鐵路站房“四電”用房暖通安全性設(shè)計(jì)分析

張鵬

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京102600）

0 引言

在鐵路運(yùn)行中，需要具有良好的電力、通信、電氣和信號(hào)支持，為了實(shí)現(xiàn)這些方面的功能和良好運(yùn)行，通過鐵路站房“四電”用房建設(shè)，來為它們的相關(guān)功能設(shè)備進(jìn)行集中存放和管理。但在鐵路站房“四電”用房的使用中，大量設(shè)備的運(yùn)行勢(shì)必會(huì)影響其房內(nèi)環(huán)境條件，進(jìn)而影響設(shè)備的安全運(yùn)行，面對(duì)這種情況，就需要做好對(duì)其暖通安全性設(shè)計(jì)，這也是本文主要研究的內(nèi)容。

1 鐵路站房“四電”用房特點(diǎn)概述

對(duì)于“四電”用房來說，主要是電力、通信、電氣化和信號(hào)相關(guān)設(shè)備的工藝用房。在此用房內(nèi)，往往維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性和密閉性能良好，而設(shè)備的發(fā)熱量大、人員的密度小。此機(jī)房的空調(diào)負(fù)荷和普通房存在很大不同，在此房間內(nèi)主要的負(fù)荷包括設(shè)備負(fù)荷、照明負(fù)荷、維護(hù)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷和新風(fēng)負(fù)荷等。負(fù)荷主要來源于設(shè)備、機(jī)房的照明、維護(hù)的結(jié)構(gòu)和新風(fēng)等。在房間內(nèi)，設(shè)備的發(fā)熱量十分大，且超過95%是顯熱負(fù)荷。在設(shè)備運(yùn)行期間，不存在散濕，房內(nèi)的散濕量主要來自人體的散濕、新風(fēng)帶入的濕量等，房內(nèi)熱濕呈現(xiàn)出顯熱遠(yuǎn)比潛熱大的特點(diǎn)，其熱濕比十分大[1]。

2 鐵路站房“四方”安全性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

鐵路站房“四電”作為設(shè)備機(jī)房，對(duì)運(yùn)行環(huán)境有著極高的要求。工藝設(shè)備房一般由通信機(jī)械室、控制室、信號(hào)機(jī)械室、電源室、繼電室、信息機(jī)房及電源室、防災(zāi)監(jiān)控機(jī)房、信息配線及設(shè)備間、高壓開關(guān)室、變壓器室、控制室等組成。不同房室之間設(shè)備運(yùn)行對(duì)于房屋環(huán)境要求不同。鐵路站房“四房”用房暖通安全性設(shè)計(jì)參考《鐵路房屋建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（TB10011—2012）中的相關(guān)規(guī)定。大部分鐵路站房設(shè)備為全年運(yùn)行，每天連續(xù)工作24h，因此機(jī)房必須采用專用的空調(diào)系統(tǒng)。各房室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù)可參考以下標(biāo)準(zhǔn)：其一，通信設(shè)備房屋通信機(jī)械室設(shè)備溫度為18～28℃，濕度30%～75%。其二，信號(hào)設(shè)備房屋信號(hào)機(jī)房設(shè)備運(yùn)行溫度為15～28℃，濕度35%～75%。其三，信息及防災(zāi)安全監(jiān)控設(shè)備房屋信息機(jī)房設(shè)備溫度18～28℃，濕度35%～75%。其四，電力牽引供電設(shè)備房屋高壓室設(shè)備必須有良好的通風(fēng)[2]。

《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50174—2008）中的相關(guān)規(guī)定，鐵路站房“四房”暖通安全性設(shè)計(jì)中，對(duì)機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)該采用A、B、C三級(jí)設(shè)計(jì)，并滿足安全性冗余要求。開機(jī)、停機(jī)時(shí)機(jī)房溫度、濕度應(yīng)符合以下要求：其一，溫度。開機(jī)時(shí)AB級(jí)機(jī)房要求溫度為23＋1℃，C級(jí)機(jī)房要求溫度為18～28℃；停機(jī)時(shí)機(jī)房要求溫度為5～35℃。其二，相對(duì)濕度。開機(jī)時(shí)AB級(jí)機(jī)房要求相對(duì)濕度為40%～55%，C級(jí)機(jī)房要求相對(duì)濕度為35%～75%；停機(jī)時(shí)AB級(jí)機(jī)房要求相對(duì)濕度為40%～70%，C級(jí)機(jī)房要求相對(duì)濕度為20%～80%。其三，溫度變化率。開機(jī)時(shí)要求機(jī)房溫度不得小于5℃，不得有結(jié)露問題發(fā)生；停機(jī)時(shí)要求機(jī)房溫度不得小于10℃，不得有結(jié)露的問題發(fā)生。

3 暖通安全性設(shè)計(jì)

鐵路站房“四房”用電暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須要滿足以下要求：其一，保證車站設(shè)備機(jī)房所有工藝設(shè)備的正常運(yùn)行環(huán)境。其二，滿足空調(diào)維修期間主要工藝設(shè)備基本運(yùn)行環(huán)境。其三，滿足空調(diào)事故期間主要工藝設(shè)備基本運(yùn)行環(huán)境。

3.1 空調(diào)采暖設(shè)計(jì)

3.1.1 空調(diào)系統(tǒng)的選型

在鐵路站房“四電”用房中，要求空調(diào)是全年保持運(yùn)行的，在過渡季節(jié)和冬季均需要保持供冷。在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型上，要經(jīng)過仔細(xì)對(duì)比常用空調(diào)形式溫度和濕度精度要求、控制方式、運(yùn)行情況、送風(fēng)溫度等條件后，再根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)。由于中央空調(diào)不能獨(dú)立控制，且只能在空調(diào)季節(jié)運(yùn)行，存在結(jié)露可能。根據(jù)《鐵路房屋建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（TB10011—2012）中的相關(guān)規(guī)定，不宜選擇中央空調(diào)的系統(tǒng)類型進(jìn)行冷量的提供。普通的民用獨(dú)立空調(diào)雖然能夠獨(dú)立控制和全年運(yùn)行，但其溫度、濕度精度要求不能夠完全滿足要求。當(dāng)室外溫度低于零下5℃時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)存在結(jié)露的風(fēng)險(xiǎn)。因此，普通民用獨(dú)立空調(diào)也是不符合鐵路站房“四電”用房暖通安全性要求。鐵路站房“四電”用房暖通空調(diào)系統(tǒng)必須采用獨(dú)立設(shè)置以及采用獨(dú)立的房間空調(diào)器。在現(xiàn)階段，較為常用空調(diào)的系統(tǒng)選擇機(jī)房專用的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)備均采用符合國家規(guī)定的高精度的工業(yè)專用空調(diào)，可獨(dú)立控制，全年運(yùn)行保證不結(jié)露，且溫度、濕度精度符合鐵路站“四電”用房工藝空調(diào)的安全性要求。在“四電”的用房中，設(shè)備所產(chǎn)生顯熱占據(jù)主要的負(fù)荷部分，對(duì)設(shè)備降溫處理中最有效的方法就是直接送風(fēng)，但送風(fēng)的溫度不能太過低，控制于超過15～17℃的范圍，否則會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)存在較大除濕量以及降低室內(nèi)的相對(duì)濕度，若室內(nèi)的相對(duì)濕度低于30%時(shí)，就易導(dǎo)致靜電的產(chǎn)生，進(jìn)而對(duì)設(shè)備造成不利。若送風(fēng)的溫度比較高，則送風(fēng)的溫差就會(huì)減小，此時(shí)送風(fēng)量就比較大，進(jìn)而形成大風(fēng)量、小焓差的送風(fēng)類型。對(duì)空調(diào)選擇時(shí)，要對(duì)其負(fù)荷特點(diǎn)實(shí)施考慮。此外，還可以選用風(fēng)冷精密空調(diào)+分體空調(diào)的組合性設(shè)計(jì)[3]。為保證“四電”用房空調(diào)系統(tǒng)的安全性，還可以通過增加風(fēng)冷精密空調(diào)設(shè)備的臺(tái)數(shù)，通過并聯(lián)的設(shè)計(jì)來增加機(jī)房專用空調(diào)連續(xù)不間斷的運(yùn)行，進(jìn)而保證空調(diào)系統(tǒng)整體性能的優(yōu)越性以及設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行與“四電”用房運(yùn)營安全管理的可靠性。

3.1.2 機(jī)房專用空調(diào)系統(tǒng)

在“四電”的用房中，一般無人長期進(jìn)行值守，其對(duì)空調(diào)的設(shè)備具有較高的可靠性及穩(wěn)定性的需求，而機(jī)房專用的空調(diào)系統(tǒng)能夠具備良好可靠性，且還具備適用較大散熱量和較小濕負(fù)荷的特點(diǎn)。現(xiàn)階段，站房“四電”的用房中常用機(jī)房的專用空調(diào)是風(fēng)冷直接膨脹式。機(jī)房熱量中顯熱占據(jù)較大比重，要采取小焓差機(jī)房專用的空調(diào)，要求機(jī)房專用的空調(diào)機(jī)其焓差的范圍值設(shè)定在8.5～12.5kJ/kg范圍。機(jī)房專用空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為18～28℃。空調(diào)設(shè)備應(yīng)滿足24h不間斷運(yùn)行要求，應(yīng)具有斷電自動(dòng)恢復(fù)、遠(yuǎn)程啟停及故障報(bào)警、室內(nèi)溫度超高（低）報(bào)警等功能，室內(nèi)機(jī)回風(fēng)口自帶初效過濾器，并自帶標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通信接口，空調(diào)顯熱比應(yīng)≥0.9，全年能效比≥3.0。另外，“四電”的用房中機(jī)房專用的空調(diào)一定要設(shè)置備用機(jī)，在每個(gè)設(shè)備的用房內(nèi)至少要設(shè)置2臺(tái)數(shù)量機(jī)房專用的空調(diào)。

3.2 消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.2.1 對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的防火設(shè)計(jì)

因?yàn)椤八碾姟钡挠梅恳缶哂懈叩陌踩詶l件，所以要對(duì)空調(diào)系統(tǒng)做好防火設(shè)計(jì)。對(duì)風(fēng)管選擇優(yōu)質(zhì)的鍍鋅鋼板或者不銹鋼板進(jìn)行制作；風(fēng)管的保溫要選擇不燃的材料；水管道的保溫材料要選擇不燃材料、難燃的B級(jí)材料等。在風(fēng)管對(duì)防火分區(qū)穿越的位置、對(duì)變形縫穿越的兩側(cè)位置、垂直風(fēng)管和每層水平的風(fēng)管交接位置水平的管段上、對(duì)通風(fēng)和空調(diào)機(jī)房等重要房間穿越位置等，都要在管道兩側(cè)設(shè)置防火閥[4]。在管道對(duì)防火墻以及隔墻、樓板穿越時(shí)，要通過不燃的材料把周圍縫隙進(jìn)行嚴(yán)密填塞；管道穿越防火墻位置時(shí)，保溫材料選擇不燃的材料；當(dāng)風(fēng)管和設(shè)備連接時(shí)，要選擇不燃軟接方式。在選擇風(fēng)管進(jìn)行送風(fēng)時(shí)，要注意對(duì)空調(diào)的總電源相應(yīng)開關(guān)的設(shè)置，安裝中要和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警（FAS系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)的控制，當(dāng)機(jī)房內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)情況時(shí)，自動(dòng)對(duì)空調(diào)電源切斷處理，保證機(jī)房具有良好安全性。

3.2.2 對(duì)機(jī)房通風(fēng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)通信機(jī)房、信號(hào)機(jī)房、牽引變電所的主控室需設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)，并設(shè)置適用于電氣房間的二氧化碳滅火器或水霧滅火器，按照國家的相關(guān)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，對(duì)各氣滅機(jī)房要設(shè)置事故后排風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)的機(jī)房，在低位處設(shè)置方形壁式軸流風(fēng)機(jī)來排除氣體滅火后殘留的滅火介質(zhì)，風(fēng)機(jī)嵌墻安裝，室內(nèi)配套設(shè)置常閉70℃電動(dòng)防火閥或電動(dòng)密閉閥。風(fēng)機(jī)、防火閥平時(shí)常閉，防護(hù)區(qū)室內(nèi)外由電力專業(yè)配套設(shè)置風(fēng)機(jī)啟?？刂崎_關(guān)。氣體滅火完成后，工作人員由室外手動(dòng)開啟風(fēng)機(jī)并開啟防火閥機(jī)械通風(fēng)，殘留滅火介質(zhì)排除后手動(dòng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)、防火閥[5]。

在滅火系統(tǒng)中，對(duì)通風(fēng)機(jī)控制箱或者控制柜的設(shè)置具有一定的要求，一般要將其在機(jī)房外方便進(jìn)行操作的區(qū)域進(jìn)行設(shè)置，且還要進(jìn)行避免誤操作的相應(yīng)保護(hù)裝置設(shè)置。若“四電”用房中走道大于30m的長度，還要進(jìn)行消防排煙的系統(tǒng)設(shè)置，排煙量要依據(jù)走道的面積乘以60m3/h進(jìn)行計(jì)算，優(yōu)先采用自然排煙。

4 結(jié)語

綜上所述，“四電”用房是重要的鐵路站房，其房內(nèi)環(huán)境條件對(duì)“四電”的正常運(yùn)行以及鐵路的安全運(yùn)行具有直接的影響。為了確保用房內(nèi)“四電”能夠長期良好的工作，就需要在“四電”用房暖通設(shè)計(jì)中做好安全性的設(shè)計(jì)工作，從“四電”用房的特殊性和實(shí)際情況出發(fā)，全面做好安全性的分析與考慮，這也是保證鐵路交通良好運(yùn)行的必要措施。