地鐵車站站廳公共區(qū)無風(fēng)管設(shè)計方案探討

吳 冬

（上海申通軌道交通研究咨詢有限公司，上海 200000）

地鐵車站站廳公共區(qū)是人們進(jìn)入車站乘車的公共空間，車站的裝修效果是人們對車站的第一印象，個性的車站可以讓人眼前一亮。現(xiàn)在越來越多的車站追求裸裝，為了實(shí)現(xiàn)裸裝的效果，必須隱藏一些管線，而風(fēng)管作為公共區(qū)最大的管線，必然成為隱藏的重點(diǎn)。

公共區(qū)的風(fēng)管具有空調(diào)及通風(fēng)、排煙功能。國內(nèi)有學(xué)者針對地鐵車站站廳氣流組織，分別從送回風(fēng)形式、送風(fēng)角度、送風(fēng)速度等方面進(jìn)行了分析探討，隱藏送回風(fēng)管需考慮到站廳層的氣流組織。根據(jù)研究表明，站廳地面2 m 高度處溫度、CO 濃度參數(shù)均不會對車站人員疏散造成太大影響，隱藏排煙管需考慮整個站廳層的排煙效果，將煙氣控制在一定高度。

目前，尚未有人研究過車站無風(fēng)管的具體方案，文章結(jié)合工程實(shí)際情況為工程師提供隱藏風(fēng)管的同時又能滿足車站站廳公共區(qū)空調(diào)、通風(fēng)、排煙等功能的思路。

1 站廳公共區(qū)無風(fēng)管設(shè)計的難點(diǎn)

1.1 站廳層送風(fēng)的均勻性、舒適性

車站的站廳公共區(qū)大都是上千平方米的大空間區(qū)域，且地鐵的客流量非常大，尤其是早、晚高峰時段，遠(yuǎn)期進(jìn)出車站的客流量每小時可達(dá)到上萬人次。

根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB 50157-2013）的要求，地鐵內(nèi)部空氣環(huán)境應(yīng)采用通風(fēng)、空調(diào)與供暖系統(tǒng)進(jìn)行控制，地鐵的通風(fēng)、空調(diào)與供暖系統(tǒng)應(yīng)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。

因此，站廳公共區(qū)送風(fēng)系統(tǒng)的均勻性、舒適性是非常有必要的。

1.2 站廳層排煙的必要性

地下車站的站廳和站臺是人員集中區(qū)域，無論是站廳或站臺發(fā)生火災(zāi)，還是著火列車進(jìn)站疏散乘客，為保證站廳在規(guī)定時間內(nèi)人員撤離所需要的環(huán)境條件，必須設(shè)置可靠的防煙、排煙設(shè)施。

根據(jù)《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251-2017）要求：排煙口宜設(shè)置在頂棚或靠近頂棚的墻面上，且排煙口應(yīng)設(shè)置在儲煙倉內(nèi)。對于站廳公共區(qū)而言，排煙風(fēng)口必須設(shè)置在站廳層頂部的儲煙倉內(nèi)，排煙管也相應(yīng)要設(shè)置在站廳層上部的空間內(nèi)。

《地鐵設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51298-2018）和《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251-2017）均要求：防煙分區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)至最近排煙口的水平距離不應(yīng)大于30 m，當(dāng)室內(nèi)凈高大于6 m 時，該距離可增加至37.5 m。要想保證站廳的排煙效果，排煙口的間距必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求布置。

綜上所述，站廳公共區(qū)的風(fēng)管有兩類，一類是用于公共區(qū)平時空調(diào)和通風(fēng)的風(fēng)管，另一類是用于火災(zāi)排煙的風(fēng)管，站廳公共區(qū)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)是必不可少的。隱藏風(fēng)管的同時還必須考慮站廳送風(fēng)系統(tǒng)的均勻性、舒適性和站廳排煙管風(fēng)口布置的合理性。

2 站廳公共區(qū)無風(fēng)管設(shè)計的解決措施

典型車站站廳層的中間是站廳公共區(qū)，公共區(qū)的兩側(cè)是由地鐵的設(shè)備管理用房、環(huán)控機(jī)房、風(fēng)井等組成的設(shè)備區(qū)，車站兩端則是區(qū)間的隧道風(fēng)機(jī)房。

對于典型車站的站廳，氣流組織按均勻送、排風(fēng)設(shè)計，目前站廳采用的是“頂送”+“頂回”的風(fēng)管布置形式，從車站兩端機(jī)房由組合式空調(diào)箱向公共區(qū)送風(fēng)，再通過回排風(fēng)機(jī)從公共區(qū)的回排風(fēng)管進(jìn)行回排風(fēng)。站廳公共區(qū)的回排風(fēng)管一般兼做排煙風(fēng)管，回排風(fēng)機(jī)和排煙風(fēng)機(jī)獨(dú)立設(shè)置。

車站站廳公共區(qū)要實(shí)現(xiàn)無風(fēng)管化，首先要考慮建筑房間功能的布局合理性，兩端的環(huán)控機(jī)房與公共區(qū)相鄰設(shè)置最為合適，這種布置方式可以讓一部分風(fēng)口設(shè)置在公共區(qū)的側(cè)墻上，減小延伸至公共區(qū)管線的尺寸。

對于側(cè)墻風(fēng)口的類型，可以選用球形噴口，球形噴口具有送風(fēng)距離遠(yuǎn)、噪聲小的特點(diǎn)。為了能滿足送風(fēng)氣流方向在受到外部因素干擾的工況下，需要做相應(yīng)變化的要求時，可通過人工、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)或溫度自動感應(yīng)控制系統(tǒng)隨時對風(fēng)口轉(zhuǎn)角進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)送風(fēng)氣流方向的變化。

其次可以利用裝修方案，將風(fēng)管巧妙地藏匿起來的同時也能保證功能。站廳公共區(qū)的離壁墻、通往站臺樓扶梯的四周等位置均可以提供選擇。

3 站廳公共區(qū)無風(fēng)管設(shè)計方案

3.1 兩層車站或者兩層拱形車站

將環(huán)控機(jī)房布置在站廳公共區(qū)兩端，可以在側(cè)墻上設(shè)置3 種風(fēng)口，分別為送風(fēng)口、集中回風(fēng)口和排煙風(fēng)口。側(cè)墻的送風(fēng)口采用球形噴口，最大化保證送風(fēng)的輸送距離，通過球形噴口的選型可知，噴口可以滿足15 m 范圍內(nèi)的送風(fēng)需求。貼側(cè)墻的地面處設(shè)置站廳層的集中回風(fēng)口，在側(cè)墻靠近頂部的位置設(shè)置排煙風(fēng)口。如圖1 圖所示。

圖1 公共區(qū)側(cè)墻剖面圖

站廳公共區(qū)的長度約為100 m，按照上述布置方案，站廳兩端各15 m 范圍內(nèi)的區(qū)域可以滿足送風(fēng)均勻性的要求，站廳中部仍有約70 m 長的區(qū)域是兩端側(cè)墻上的球形噴口無法送到的，為保證人員的舒適性，這塊區(qū)域也需要設(shè)置均勻送風(fēng)。

按照無風(fēng)管的要求，站廳公共區(qū)的頂部無法布置風(fēng)管，送風(fēng)的管線只能沿地面設(shè)置。對于兩層車站而言，站廳通往站臺的樓扶梯側(cè)面是隱藏風(fēng)管的最佳位置，可以將風(fēng)管貼地設(shè)置在扶梯側(cè)面，并在風(fēng)管頂部開設(shè)風(fēng)口，最后利用裝修將風(fēng)管包裹，達(dá)到風(fēng)管與樓扶梯渾然一體的效果，隱藏風(fēng)管的同時也能夠感受到空調(diào)的涼爽。

將風(fēng)管延伸至站廳公共區(qū)中部的方案是先將送風(fēng)管由機(jī)房下到站臺層，再通過站臺層的路徑將風(fēng)管延伸至扶梯的四周。為了滿足站臺層的空調(diào)和排煙要求，其本身就需設(shè)置送風(fēng)管和回排風(fēng)兼排煙管，滿足站臺層要求的風(fēng)管沿站臺層兩側(cè)并貼著屏蔽門布置。站臺層的管線不僅有風(fēng)管，還有消防水管、動力照明的橋架、弱電橋架等各專業(yè)的管線，前往站廳層的送風(fēng)管只能在站臺層中部的區(qū)域布置。

從站臺層上至站廳層的風(fēng)管，緊沿樓扶梯的周圍貼地設(shè)置，在風(fēng)管的頂部開設(shè)百葉風(fēng)口，并結(jié)合裝修在風(fēng)口處設(shè)置防護(hù)網(wǎng)。如圖2 所示。

圖2 公共區(qū)風(fēng)管、風(fēng)口布置圖

站廳層公共區(qū)設(shè)置了3 組樓扶梯，兩端的樓扶梯由環(huán)控機(jī)房設(shè)置的組合式空調(diào)機(jī)組進(jìn)行空調(diào)送風(fēng)，中間的一組樓扶梯與兩端的樓扶梯之間距離有10 m 左右，為滿足人員的舒適度要求，該區(qū)域也應(yīng)設(shè)置空調(diào)送風(fēng)。但是站臺層的管線繁多，空間緊張。兩端的組合式空調(diào)機(jī)組直接由室外引入新風(fēng)，可以滿足人員新風(fēng)量的要求，中間部樓扶梯的系統(tǒng)只需制冷送風(fēng)即可，可在站臺的樓扶梯背部三角用房內(nèi)設(shè)置柜室空調(diào)箱，該空調(diào)箱僅對站廳中部送風(fēng)，空調(diào)箱的回風(fēng)設(shè)置在站臺層。

從站臺層中部上至站廳層的風(fēng)管，也緊沿樓扶梯的周圍貼地設(shè)置，在風(fēng)管的頂部開設(shè)百葉風(fēng)口，結(jié)合裝修在風(fēng)口處設(shè)置防護(hù)網(wǎng)。如圖2 所示。

綜上，站廳層無風(fēng)管設(shè)計方案已完成送風(fēng)管、回排風(fēng)管的布置。

站廳公共區(qū)兩端側(cè)墻上已經(jīng)開設(shè)排煙風(fēng)口，為滿足“防煙分區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)至最近排煙口的水平距離不應(yīng)大于30 m”和“每個排煙口的排煙量不應(yīng)大于最大允許排煙量”的要求，站廳公共區(qū)中部需增設(shè)排煙口。對于站廳公共區(qū)旁有附屬的車站，可以利用附屬空間布置排煙管，在結(jié)構(gòu)外墻預(yù)留管線的穿孔，排煙管支管通過結(jié)構(gòu)預(yù)留的孔洞伸入公共區(qū)，再在側(cè)墻上開設(shè)排煙口。如圖2 所示。

對于站廳公共區(qū)旁沒有附屬的車站，在保證人員通行寬度的前提下，增加公共區(qū)離壁墻的寬度，利用公共區(qū)離壁墻內(nèi)的空間隱藏布置下排煙風(fēng)管，排煙風(fēng)管貼頂設(shè)置，在風(fēng)管的側(cè)面開設(shè)排煙口，保證排煙距離和排煙口風(fēng)量的要求。

上述方案即為兩層車站或者兩層拱形車站的無風(fēng)管設(shè)計方案，在實(shí)現(xiàn)站廳公共區(qū)空調(diào)系統(tǒng)均勻送風(fēng)的同時，也能滿足公共區(qū)機(jī)械排煙的規(guī)范和功能要求。

3.2 三層車站

三層車站設(shè)置有設(shè)備層，設(shè)備層的層高6～7 m，公共區(qū)的通風(fēng)空調(diào)機(jī)房設(shè)置在站廳層和設(shè)備層均可，在公共區(qū)的側(cè)墻上設(shè)置球形的噴口送風(fēng)、貼墻設(shè)置集中回風(fēng)、頂部設(shè)置排煙口、離壁墻內(nèi)設(shè)置排煙口、公共區(qū)樓扶梯的四周設(shè)置落地且由裝修包裹的空調(diào)送風(fēng)口的方案依然可行，原本穿越站臺的風(fēng)管可以從設(shè)備區(qū)穿越，依然可以滿足功能需求。

對于兩層車站，站廳公共區(qū)離壁墻的位置與站臺對應(yīng)的是軌行區(qū)，公共區(qū)的風(fēng)管無法進(jìn)入軌行區(qū)，但對于三層車站而言，站廳公共區(qū)離壁墻的位置與設(shè)備區(qū)對應(yīng)的也是離壁墻，該處可以穿行風(fēng)管，三層車站站廳公共區(qū)的送風(fēng)系統(tǒng)可以有區(qū)別于兩層車站的解決方案。

先在站廳層兩端的設(shè)備區(qū)隔墻上開設(shè)球形送風(fēng)噴口，保證車站兩端送風(fēng)的均勻性，再在設(shè)備層中部貼頂設(shè)置站廳公共區(qū)的送風(fēng)管，風(fēng)管穿越站廳層的底板，沿著站廳的離壁墻內(nèi)部布置，在風(fēng)管的側(cè)面開設(shè)球形送風(fēng)噴口，可以保證車站中部的送風(fēng)均勻性。

三層車站的無風(fēng)管設(shè)計方案與兩層車站的無風(fēng)管設(shè)計方案大致相同，只不過多了一種站廳的送風(fēng)系統(tǒng)在離壁墻內(nèi)設(shè)置的選擇，依然可以滿足各種功能需求和規(guī)范要求。

3.3 站廳公共區(qū)雙聯(lián)拱車站

站廳換乘的車站，結(jié)構(gòu)采用雙聯(lián)拱大空間形式以達(dá)到視覺上的沖擊感，為了不影響這種視覺效果，隱藏管線更為重要。車站站廳面積超過2000 m2，需要設(shè)置防煙分區(qū)，雙聯(lián)拱中間下垂部門可以作為天然的擋煙垂壁使用，將站廳公共區(qū)劃為兩個防煙分區(qū)。

經(jīng)過對比和研究，可以與土建專業(yè)配合，充分利用拱形車站的特點(diǎn)，將拱形車站弧底上方的空間利用起來，作為各專業(yè)管線穿越的空間。整個站廳共設(shè)置4 根送風(fēng)管和4 根回排風(fēng)兼排煙管，送風(fēng)口亦采用球形噴口，回排風(fēng)兼排煙口采用矩形的單層百葉風(fēng)口。

雙聯(lián)拱形式的車站實(shí)現(xiàn)站廳無風(fēng)管化完全是充分利用其本身的結(jié)構(gòu)空間特點(diǎn)，將管線隱藏于其中，以此來達(dá)到各種功能需求和規(guī)范要求。

4 結(jié)語

通過以上分析，主要結(jié)論如下：

對于兩層車站和三層車站，站廳公共區(qū)無風(fēng)管化設(shè)計可以利用建筑布局和裝修裝飾，將風(fēng)管巧妙地藏起來，在管線隱藏的同時亦可滿足規(guī)范等要求，送風(fēng)、回排風(fēng)及排煙的形式如下：

送風(fēng)形式：公共區(qū)與設(shè)備區(qū)的側(cè)墻開設(shè)球形噴口送風(fēng)、樓扶梯周圍隱藏風(fēng)管并在風(fēng)管頂部送風(fēng)或在離壁墻內(nèi)隱藏風(fēng)管并采用球形噴口側(cè)面送風(fēng)。

回排風(fēng)形式：公共區(qū)與設(shè)備區(qū)的側(cè)墻處開設(shè)回排風(fēng)口進(jìn)行集中回排風(fēng)。

排煙形式：離壁墻內(nèi)隱藏風(fēng)管并側(cè)開排煙口排煙或利用公共區(qū)附屬來布置排煙管并延伸至公共區(qū)內(nèi)排煙。

對于雙聯(lián)拱這種特殊的車站，站廳無風(fēng)管化設(shè)計就得充分利用結(jié)構(gòu)空間，將送風(fēng)管、回排風(fēng)管、排煙風(fēng)管均隱藏布置在結(jié)構(gòu)管廊中，從而滿足整個公共區(qū)空間的視覺效果。