關(guān)于地鐵地下車站站廳層設(shè)置中庭情況通風(fēng)空調(diào)專業(yè)的分析

摘 要：通風(fēng)與空調(diào)專業(yè)是地鐵機(jī)電工程中的一個(gè)重要組成部分，對(duì)地鐵功能有效實(shí)施、空間舒適度以及消防安全起著巨大的作用。《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB 51251—2017、《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB 51298—2018的相繼實(shí)施，對(duì)處于新、老規(guī)范交替的新地鐵線路車站設(shè)計(jì)產(chǎn)生重大影響。文章重點(diǎn)分析了新規(guī)范對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地下車站設(shè)置貫穿站廳層、站臺(tái)層中庭對(duì)通風(fēng)與空調(diào)專業(yè)產(chǎn)生的影響，并結(jié)合某地鐵車站的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行分析，總結(jié)在新規(guī)范實(shí)施前提下，地下車站中庭設(shè)置的可實(shí)施性。

關(guān)鍵詞：軌道交通;通風(fēng)與空調(diào);地鐵

隨著人口密集度的提高及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，軌道交通已經(jīng)成為現(xiàn)代城市生活中的重要交通工具。城市地下軌道交通具有運(yùn)量大、速度快、噪音小、能耗較低等優(yōu)點(diǎn)，客運(yùn)量在世界大城市中占有較大比例。隨著城市發(fā)展多樣化及人口密度增加，城市軌道交通發(fā)展日新月異，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求不斷提高。

1 ? ?地鐵通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)概況

地鐵通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)分為車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及隧道通風(fēng)系統(tǒng)。其中，車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)分為公共區(qū)大系統(tǒng)、設(shè)備區(qū)小系統(tǒng)、冷源系統(tǒng)及備用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。公共區(qū)大系統(tǒng)確保車站站廳、站臺(tái)層公共區(qū)的舒適度及消防防排煙要求;設(shè)備區(qū)小系統(tǒng)確保車站設(shè)備區(qū)房間滿足人員、設(shè)備以及消防等使用需求;冷源系統(tǒng)為整個(gè)車站提供冷源;備用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)確保重要設(shè)備房間在事故工況下，重要設(shè)備的正常運(yùn)行需求。隧道通風(fēng)系統(tǒng)分為車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)及區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)。車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)車站區(qū)間的隧道排熱及防排煙;區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)區(qū)間隧道衛(wèi)生、火災(zāi)、列車故障工況下的通風(fēng)及防排煙。

2 ? ?地鐵站工程概況

線路全長9.58 km，設(shè)4座車站，其中換乘站1座，全部為地下站。地鐵站采用6輛編組B型車，采用AC25 kV架空接觸網(wǎng)供電，列車最高設(shè)計(jì)運(yùn)行速度為120.00 km/h。

本站為地下兩層14.00 m單柱島式標(biāo)準(zhǔn)車站，車站全長215.00 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬為22.90 m。負(fù)一層為站廳層，負(fù)二層為站臺(tái)層。

3 ? ?地下車站中板開中庭大孔方案的探討分析

《地鐵設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 51298—2018）中明確規(guī)定：“站臺(tái)與站廳公共區(qū)之間除上下樓梯或扶梯的開口外，不應(yīng)設(shè)置其他上下聯(lián)通的開口?！眹?yán)格限制其他開口的目的是減小站臺(tái)層火災(zāi)對(duì)站臺(tái)層公共區(qū)的危害及對(duì)人員疏散安全的影響，主要在于限制地下車站的站廳與站臺(tái)公共區(qū)之間設(shè)置中庭等開口。但部分車站為了達(dá)到建筑效果上的優(yōu)化，考慮在車站中板開孔設(shè)置中庭，因此對(duì)中庭方案進(jìn)行研究分析計(jì)算，論證中庭方案的可實(shí)施性。

以某車站為案例進(jìn)行分析研究，當(dāng)在車站中板開雙孔做雙中庭方案時(shí)，不考慮車站覆土，頂板開孔設(shè)置自然排煙、越過人防段的情形下，根據(jù)《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）軸對(duì)稱型煙羽流計(jì)算方式，得出中庭計(jì)算排煙量，與中庭相鄰最大防煙分區(qū)計(jì)算排煙量的兩倍相比，取大者作為中庭的最終設(shè)計(jì)排煙量。計(jì)算結(jié)果如表1所示。

由表1可知，雙中庭計(jì)算排煙量受臨近防煙分區(qū)影響，且在不加寬車站的情況下，中庭區(qū)域大尺寸排煙風(fēng)管敷設(shè)勢必影響站廳層層高，再加上地鐵新線對(duì)大空間站廳公共區(qū)裝修吊頂高度要求凈高≥3 600 mm，綜合考慮之后，站廳層層高最終在7～8 m，方能滿足管線敷設(shè)凈高要求。高層高反過來又影響排煙量的取值，由此計(jì)算得出的排煙量巨大，須在站廳層每側(cè)排煙機(jī)房內(nèi)各設(shè)置4臺(tái)大風(fēng)量排煙風(fēng)機(jī)對(duì)每側(cè)中庭進(jìn)行排煙，增加站廳層層高約1.5 m，極大地增加了工程建設(shè)初投資，且雙中庭串煙風(fēng)險(xiǎn)大增，不具備可實(shí)施性，因此只討論單中庭方案。

單中庭方案為中板開單一大孔方案，中庭區(qū)域內(nèi)電扶梯不參與疏散，在站臺(tái)層公共區(qū)兩側(cè)靠近設(shè)備區(qū)的區(qū)域各增設(shè)兩組疏散樓梯，具體防煙分區(qū)劃分如圖1所示。

根據(jù)《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251—2017）中軸對(duì)稱型煙羽流的計(jì)算方式，得出的中庭計(jì)算排煙量與中庭相鄰最大防煙分區(qū)計(jì)算排煙量的兩倍相比，取大者作為中庭的最終設(shè)計(jì)排煙量。計(jì)算結(jié)果如表2所示。

單中庭排煙方案，空調(diào)回風(fēng)及站廳層排煙共用管道，在車站兩端環(huán)控機(jī)房各設(shè)置2臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)及1臺(tái)回風(fēng)風(fēng)機(jī)，通過靜壓箱連接風(fēng)機(jī)入口及公共區(qū)管道，中庭火災(zāi)工況時(shí)，電動(dòng)風(fēng)閥相互切換動(dòng)作，回風(fēng)風(fēng)機(jī)電動(dòng)風(fēng)閥關(guān)閉，兩側(cè)環(huán)控機(jī)房共4臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)電動(dòng)風(fēng)閥開啟，同時(shí)對(duì)中庭進(jìn)行排煙，至站廳公共區(qū)時(shí)接靜壓箱分單獨(dú)排煙管道至中庭，加強(qiáng)中庭排煙效果;站廳層空調(diào)送風(fēng)按標(biāo)準(zhǔn)車站布置，站臺(tái)層空調(diào)送風(fēng)圍繞中庭布置，不侵入中庭區(qū)域，在中庭外圍側(cè)送，回風(fēng)管靠屏蔽門布置，風(fēng)管與屏蔽門之間預(yù)留檢修空間。

此方案站廳層排煙管與空調(diào)送、回風(fēng)管交叉布置，須適當(dāng)提升站廳層層高。另外由于中庭火災(zāi)時(shí)，中庭內(nèi)樓扶梯不參與人員疏散，須于站臺(tái)中庭范圍外兩側(cè)新增疏散樓扶梯，站臺(tái)層往公共區(qū)方向大系統(tǒng)管線及軌排輔助排煙管線密集，管線敷設(shè)空間緊張，須根據(jù)車站公共區(qū)吊頂高度要求及管線計(jì)算截面積，適當(dāng)提升站臺(tái)層高度。管線敷設(shè)如圖2所示。

另外，在車站存在折返線的情況下，站臺(tái)層中庭跨越兩側(cè)站臺(tái)區(qū)域，火災(zāi)工況時(shí)，由于中庭與站臺(tái)層其他區(qū)域存在高差，當(dāng)站臺(tái)中庭區(qū)域外其他區(qū)域著火時(shí)，無法保證煙氣不向中庭區(qū)域蔓延，且容易造成兩個(gè)島式站臺(tái)相互串煙，當(dāng)煙氣在兩側(cè)站臺(tái)互串時(shí)，由于兩側(cè)站臺(tái)公共區(qū)樓扶梯開口處較多，無法保證樓扶梯口部1.5 m/s的向下風(fēng)速;只開啟站臺(tái)層中庭外防煙分區(qū)的排煙系統(tǒng)，無法排除中庭區(qū)域聚集的煙氣，采用同時(shí)排煙方式時(shí)，又與同一防煙分區(qū)著火、只開啟相應(yīng)防煙分區(qū)的排煙措施的原則相悖;站臺(tái)層扣除中庭區(qū)域，可走管線區(qū)域狹小，易造成大系統(tǒng)送、回風(fēng)之間氣流短路，造成站臺(tái)層部分區(qū)域冷量不均的情形。

4 ? ?結(jié)語

新規(guī)范對(duì)地下車站防排煙系統(tǒng)提出更嚴(yán)格的要求，對(duì)地下車站火災(zāi)情形人員安全更為重視。在新規(guī)范中明文禁止車站設(shè)置中庭的情況，特殊情況下不可避免地需要設(shè)置中庭時(shí)，排煙模式須重新模擬研究，由相應(yīng)專家評(píng)審論證并取得消防部門同意后，適當(dāng)增加車站層高及環(huán)控機(jī)房面積，合理設(shè)計(jì)車站火災(zāi)工況下排煙模式，確保火災(zāi)工況下，煙氣組織方向順暢、控制迅速及時(shí)、人員疏散路徑安全快捷等一系列消防措施。

[參考文獻(xiàn)]

[1]中華人民共和國公安部.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)GB 51298—2018[EB/OL].（2018-05-14）[2020-05-10].https：//max.book118.com/html/2019/0308/8030003125002011.shtm.

[2]中華人民共和國公安部.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB 51251—2017[EB/OL].（2017-11-20）[2020-05-10].http：//www.doc88.com/p-0856439556937.html.

作者簡介：盧偉斌（1991— ），男，漢族，廣東揭陽人，助理工程師，學(xué)士;研究方向：通風(fēng)空調(diào)。