地鐵地下車站環(huán)控設(shè)計問題分析

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1、地鐵地下車站環(huán)控設(shè)計問題分析摘要:通過對工程實踐的經(jīng)驗總結(jié),提出地鐵地下車站環(huán)控設(shè)計中存在的一些共性問題,并給出改進意見。關(guān)鍵詞:地下車站 環(huán)控設(shè)計 機房 風(fēng)亭  地鐵工程設(shè)計中環(huán)控專業(yè)的任務(wù)是:當列車正常運行時保證地鐵內(nèi)部環(huán)境的空氣質(zhì)量、溫濕度、氣流組織、氣流速度和噪聲等均能滿足人員的生理及心理條件要求和設(shè)備正常運轉(zhuǎn);當列車阻塞在區(qū)間隧道內(nèi)時向阻塞區(qū)間提供一定的送、排風(fēng)量,以保證列車空調(diào)冷凝器的繼續(xù)運行,從而維持列車內(nèi)部乘客能接受的熱環(huán)境條件;當軌道交通系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時,根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的具體位置,能提供有效的排煙措施,為乘客和工作人員提供足夠

2、的新風(fēng),并形成一定的迎面風(fēng)速,引導(dǎo)乘客安全撤離。環(huán)控方案的優(yōu)劣不僅影響本專業(yè)設(shè)計目的的實現(xiàn),還與建筑、結(jié)構(gòu)、工藝、規(guī)劃及車站總體造價直接相關(guān)。近年來筆者所在單位參與了國內(nèi)外多個地鐵工程的投標、設(shè)計總包、監(jiān)理,根據(jù)工程實踐,筆者對環(huán)控設(shè)計存在的一些較為共性問題進行分析論述并提出改進意見,供同行參考。  1環(huán)控機房優(yōu)化  地下車站環(huán)控機房包括:區(qū)間隧道風(fēng)機(TVF,tunnelventilationfan)風(fēng)道、軌頂軌底排熱U/O風(fēng)機風(fēng)道、環(huán)控大小系統(tǒng)空調(diào)機房與新回風(fēng)道、冷水機房等。一個標準的地下兩層島式車站,例如有效站臺長140m,寬12m,

3、其車站面積約8000~10000m2,其中環(huán)控機房面積至少2000m2,占車站總面積的1/5以上。筆者認為環(huán)控機房的優(yōu)化十分必要且大有節(jié)能潛力,本文從以下兩點分析?! ?)與建筑、結(jié)構(gòu)方案密切配合  地鐵環(huán)控有別于地上公共建筑,其公共區(qū)大系統(tǒng)無論平時的通風(fēng)空調(diào)負荷還是火災(zāi)時的排煙負荷都相對較大;設(shè)備管理用房小系統(tǒng)因有牽、降變電所,設(shè)備發(fā)熱量大,為滿足工藝要求其通風(fēng)空調(diào)負荷也相對較大。因此,大、小系統(tǒng)均存在著設(shè)備尺寸和送排風(fēng)道相對較大的問題。這樣機房面積小了滿足不了其功能要求和日常維修管理的需要,這是絕不允許的;面積大了又會造成浪費(土建造價

4、約為1萬元/m2)。環(huán)控機房要達到設(shè)備布置、系統(tǒng)安裝、氣流組織的合理優(yōu)化須由暖通、建筑、結(jié)構(gòu)、工藝等各專業(yè)綜合協(xié)調(diào)及互相配合。建筑布局的合理是其方案優(yōu)化的前提,而建筑方案受限于城市規(guī)劃與地鐵線路等諸多因素。環(huán)控專業(yè)設(shè)計人員應(yīng)主動參與各階段建筑方案設(shè)計與調(diào)整,密切配合各環(huán)節(jié)接口方案優(yōu)化。上海9號線宜山路站為地下四層島式站,建筑面積24500m2。四層站環(huán)控方案本來比一般兩層車站復(fù)雜,但設(shè)計時巧妙地利用了空間,其特點是:平面布置緊湊,各系統(tǒng)與設(shè)備的設(shè)置打破常規(guī)的思路,利用機房層高局部設(shè)置設(shè)備夾層,通過設(shè)備、風(fēng)道、風(fēng)室、風(fēng)閥的功能協(xié)調(diào),實現(xiàn)了設(shè)備

5、布置與氣流組織的合理化。特別是區(qū)間機械TVF風(fēng)道與軌頂軌底排熱U/O風(fēng)機風(fēng)道的設(shè)置,其特點是每一端的每一臺風(fēng)機都能設(shè)置在最佳位置,有的利用空間,有的則利用延長風(fēng)道,真正實現(xiàn)了機房和風(fēng)道面積最小化。上海明珠線浦東大道站為標準地下兩層島式曲線站,建筑面積9850m2。該站環(huán)控設(shè)計值得借鑒的是工藝設(shè)備用房的建筑平面布置。主要工藝用房牽、降變電所等設(shè)置在有利于環(huán)控送回風(fēng)的最佳位置,這樣氣流順暢,同時節(jié)省機房面積及建筑空間。筆者認為以上兩個地鐵車站的環(huán)控設(shè)計較理想,實現(xiàn)了環(huán)控與建筑、結(jié)構(gòu)等專業(yè)的最佳配合。由于設(shè)計圖紙較復(fù)雜,此處未給出詳圖,感興趣的同

6、仁可與筆者進一步討論交流?! ?)建集中制冷站  這是近期經(jīng)常提出的研討課題。目前國內(nèi)地鐵多為各站分設(shè)冷水機房。建集中制冷站有兩種方案:一是橫向即一條線多個車站的制冷站合建。冷水通過管網(wǎng)(敷設(shè)在地下或地鐵隧道內(nèi))送至各車站。此方案需要根據(jù)不同線路和車站的方案具體從技術(shù)、經(jīng)濟、安全、節(jié)能、城市規(guī)劃等方面進行利弊分析比較確定。二是縱向即換乘站集中合建。目前國內(nèi)大城市均在大力興建地鐵,大型換乘站越來越多,且多條線縱向交叉。換乘站一般分為既有制冷站和新建制冷站。傳統(tǒng)的設(shè)計理念是不同線路分別建制冷站,這樣造成機房多、冷卻塔多。如果拆除既有制冷站并與新

7、建線路制冷站合建,只要實施社會化管理,對不同部門進行用冷計量,集中制冷站的方案完全可行,并具有明顯的優(yōu)勢:供冷半徑小,節(jié)約機房面積,減少站外冷卻塔與膨脹水箱數(shù)量,從而減少噪聲污染,美化城市景觀,精減運行管理人員以節(jié)省人員開支,提高制冷機COP值,節(jié)約能源及運行費用?! ?004年筆者所在單位對上海徐家匯大型換乘站建集中制冷站作了論證與研討,提出了分析數(shù)據(jù)與論點。徐家匯站是即將建設(shè)的地鐵R3,R4線與現(xiàn)有地鐵1號線在徐家匯的換乘樞紐站,分散方案中徐家匯各制冷機房的冷水機組設(shè)置情況為:1號線車站采用兩臺螺桿冷水機組,單臺制冷量為581kW(既有

8、);R3線車站采用兩臺螺桿冷水機組,單臺制冷量為1044kW(新建);R4線車站采用兩臺螺桿冷水機組,單臺制冷量為1044kW(新建)。根據(jù)徐家匯站全年冷負荷時間頻數(shù)、各制冷機部

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