占地受限地铁车站环控设计方案的优化_陈宜汉.pdf

建筑设计建 筑 技 术 开 发 27Architectural DesignBuilding Technology Development第50卷第2期2023年2月近年来，在我国城市轨道交通飞速发展的大势下，截至2020年底，青岛市地铁1号线北段、8号线北段顺利开通，青岛地铁线网运营线路达到6条，运营车站数量增至106座，运营里程超过245 km。除主城区外，青岛地铁线网辐射到城阳区、胶州市，为青岛区域协同发展再增强劲新动能。在城市轨道交通的建设中，将地铁车站规划在人流密度大、主干线上的交通枢纽处，这样更有利于人们出行，增加城轨客流量，有利于解决城市交通的拥堵问题。然而，交通枢纽处又面临着占地困难的问题，虽然地铁是地下工程，但也有车站风亭、冷却塔等设备需要设置在地面，而且风亭、冷却塔对周边环境有噪声污染，需要满足周边环评要求。基于青岛某地面条件极其恶劣的地铁车站，通过前期与土建的配合，后期对车站通风空调系统设计方案的优化，完成车站的设计工作。1 工程概况本站处于青岛市南区团岛老城区，位于两条主干道交叉路口处，为暗挖地下二层岛式车站，且车站小里程端设有存车线大断面。该站西北角、西南角及南北侧均为老住宅区，东北及东南角分别是公寓和小学用地，以上区域确认均不满足拆迁要求，导致车站风亭及出入口占地受限。由图1可知，经多次实地踏勘及研讨，确定在该站小里程端 5 风井位置道路转弯处有一地块可被占用，该站大里程端 2 风井位置道路交叉口处有一三角地块可被占用。由此可见，该站地面条件极其恶劣，已不能按照常规地铁车站环控系统方案设计，需要结合实际地形，灵活发挥，优化本站通风空调系统方案设计。562341图1 车站总平面示意2 集中设置新、排风井方案该站采用站台设置可调通风型站台门的通风空调系统，本线常规车站应在车站大、小里程端各设置新风亭1座，排风亭1座，活塞兼机械风亭2座，以满足车站及区间环控需求。基于该站小里程端仅有 5 风井位置占地可用，不能满足设置4座风井要求，经过方案比选，最终采用在大里程端集中设置新排风亭各1占地受限地铁车站环控设计方案的优化陈宜汉，朱祝龙，姜林月（中铁第六勘察设计院集团有限公司，山东青岛 266000）摘要 以青岛市某在建地铁车站为研究对象，基于车站地面占地受限，通过集中设置车站新、排风亭，优化公共区及设备区通风空调系统设计方案，以满足车站各区域空气参数要求；取消了传统冷却塔方案，改用不占地面空间的蒸发冷凝技术，在地下空间解决冷源问题；探讨在满足区间活塞风要求下取消部分活塞风亭，以减少地面占地；在满足车站环境要求的前提下，最大限度地减少地面占地。关键词 占地受限；集中风亭；空调系统；冷源 中图分类号TU 962 文献标志码B 文章编号1001-523X（2023）02-0027-02OPTIMIZATION ANALYSIS OF ENVIRONMENTAL CONTROL SYSTEM DESIGN SCHEME OF SUBWAY STATION WITH LIMITED GROUND OCCUP-ATIONChen Yi-han，Zhu Zhu-long，Jiang Lin-yue AbstractTaking a subway station under construction in Qingdao as the research object,due to the limited ground area of the station,the design scheme of ventilation and air conditioning system in the public area and equipment area was optimized by centralizing the fresh air pavilion and the exhaust air pavilion to meet the requirements of air parameters in each area of the station.In order to solve the problem of cold source in underground space,the cooling tower was replaced by the evaporative condenser which did not occupy ground space.In order to reduce the ground occupation,it was discussed to cancel a piston ventilating pavilion under the premise of interval piston wind.Under the premise of meeting the environmental requirements of the station,the ground area should be reduced to the maximum extent.Keywordslimited occupancy area;concentrated ventilating pavilion;airconditioning system;cold source收稿日期：20221125作者简介：陈宜汉（1990），男，安徽宿州人，工程师，主要研究方向为地下空间轨道交通环控系统设计。建筑设计建 筑 技 术 开 发28 Architectural DesignBuilding Technology Development第50卷第2期2023年2月座，小里程端不再设置新排风亭的方案。常规车站大、小里程端均设置新排风亭，所以车站公共区可由车站两端提供送、排风，而本站由于地面条件限制，该站小里程端不再设置新排风井，仅在大里程端设置新排风井。在车站大里程端站厅层环控机房内设置空调设备：机房内各设置2台组合空调机组，2台回排风机。将公共区分为左、右端区域，设备运行中，组合空调机组1与回排风机1联动，主要为公共区左端区域服务；组合空调机组2与回排风机2联动，主要为公共区左端区域服务。此方案可以分别将两组组合空调机组和回排风机风压匹配，节省风机能耗，避免造成浪费。设计中，将站厅层及站台层公共区划为一个防火分区。站厅层公共区面积为1 800 m2，小于2 000 m2，划分为1个防烟分区；站台层公共区面积为1 085 m2，小于2 000 m2，也划分为1个防烟分区。当站厅发生火灾时，由排烟风机1、2同时进行排烟，出入口自然补风；当站台发生火灾时，也由排烟风机1、2同时进行排烟，由出入口、站厅进行补风。A出入口长度为62.4 m，大于60 m，需要设置排烟系统。结合A出入口地面亭建筑，设置一地面排烟机房，机房内布置排烟风机通过风管接入A出入口内排烟，并由出入口自然补风。基于满足车站功能需要，该站小里程端仍需布置设备用房，由于小里程端已经取消了新排风井，该站小里程端不再设置环控机房。为满足设备房通风需求，采用从A出入口地面亭处设置一间通风空调机房：排烟机房右侧即为布置新、排风机的通风空调机房，新排风机分别通过新风管、排风管连接至小里程端设备房间。当通风能够满足小里程端设备房温湿度要求时，开始新、排风机为房间通风；当通风不能够满足设备房温湿度要求时，需要考虑为房间设置空调系统。考虑造价及节能因素，采用多联机+通风系统方案，当仅开启新排风机不能满足设备房环境要求时，同时开启多联机系统；多联机室外机设置在A出入口地面亭排烟机房附近，占地小且能满足功能要求。3 采用蒸发冷凝设备取代冷却塔方案参考该站所在地铁线其他站设计，本站若采用设置地面冷却塔的方案，至少需要36 m2的地面占地，考虑到冷却塔与风亭及周边建筑物的间距要求，将需要更大的占地面积。由于车站所在位置地面占地受限，不能满足冷却塔占地需求。该站为暗挖车站，特点是站厅层起拱较高，相对于明挖车站有更高的层高，更加利于设备及管线的布置安装，所以经过对比选择，决定取消在地面设置冷却塔，改为在地下设置蒸发冷凝制冷机组的方案。蒸发冷凝制冷机组设置在独立的冷水机房内，机房与新风道隔墙上设置新风阀，蒸发冷凝制冷机组与强排风机通过风管连接。设备运行时，强排风机开启，对新风道蒸发冷凝制冷机组进行排风，机组由冷水机房进风，由此机房内形成负压，打开新风阀，新风道内新风经新风阀自然补入冷水机房。采用蒸发冷凝设备取代冷却塔方案解决了地面无法占地的难题。4 单活塞/机械风亭方案如图1所示，该站小里程端地面仅有 5 位置可用作地铁占地，不能满足设置4座风亭的要求。且占地位置形状不规则，最初设计方案中，该站小里程端不考虑设置风亭，车站及区间隧道通风由该站大里程端活塞/机械风亭承担。该站站前在正线内侧设有两条存车线，经计算，仅通过隧道纵向通风时，存车线大断面处风速太小，不能满足规范要求。经研究后确定在小里程端设置一座单活塞/机械风亭，将活塞风道设在车站出站端，有利于将车站轨行区热量排出。在大断面中心位置纵向设置一道隔墙，将大断面分为左、右两个断面，分别在两个断面上设置一条轨顶风道，在轨顶风道上设置风口。大断面两条轨顶风道接入该站站内机械风道内，在每一条轨顶风道上分别安装一组风阀，事故时，开启风阀1（或风阀2）及隧道风机1对大断面排风。经计算，存车线处大断面通过设置轨顶风道的定点排风方案风速可满足规范规定。5 结束语通过以上论述，该站地面占地受限，仅在小里程端设置1座活塞/机械风井，可以满足车站及区间的通风排烟需求。该站取消小里程端新排风井，通过在A出入口亭附近设置环控机房并布置新排风机，结合多联机系统可以满足小里程端设备房环境要求。该站在大里程端设置集中新排风井，在大里程端环控机房集中布置风机及空调设备，能够解决车站公共区通风空调需求。在地面条件受限，无法设置冷却塔时，通过在地下设置蒸发冷凝设备，解决车站冷源占地问题，也是一种可行方案。参考文献1 李小坤.多联机空调与机械通风集成系统在地铁车站设备管理用房中的应用J.城市轨道交通研究,2019,22(7)：126128,132.2 吴益,王奕然,郭爱东.单端设置机房地铁车站公共区通风空调系统设计探讨与实践J.暖通空调,2017,47(12)：5457,123.