新建鐵路客運(yùn)站房暖通空調(diào)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

隨著我國鐵路高速化的建設(shè)與發(fā)展，城市新建鐵路客運(yùn)站項(xiàng)目大多以大型綜合交通樞紐站為主。綜合交通樞紐站無論在規(guī)劃建設(shè)規(guī)模上，還是在客運(yùn)站服務(wù)功能上，都以高人流量及人流集散為基礎(chǔ)，以資源優(yōu)化配置和最大化利用為目標(biāo)，力求建筑設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)綠色節(jié)能的設(shè)計(jì)理念。因此，這對新建鐵路客運(yùn)站在設(shè)計(jì)的各個(gè)方面提出了極高的要求。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方面，受鐵路客運(yùn)站人流量大、客運(yùn)站空間大、外門數(shù)量多等因素影響，客運(yùn)站房的冷負(fù)荷較大、散熱快，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有特殊性。想要同時(shí)滿足客運(yùn)站房暖通空調(diào)應(yīng)用的舒適性和經(jīng)濟(jì)性要求，對暖通空調(diào)系統(tǒng)提出了極高的要求。研究新建鐵路客運(yùn)站房暖通空調(diào)設(shè)計(jì)對于提升新建客運(yùn)站房運(yùn)行的綜合效益有著重要的意義。

1 新建鐵路客運(yùn)站房特點(diǎn)

新建鐵路客運(yùn)站作為大型樞紐站，站房內(nèi)部空間具有高、大、闊、連通性強(qiáng)的特點(diǎn)。大部分新建客運(yùn)站房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有通透性特點(diǎn)。作為樞紐型客源站，每逢節(jié)假日內(nèi)部空間人流量聚集大、人員流通大，且該種狀態(tài)持續(xù)時(shí)間長?？紤]到實(shí)際使用的便利性需求，站房內(nèi)部空間一般不設(shè)置門斗。這就凸顯了站房內(nèi)空間高大空曠的特點(diǎn)。站房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)則具有通透性強(qiáng)、遮陽效果較好的特點(diǎn)。站房內(nèi)部空間區(qū)域具有模擬聚集情況分布的特點(diǎn)。由于大部分客運(yùn)站房的候車廳直連外站臺，且為兩開門設(shè)計(jì)，內(nèi)門與外門為直通設(shè)計(jì)，兩端相連。因此，站房內(nèi)共享空間還具有侵入負(fù)荷較大的特點(diǎn)[1]。

客運(yùn)站房冷熱負(fù)荷受圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料、遮陽性、保溫性、內(nèi)外風(fēng)量交換程度等因素影響。冷熱負(fù)荷的侵入會影響暖通空調(diào)的適用效果。改善客運(yùn)站房冷熱負(fù)荷從以下幾方面：其一，一般維護(hù)結(jié)構(gòu)材料建議選擇傳熱負(fù)荷較小的材料，并增加客運(yùn)站房房檐的挑出程度，增加房檐的遮光效果。其二，頂棚選擇遮光性較好的材料，維護(hù)結(jié)構(gòu)玻璃選擇遮光性較好、保溫性較好的材料，也可以降低客運(yùn)站房空間內(nèi)冷熱負(fù)荷對于暖通供暖和空調(diào)制冷的影響。其三，在外門設(shè)計(jì)時(shí)，對門設(shè)計(jì)在大空間內(nèi)容易形成過堂風(fēng)，容易造成內(nèi)部空間侵入負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)的增加。建議設(shè)計(jì)外門時(shí)，盡量避開對門設(shè)計(jì)。

2 站房供暖系統(tǒng)

2.1 供暖熱負(fù)荷

依據(jù)室內(nèi)室外空氣參數(shù)計(jì)算站房各區(qū)域熱負(fù)荷、單位采暖面積熱指標(biāo)。

2.2 熱源

若車站附近存在城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)，則優(yōu)先選擇與城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)連接，與管網(wǎng)產(chǎn)權(quán)單位簽訂供熱協(xié)議以滿足新建站房的集中供暖需求，一般站房在地下一層設(shè)置換熱站，選用兩套板式換熱機(jī)組，將市政一次水90/70℃換熱為的二次熱水75/50℃和55/45℃分別提供給散熱器系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)；若車站附無城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)，需要自建熱源的，優(yōu)先采用空氣源熱泵機(jī)組（嚴(yán)寒地區(qū)采用CO2空氣源熱泵）產(chǎn)出65/40℃熱水為站房提供供暖熱源。

2.3 供暖形式

站房冬季進(jìn)站廳、候車廳、售票廳、VIP 候車室采用地板輻射供暖，不足部分由空調(diào)機(jī)組補(bǔ)充。其余辦公、休息、旅服等房間采用風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)或多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)供暖。散熱器系統(tǒng)形式優(yōu)先選用雙管同程系統(tǒng)，散熱器連接方式為同側(cè)上進(jìn)下出，供水支管上設(shè)置兩通恒溫控制閥。供回水干管敷設(shè)坡度為0.003。在每組散熱器上部設(shè)手動跑風(fēng)一只，最高處設(shè)自動排氣閥，最低處設(shè)泄水絲堵。每對立管上下各裝同管徑截止閥一只[2]。

2.4 采暖熱計(jì)量及室溫控制，系統(tǒng)平衡、調(diào)節(jié)手段

換熱機(jī)組依次設(shè)置熱計(jì)量裝置，各分支環(huán)路回水管設(shè)置靜態(tài)平衡閥。

2.5 設(shè)備及管材、保溫

地面輻射采暖系統(tǒng)埋管選用阻氧PE-RT 管（耐熱增強(qiáng)聚乙烯管），質(zhì)量應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/DIS15875。連接件與螺紋連接部分配件的本體材料應(yīng)為鍛造黃銅，其物理力學(xué)性能應(yīng)符合有關(guān)要求。地面保溫層采用聚苯乙烯泡沫塑料，其密度為25kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.05W/m.K，壓縮應(yīng)力不小于100kPa，吸水率不大于4%，氧指數(shù)不小于32，系統(tǒng)采用銅質(zhì)閥門、過濾器。

站房內(nèi)散熱器采用表面噴塑四柱760（內(nèi)腔無黏砂）散熱器或銅鋁復(fù)合散熱器，管材選用鍍鋅鋼管。

3 站房空調(diào)系統(tǒng)

3.1 空調(diào)冷負(fù)荷

依據(jù)室內(nèi)室外空氣參數(shù)計(jì)算站房各區(qū)域冷負(fù)荷、單位采暖面積冷指標(biāo)。

3.2 空調(diào)冷源及冷媒選擇

夏季需要空調(diào)制冷時(shí)，主要以電制冷為主?？紤]到經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性原則，制冷發(fā)電源可以采用經(jīng)濟(jì)性較好的清潔能源。冷源用電具體以新建客運(yùn)站周邊的能源結(jié)構(gòu)等實(shí)際條件為主。也可以組合多種能源形式，來滿足夏季客運(yùn)站房節(jié)能減排制冷用電需求的同時(shí)，進(jìn)一步提升節(jié)能效益。如太陽能組合天然氣能源結(jié)構(gòu)，優(yōu)先使用客運(yùn)站房配套的太陽能能源，在太陽能不足的情況下應(yīng)用天然氣能源作為補(bǔ)充。在站房地下層設(shè)置制冷機(jī)房，總冷負(fù)荷較大的站房采用離心式冷水機(jī)組，總冷負(fù)荷較小的站房采用風(fēng)冷螺桿機(jī)組或空氣源熱泵供冷。冷卻塔設(shè)置于站房屋面；冷水供回水溫度7/12℃，冷卻供回水溫度32/37℃。舒適性空調(diào)采用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，室外機(jī)設(shè)置于站房外面。所有空調(diào)制冷機(jī)組均采用環(huán)保型冷媒（R134a 等）。

3.3 各空調(diào)區(qū)域的空調(diào)方式

站房進(jìn)站廳、候車廳等大空間場所采用全空氣系統(tǒng)，其余售票室、辦公、休息、旅服等房間采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。進(jìn)站廳、候車廳采用噴口側(cè)送風(fēng)，集中下側(cè)回風(fēng)?？照{(diào)季節(jié)通過組合式空調(diào)機(jī)組進(jìn)行空調(diào)送、排風(fēng)。非空調(diào)季節(jié)，利用組合式空調(diào)機(jī)組進(jìn)行通風(fēng)。站內(nèi)通信、信號、信息等設(shè)備機(jī)房設(shè)置機(jī)房專用空調(diào)，以滿足工藝要求。每個(gè)房間設(shè)置2 臺及以上空調(diào)，設(shè)置2 臺空調(diào)的房間每臺的容量按照負(fù)荷量的75%配置。設(shè)置3臺及以上的房間考慮1.2 倍負(fù)荷量的冗余。10～15m2的小型機(jī)房設(shè)置1 臺普通空調(diào)即可，消防控制室、綜合監(jiān)控室等房間設(shè)置分體空調(diào)。

3.4 空調(diào)水系統(tǒng)制式

空調(diào)水系統(tǒng)一般采用異程雙管式一次泵定流量系統(tǒng)。組合式空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管的回水管設(shè)置動態(tài)平衡電動二通調(diào)節(jié)閥，根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)節(jié)冷水供水量，同時(shí)保證水力平衡。各環(huán)路回水主干管上設(shè)靜態(tài)平衡閥。

3.5 檢測與控制

3.5.1 各辦公房間通過房間溫控器進(jìn)行控制，并結(jié)合冷媒溫度分階段調(diào)整來實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，風(fēng)機(jī)盤管和電動兩通閥要求聯(lián)動控制；根據(jù)室內(nèi)濕度調(diào)整熱泵新風(fēng)機(jī)組出風(fēng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)濕度的控制。

3.5.2 在非空調(diào)季，發(fā)熱房間根據(jù)室內(nèi)設(shè)定溫度自動開啟多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行供冷；使用組合式空調(diào)機(jī)組的區(qū)域可利用組空全新風(fēng)運(yùn)行，其余房屋均開啟外窗，通過自然通風(fēng)實(shí)現(xiàn)降溫。

3.5.3 空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)采用就地控制、冷凍站集中控制、中央控制三級監(jiān)測及控制的模式。

3.6 管材及保溫

3.6.1 送、排風(fēng)風(fēng)道采用復(fù)合風(fēng)道、各類風(fēng)口均采用鋁合金材質(zhì)、風(fēng)道閥門采用鋼制閥門，風(fēng)管性能指標(biāo)必須符合規(guī)范要求。

3.6.2 冷凍水管或冷卻水管根據(jù)管徑，合理采用鍍鋅鋼管絲扣連接、無縫鋼管或螺旋焊縫鋼管焊接連接。冷凝水管選用UPVC 管，采用膠黏連接。

3.6.3 冷凍水管、冷凝水管保溫材料選用橡塑保溫材料，保溫層厚度按《設(shè)備及管道保冷設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(GB/T 15586—1995)中防止表面凝露的計(jì)算確定。

3.7 空調(diào)冷熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

空調(diào)冷熱水系統(tǒng)管道敷設(shè)全部應(yīng)采取保冷、保溫措施，選擇巖棉管殼、玻璃棉管殼、發(fā)泡橡塑料隔熱材料等設(shè)計(jì)保冷保溫層。冷熱管道水平敷設(shè)，應(yīng)該設(shè)計(jì)一定的坡度，預(yù)防管道出現(xiàn)上翻或下翻的問題。同時(shí)，還需要在系統(tǒng)最高點(diǎn)設(shè)置自動排氣閥、在系統(tǒng)最低點(diǎn)設(shè)計(jì)泄水閥。自動排氣閥禁止設(shè)在吊頂內(nèi)，應(yīng)該設(shè)在吊頂下部，以便于管道空氣的排出。在管道伸長量有限的情況下，應(yīng)該對水平管道設(shè)計(jì)彎曲，作為自然補(bǔ)償。垂直管道則可以設(shè)計(jì)波紋管式的補(bǔ)償器，解決熱力補(bǔ)償?shù)膯栴}。在自然補(bǔ)償量不足的情況下，還可以通過設(shè)置方形補(bǔ)償器、套筒式補(bǔ)償器等形式增加供熱系統(tǒng)管道的熱力補(bǔ)償。在設(shè)計(jì)空調(diào)水系統(tǒng)時(shí)，可以采用壓縮式冷水機(jī)組和換熱器，可增加對水管系統(tǒng)的防腐保護(hù)。采用溴化鋰吸收式冷溫水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該增加電子水處理設(shè)備或鈉離子交換器，設(shè)計(jì)軟化水環(huán)節(jié)。

4 站房通風(fēng)系統(tǒng)

衛(wèi)生間設(shè)置直流式排風(fēng)系統(tǒng)，保持衛(wèi)生間內(nèi)一定負(fù)壓值，衛(wèi)生間門上設(shè)置百葉口或門下邊緣留20mm 縫隙補(bǔ)風(fēng)，辦公區(qū)衛(wèi)生間排風(fēng)量按10 次/時(shí)換氣進(jìn)行計(jì)算、公共區(qū)衛(wèi)生間排風(fēng)量按15 次/時(shí)換氣進(jìn)行計(jì)算。站房內(nèi)各變電所、配電間、制冷機(jī)房等有余熱余濕氣體的房間，根據(jù)工藝散發(fā)的熱濕量計(jì)算通風(fēng)量設(shè)置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。站房內(nèi)制冷機(jī)房、變電所等設(shè)置事故，排風(fēng)通風(fēng)換氣次數(shù)不小于12 次。對于氣體滅火房間，滅火后要進(jìn)行事故通風(fēng)，換氣次數(shù)每小時(shí)不小于5 次。按照污染物的性質(zhì)合理設(shè)置排風(fēng)口。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著鐵路工程項(xiàng)目的不斷發(fā)展，城市新建鐵路客運(yùn)站項(xiàng)目大多以大型綜合交通樞紐站為主，而綜合交通樞紐站在規(guī)劃建設(shè)規(guī)模和客運(yùn)站的服務(wù)功能上都提出了更高的要求。綠色、環(huán)保、節(jié)能是當(dāng)前社會發(fā)展的主要要求，客運(yùn)站暖通空調(diào)設(shè)計(jì)更要滿足環(huán)保節(jié)能要求，通過對新建鐵路客運(yùn)站房特點(diǎn)的分析和把握，對站房供暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅滿足了客運(yùn)站使用要求，還提高了應(yīng)用舒適性，取得了良好的經(jīng)濟(jì)性。從綠色、環(huán)保、節(jié)能出發(fā)，注重優(yōu)化設(shè)計(jì)，并提升新建客運(yùn)站房運(yùn)行的綜合效益，是當(dāng)前乃至以后的主流趨勢。