合肥地鐵三號(hào)線習(xí)友路站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

潘俊生 （合肥市市政設(shè)計(jì)研究總院有限公司，安徽 合肥 230041）

0 前言

截至2019年底，合肥已有3條線路開通運(yùn)營(yíng)，線路總長(zhǎng)度為89.54km。地鐵作為城市重要的交通工具，具有綠色、舒適及快捷的特點(diǎn)。地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能保證地鐵內(nèi)部空氣環(huán)境的空氣質(zhì)量、溫度、濕度、氣流組織、氣流速度、壓力變化和噪聲等均能滿足人員的生理及心理?xiàng)l件要求和設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本文就合肥三號(hào)線習(xí)友路站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和總結(jié)，旨在為類似工程設(shè)計(jì)提供參考。

1 工程概況

習(xí)友路站位于翡翠路與習(xí)友路交口，呈南北布置，是合肥三號(hào)線第7個(gè)車站，地下兩層島式車站，其中地下一層為站廳層，地下二層為站臺(tái)層，車站總長(zhǎng)196.6m，總寬20.9m，站臺(tái)計(jì)算長(zhǎng)度120m,有效站臺(tái)寬度12m。站廳層公共區(qū)面積1883m2，站臺(tái)層公共區(qū)面積1276m2。

車站通風(fēng)空調(diào)的組成

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)與民用建筑有很大區(qū)別，它是由多個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)合系統(tǒng)，車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成具體見下圖。

2 車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)

車站兩端對(duì)應(yīng)每一條隧道設(shè)置1臺(tái)可逆轉(zhuǎn)運(yùn)行的隧道風(fēng)機(jī)(共4臺(tái))每臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量60m3/s，全壓1kPa和相應(yīng)的風(fēng)閥，分別設(shè)置在隧道風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)。每端2臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)亦可通過風(fēng)閥的轉(zhuǎn)換，并聯(lián)運(yùn)作或相互備用，以滿足車站相鄰區(qū)間隧道正常工況、阻塞工況通風(fēng)排熱或火災(zāi)工況時(shí)的排煙要求。

2.2 車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)

車站兩端排熱風(fēng)道內(nèi)分別設(shè)置1臺(tái)排熱風(fēng)機(jī)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量為45m3/s,全壓為950Pa。車站隧道內(nèi)設(shè)軌頂及站臺(tái)板下排風(fēng)道，對(duì)應(yīng)列車的各個(gè)發(fā)熱點(diǎn)設(shè)置排風(fēng)口，通過車站隧道排熱風(fēng)機(jī)排風(fēng)。軌頂、站臺(tái)板下排風(fēng)道均采用土建式風(fēng)道，通過集中排熱風(fēng)室把軌底與軌頂?shù)呐棚L(fēng)道連起來，通過風(fēng)閥的開度調(diào)節(jié)軌頂排風(fēng)為60%，軌底排風(fēng)為40%。排熱風(fēng)機(jī)和全封閉站臺(tái)門外軌頂排熱風(fēng)道連通，通過風(fēng)閥轉(zhuǎn)換，與TVF通風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)作以實(shí)現(xiàn)區(qū)間隧道正常工況，阻塞工況通風(fēng)排熱和火災(zāi)工況時(shí)排煙功能。站臺(tái)車軌區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，該系統(tǒng)通過上排熱風(fēng)口排除軌區(qū)煙氣。

該部分很重要，要重視，設(shè)計(jì)中主要注意事項(xiàng)：

①一定要保證活塞風(fēng)道的通暢，活塞風(fēng)道的面積（活塞風(fēng)經(jīng)過的風(fēng)道都要保證，不要忽視設(shè)備對(duì)于風(fēng)道的遮擋）；

②上排熱風(fēng)道接站臺(tái)排熱風(fēng)室，此處往往在中板下都有“人”字縱梁下翻，若有條件，上排熱風(fēng)道不接入排熱風(fēng)室，在中板頂出至排熱風(fēng)道，實(shí)在不能避免建議此處梁局部上翻或全上翻；

③保證隧道風(fēng)機(jī)及排熱風(fēng)機(jī)的運(yùn)輸路徑，同時(shí)，平面圖紙中隧道風(fēng)機(jī)的左右式建議在圖紙中要做明顯標(biāo)記，三號(hào)線其他車站就出現(xiàn)隧道風(fēng)機(jī)左右式裝反了，導(dǎo)致返工。

2.3 車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（大系統(tǒng)）

公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)采用變風(fēng)量全空氣系統(tǒng)，站廳層兩端通風(fēng)空調(diào)機(jī)房分別布置1臺(tái)組合式空調(diào)器（KT-A1,B1，風(fēng)量 58100m3/h，冷量 345kW）和 1臺(tái)回排風(fēng)機(jī)（HPF-A1,B1，風(fēng)量51500m3/h）。每端各布置1臺(tái)小新風(fēng)機(jī)（XXF-A1,B1，風(fēng)量 6800m3/h）以滿足小新風(fēng)工況下人員的新風(fēng)量要求，氣流組織方式采用上送上回。組合式空調(diào)器和回風(fēng)排風(fēng)機(jī)均采用變頻控制，減小能源消耗。同時(shí)采用焓值控制可實(shí)現(xiàn)隨負(fù)荷變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，空調(diào)按季節(jié)運(yùn)行，在過渡季充分利用室外新風(fēng)"免費(fèi)供冷"。

A號(hào)出入口通道長(zhǎng)度超過60m，設(shè)置降溫空調(diào)及機(jī)械排煙措施。出入口設(shè)置8臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管（FP-A1～A8，單臺(tái)冷量8.15kW)，設(shè)置1臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)(PY-A2，風(fēng)量23000m3/h)。

B號(hào)出入口通道長(zhǎng)度超過60m，設(shè)置降溫空調(diào)及機(jī)械排煙措施。出入口設(shè)置8臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管（FP-B1～B8，單臺(tái)冷量8.15kW)，設(shè)置1臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)(PY-B2，風(fēng)量23000m3/h)。

站廳層公共區(qū)為1個(gè)防煙分區(qū)，面積為1750m2，站臺(tái)層公共區(qū)為1個(gè)防煙分區(qū)，面積為950m2，兩端通風(fēng)空調(diào)機(jī)房各設(shè)置1臺(tái)專用排煙風(fēng)機(jī)(PY-A1、B1，風(fēng)量89000m3/h)。

站廳層發(fā)生火災(zāi)時(shí)，車站兩端小新風(fēng)機(jī)、組合式空調(diào)器、回排風(fēng)機(jī)均關(guān)閉，排煙風(fēng)機(jī)(PY-A1,B1)啟動(dòng)，站廳層回排風(fēng)兼排煙風(fēng)管上的電動(dòng)閥全開，站臺(tái)層回排風(fēng)兼排煙風(fēng)管上電動(dòng)閥關(guān)閉，兩臺(tái)排煙風(fēng)同時(shí)啟動(dòng)進(jìn)行站廳公共區(qū)排煙，補(bǔ)風(fēng)由出入口進(jìn)入。

站臺(tái)層發(fā)生火災(zāi)時(shí)，車站兩端小新風(fēng)機(jī)、組合式空調(diào)器、回排風(fēng)機(jī)均關(guān)閉，排煙風(fēng)機(jī)(PY-A1,B1)啟動(dòng)，站臺(tái)層回排風(fēng)兼排煙風(fēng)管上的電動(dòng)閥全開，站廳層回排風(fēng)兼排煙風(fēng)管上電動(dòng)閥關(guān)閉，2臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)對(duì)站臺(tái)公共區(qū)排煙，補(bǔ)風(fēng)由出入口通過中板樓扶梯開孔進(jìn)入。此時(shí)打開站臺(tái)門首尾兩道門，對(duì)應(yīng)隧道風(fēng)機(jī)打開，輔助站臺(tái)排煙。為保證公共區(qū)樓梯向下氣流速度不小于1.5m/s，所需排煙量為68m3/s。

A號(hào)出入口發(fā)出火災(zāi)時(shí)，車站兩端小新風(fēng)機(jī)、組合式空調(diào)器、回排風(fēng)機(jī)均關(guān)閉，對(duì)應(yīng)的排煙風(fēng)機(jī)(PY-A2)啟動(dòng)，補(bǔ)風(fēng)由出入口進(jìn)入；B號(hào)出入口發(fā)出火災(zāi)時(shí)：車站兩端小新風(fēng)機(jī)、組合式空調(diào)器、回排風(fēng)機(jī)均關(guān)閉，對(duì)應(yīng)的排煙風(fēng)機(jī)(PY-B2)啟動(dòng)，補(bǔ)風(fēng)由出入口進(jìn)入。

大系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中注意事項(xiàng)：

①新、排風(fēng)道的布置要合理；

②通風(fēng)空調(diào)機(jī)房的布置最好能方正，減少建設(shè)規(guī)模，擴(kuò)大有效使用面積，機(jī)房的進(jìn)深一般至少需要13m，保證組合式空調(diào)器的接管以及檢修空間；

③站廳層公共區(qū)氣流組織采用兩送兩回風(fēng)管布置的車站，公共區(qū)距設(shè)備區(qū)第一跨柱子頂板梁應(yīng)上翻，避免送/回排風(fēng)管交叉布置時(shí)風(fēng)管最低底標(biāo)高不滿足裝修要求；站臺(tái)層公共區(qū)送/回排風(fēng)管在布置的時(shí)候要考慮公共區(qū)樓扶梯的孔邊梁的寬度和高度，避免發(fā)生風(fēng)管底標(biāo)高與公共區(qū)裝修最低標(biāo)高的沖突。

2.4 車站設(shè)備與管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（小系統(tǒng)）

設(shè)備區(qū)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的主要是控制設(shè)備用房?jī)?nèi)的空氣溫濕度、風(fēng)速，保證房間內(nèi)相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行。同時(shí)為管理用房?jī)?nèi)的工作人員提供舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境。

火災(zāi)工況下，系統(tǒng)需配合多數(shù)設(shè)備用房自動(dòng)滅火系統(tǒng)的滅火、換氣程序要求，進(jìn)行滅火時(shí)的悶氣、滅火后換氣的功能要求。其余系統(tǒng)必要時(shí)對(duì)所承擔(dān)房間或走道進(jìn)行火災(zāi)時(shí)的排煙。

本站共設(shè)4個(gè)空調(diào)系統(tǒng)K1～K4，6個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)T1～T6，4個(gè)多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)。

該部分設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意：

①設(shè)備及管理用房按照系統(tǒng)的劃分要合理，一般空調(diào)系統(tǒng)按照強(qiáng)電系統(tǒng)房間、弱電系統(tǒng)房間、人員管理房間來劃分。房間布置時(shí)提醒建筑專業(yè)按照類別集中布置，減少管線交叉；

②設(shè)備區(qū)集中端（大端）過道的排煙風(fēng)管要布置在過道管線最上面且排煙風(fēng)口布置在過道管線檢修處，必要時(shí)排煙口風(fēng)管側(cè)邊安裝；

③衛(wèi)生間以及污水泵房的通風(fēng)單獨(dú)設(shè)系統(tǒng)，建議加大衛(wèi)生間和污水泵房的換氣次數(shù)。

2.5 車站通風(fēng)空調(diào)水系統(tǒng)（水系統(tǒng)）

車站公共區(qū)冷負(fù)荷628kW，A出入口冷負(fù)荷為60kW，B出入口冷負(fù)荷為60kW，設(shè)備與管理用房冷負(fù)荷329kW，總冷負(fù)荷1078kW，選用2臺(tái)單機(jī)制冷539kW水冷螺桿式機(jī)組。

本車站輸配系統(tǒng)與三號(hào)線其他車站冷凍機(jī)房設(shè)置不一樣，是合肥市地鐵車站中第一個(gè)采用模塊化集成化空調(diào)系統(tǒng)，將冷凍水泵、冷卻水泵、水處理儀器、真空脫氣模塊、加藥模塊、控制箱等進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。

上表為模塊化集成空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)房輸配系統(tǒng)的比較。

雖不能簡(jiǎn)單的橫向比較，但能做到機(jī)房建筑面積的集約化利用，節(jié)省的投資非?？捎^。模塊化集成空調(diào)可以做到高度標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化、工廠化、智能化，一方面可以減少機(jī)房占地面積，另一方面通過優(yōu)化管路減少運(yùn)行能耗。合肥作為科技之都，后期必將迎來地鐵車站的大數(shù)據(jù)控制。

該部分設(shè)計(jì)過程中注意事項(xiàng)：

①冷凍機(jī)房位置應(yīng)靠近負(fù)荷中心，但應(yīng)避免設(shè)置在變電所的正上方，地面冷卻塔盡量靠近冷凍機(jī)房；

②冷卻塔布置滿足規(guī)范和環(huán)評(píng)報(bào)告的防噪要求；

③冷水機(jī)組布置時(shí)要保證拔管的檢修空間。

3 結(jié)論

地鐵是一個(gè)復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)工程，其周期長(zhǎng)、反復(fù)性大，對(duì)接專業(yè)多。地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞是車站質(zhì)量檢驗(yàn)的重要指標(biāo)之一，設(shè)計(jì)過程中要考慮全面，減少建設(shè)規(guī)模，降低運(yùn)營(yíng)能耗，減少施工過程中的返工。