臺部分，考慮冷源的預留設(shè)置。為了機組的安裝方便，預留冷水機組可與先期建設(shè)部分冷水機組同時設(shè)計和安裝。制冷系統(tǒng)冷卻塔布置在冷水機房地面部分的綠地內(nèi)，為美化周圍廣場景觀，在保證冷卻塔熱工性能不受影響的情況下，應(yīng)考慮對冷卻塔進行綠化或建筑遮擋。冷卻水泵、冷凍水泵都與冷水機組一一對應(yīng)?？照{(diào)冷水機組端采用定流量方式，空調(diào)末端采用動態(tài)流量平衡電動調(diào)節(jié)閥變流量控制。

3.2 空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)分為車站公共區(qū)空調(diào)系統(tǒng)、設(shè)備及管理用房空調(diào)系統(tǒng)和商業(yè)開發(fā)區(qū)空調(diào)系統(tǒng)三部分。車站公共區(qū)空調(diào)方式一般采用全空氣系統(tǒng)，設(shè)備主要采用組合式空調(diào)器。設(shè)備及管理用房空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備及管理用房的負荷性質(zhì)和負荷集中度，采用全空氣系統(tǒng)或空氣-水系統(tǒng)，空調(diào)設(shè)備采用柜式空調(diào)器或風機盤管。商業(yè)開發(fā)部分，為了在過渡季節(jié)有效采用全新風通風降溫，采用全空氣系統(tǒng)，設(shè)備主要采用組合式空調(diào)器。

空調(diào)水系統(tǒng)采用異程式，對樞紐范圍內(nèi)的遠距離區(qū)域設(shè)置二次泵水系統(tǒng)。

3.3 通風系統(tǒng)

(1)區(qū)間隧道通風系統(tǒng)，各站均采用獨立設(shè)置，每個車站兩端設(shè)有隧道通風機。在火災(zāi)和阻塞工況時，通過風閥轉(zhuǎn)換，可對各隧道進行排煙或通風。正常運行時，可在夜間進行機械通風。

(2)樞紐內(nèi)各車站的通風系統(tǒng)統(tǒng)一考慮，其控制均納入車控室統(tǒng)一控制管理。公共區(qū)采用全空氣一次回風系統(tǒng)，設(shè)置組合式空調(diào)機組?？照{(diào)機組外配置回/排風機，用于空調(diào)的回/排風和春、秋季的排風，同時兼做站臺、站廳的排煙風機。該系統(tǒng)滿足空調(diào)季節(jié)最小新風運行、過渡季節(jié)全新風運行和非空調(diào)季節(jié)的通風運行。

車站站臺層軌行區(qū)設(shè)軌頂和軌底機械排風系統(tǒng)，排除列車在車站范圍運行時散發(fā)的熱量。設(shè)備用房的通風系統(tǒng)根據(jù)工藝要求設(shè)置。需空調(diào)的設(shè)備用房采用定風量全空氣一次回風系統(tǒng)，需空調(diào)的管理用房可采用風機盤管加新風系統(tǒng)。變電所等設(shè)備用房宜采用通風方式排除余熱，如通風無法滿足要求，可考慮采用全空氣一次回風空調(diào)系統(tǒng)與通風相結(jié)合的方式。

(3)樞紐范圍內(nèi)除地鐵車站外，地下停車場、出租車上下客區(qū)，此部分區(qū)域按全通風模式設(shè)置機械通風系統(tǒng)，采用機械排風，由車道或開于場地區(qū)域的天井補風。通風系統(tǒng)兼排煙系統(tǒng)，換氣次數(shù)按6次/h設(shè)置。通風設(shè)備一般采用低噪聲風機箱和軸流風機。

(4)商業(yè)開發(fā)部分在過渡季節(jié)采用全新風通風模式運行，利用組合式空調(diào)機組的送排風機進行機械通風。

4 防排煙系統(tǒng)方案

樞紐的防排煙系統(tǒng)也作為一整體設(shè)置。商業(yè)開發(fā)區(qū)、停車場、人行通道、設(shè)備管理用房的排煙風機及煙氣流經(jīng)的輔助設(shè)備在280℃時能連續(xù)有效工作0.5h;車站公共區(qū)及隧道通風系統(tǒng)排煙設(shè)備要求在150℃溫度下能連續(xù)有效工作1h。

防煙分區(qū)排煙量按60m3/h·m2計算，當排煙設(shè)備負擔2個防煙分區(qū)時，其排煙設(shè)備選型按照最大防煙分區(qū)排煙量的2倍計算。

同一防火分區(qū)的設(shè)備及管理用房的總面積超過200m2，或面積超過50m2且經(jīng)常有人停留的單個房間應(yīng)設(shè)置機械排煙設(shè)施。

區(qū)間隧道的通風排煙由區(qū)間隧道通風系統(tǒng)兼，每個車站兩端設(shè)有隧道通風機。在火災(zāi)工況時，通過風閥轉(zhuǎn)換，可對各隧道進行排煙或通風。

車站內(nèi)公共區(qū)設(shè)置機械排煙系統(tǒng)，排煙風機獨立設(shè)置，排煙補風由空調(diào)系統(tǒng)的送風機補給;設(shè)備及管理用房區(qū)根據(jù)防排煙標準設(shè)置機械排煙和防煙系統(tǒng)。

樞紐中不同線路發(fā)生火災(zāi)時，可根據(jù)不同的火災(zāi)部位，采取相應(yīng)的排煙模式。若站臺公共區(qū)發(fā)生火災(zāi)，則開啟對應(yīng)線路車站站臺層的機械排煙系統(tǒng)進行機械排煙;若站廳公共區(qū)發(fā)生火災(zāi)，由于各線公共區(qū)存在交叉共同使用部位，則根據(jù)火災(zāi)具體所屬線別，啟動對應(yīng)的車站站廳層的機械排煙系統(tǒng)，同時開啟其他各線車站站廳的機械系統(tǒng)輔助排煙。設(shè)備管理用房發(fā)生火災(zāi)，則單獨開啟相應(yīng)部位的機械排煙系統(tǒng)。

地下停車場、出租車上下客區(qū)排煙系統(tǒng)由通風系統(tǒng)兼，排煙補風由車道或開于場地區(qū)域的天井自然引入。商業(yè)開發(fā)部分設(shè)置機械排煙系統(tǒng)，排煙風機獨立設(shè)置，排煙補風由空調(diào)系統(tǒng)的送風機補給。

5 運行模式

(1)根據(jù)外界氣候條件的變化，空調(diào)系統(tǒng)正常工況運行可分為小新風空調(diào)季節(jié)運行、全新風空調(diào)季節(jié)運行、過渡季節(jié)運行3種模式。當室外空氣焓值高于室內(nèi)空氣焓值時，采用小新風空調(diào)模式運行，新風閥關(guān)小，制冷系統(tǒng)開啟。當室外空氣焓值低于室內(nèi)空氣焓值時，但室外溫度高于室內(nèi)空調(diào)器設(shè)計送風溫度時，采用全新風空調(diào)模式運行，新風閥全開，制冷系統(tǒng)開啟。當室外溫度低于室內(nèi)空調(diào)器設(shè)計送風溫度時，采用過渡季節(jié)模式運行，即通風模式運行，新風閥全開，制冷系統(tǒng)停止運行。在正常情況下，停車場、出租車上下客區(qū)通風系統(tǒng)需保持開啟，以保證該區(qū)域空氣衛(wèi)生標準。

(2)當樞紐范圍內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，空調(diào)水系統(tǒng)應(yīng)停止運行，樞紐內(nèi)通風及空調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入火災(zāi)工況運行，開啟著火區(qū)排煙系統(tǒng)和補風系統(tǒng)，排除煙氣，保證旅客安全疏散。

6 系統(tǒng)控制

設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)需設(shè)置溫、濕度探測器，根據(jù)各探測器所探測到的數(shù)據(jù)，由環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)進行分析、計算、處理，確定不同的運行模式，同時控制各種通風、排煙設(shè)備按確定的運行模式投入運行。系統(tǒng)控制由環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)實施。通風排煙系統(tǒng)控制由就地控制、設(shè)備監(jiān)控室控制兩級組成。就地控制:在通風、空調(diào)機房內(nèi)的各種設(shè)備設(shè)置電源控制開關(guān)，作為就地控制裝置。為確保安全，就地控制具有優(yōu)先權(quán)。設(shè)備監(jiān)控室:設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)于設(shè)備監(jiān)控室內(nèi)，并在通風、空調(diào)范圍內(nèi)設(shè)置溫、濕度探測器，控制室內(nèi)設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)顯示操作臺和值班點。根據(jù)收集與反饋的信息，自動確定通風與空調(diào)系統(tǒng)運行模式。

7 減振降噪

通風空調(diào)及防排煙設(shè)備設(shè)置于基本封閉的地下砼構(gòu)筑物內(nèi)，若將同一聲功率級的聲源放置于地下，其噪聲強度要比地上增加約10db，噪聲的特點是中低頻為主的噪聲強度高，混響時間長，須進行減振降噪處理?？煽紤]:設(shè)備設(shè)置隔振基礎(chǔ)，管線穿墻處設(shè)置軟墊，以防止由于振動引起的建筑物固體傳聲;系統(tǒng)設(shè)置消聲器，以達到允許設(shè)計標準值;通風機、空調(diào)箱、水泵、冷卻塔等是產(chǎn)生噪聲主源，選型應(yīng)選擇噪聲小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的產(chǎn)品;通風機、冷水機組、空調(diào)箱安裝減振器;風管、水管設(shè)置減振吊架、軟接頭進行減振。

8 節(jié)能環(huán)保

相關(guān)數(shù)據(jù)表明，中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷水機組的能耗約占33%，水泵能耗約占22%，風機能耗約占43%，冷卻塔能耗約占2%。因此，合理的方案對降低能耗、環(huán)保具有顯著的意義。

(1)選擇節(jié)能的空調(diào)制式。地下車站空調(diào)用房不同于地面建筑在過渡季節(jié)可通過開窗采取自然通風降溫，若室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)，且具有全新風功能，則過渡季節(jié)可利用室外冷空氣降溫排熱，大大減少開啟冷水機組的時間。盡可能采取全空氣系統(tǒng)方式，以最大限度利用全新風降溫排熱。

(2)采用節(jié)能、高效型空調(diào)、通風設(shè)備和配件。冷水機組應(yīng)充分分析其全負荷EER及部分負荷IPLV值，能效比應(yīng)達到國家標準二級。水平風機和水泵配用變頻節(jié)能控制柜，達到軟啟動、變頻運行、配電諧波平衡的目的。

(3)改進冷水管網(wǎng)的調(diào)節(jié)方式，使用動態(tài)平衡閥、自動式流量調(diào)節(jié)閥、變速泵、計算機等調(diào)節(jié)、控制設(shè)備，實現(xiàn)管網(wǎng)調(diào)度、運行、調(diào)節(jié)的自動監(jiān)控，提高供冷系統(tǒng)的能效比。

(4)風管和水管的設(shè)計應(yīng)選擇合適的送風溫差及供回水溫差，減少輸送能耗。

(5)空調(diào)系統(tǒng)冷媒采用新型環(huán)保冷媒，沒有溫室效應(yīng);空調(diào)送風系統(tǒng)中設(shè)置空氣凈化裝置，滿足衛(wèi)生防疫要求;廢氣實行高空排放或排放至非人員經(jīng)常停留區(qū)域。

9 結(jié)語

城市地下綜合交通樞紐集合了車行、人行、商業(yè)、軌道交通等設(shè)施，通風空調(diào)及防排煙方案應(yīng)考慮交通樞紐的功能布局、資源共享、節(jié)能環(huán)保、建設(shè)管理及各專業(yè)系統(tǒng)的配合與銜接等因素，通過多方案的比較、優(yōu)化，找到合適的方案。

參考文獻

[1]GB50157-2003，地鐵設(shè)計規(guī)范.

[2]GB 50019-2003，采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范.