地铁站换乘通道的暖通设计.doc

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【摘 要】针对本工程外部条件苛刻，接口较多，需联动操作等特点，介绍了换乘通道人数确定、空调通风与排烟兼用系统设计、火灾工况设备联动等方面的问题。
【关键词】换乘通道；人数确定；空调通风系统；排烟系统；联动控制

0引言
上海市轨道交通徐家汇站换乘通道是徐家汇交通枢纽的重要组成部分，位于上海徐家汇商业中心位置，由 1、9、11 三条线组成。
其中 1 号线徐家汇站位于漕溪路下，为地下二层岛式车站。9 号线徐家汇站利用港汇商场与港汇花园之间车行道下的地下室，改造作为地下二层13～14m 宽站台岛式车站。11 号线徐家汇站位于恭城路西侧，设地下五层 14m 宽新建站台岛式车站。徐家汇枢纽换乘通道是利用港汇地下一层、二层，通过 1 号线西侧地铁商场向下加层并新建虹桥路下换乘通道，形成 1、9、11 号线三线形成“Y”形付费区换乘通道公共区，如图 1，形成 1→9、9→1和 1→11、1←11 之间的换乘客流。
换乘通道和地铁车站相比，有明显的不同：（1）换乘通道一般仅作为换乘客流的通道，设备管理用房一般布置在车站内，通道内不设置售票系统，通道的尽头可能有进出站的轧机；（2）换乘客流量呈相向而行，人员密度大，易拥堵，高峰时尤其突出；（3）通道的条件一般比较苛刻，层高比较低，宽度比较小，通道范围内一般没有布置暖通机房的空间；（4）由于通道连接两个或多个车站，当发生火灾时，需车站相互联动排烟，控制模式复杂。

1换乘通道的空调负荷
由于徐家汇换乘通道为三线换乘，面积比较大，约 8386.1m2，人员比较集中，空调负荷比较大。空调负荷计算中，换乘通道得热量主要有下面几个方面：通过维护结构传入的热量，人体的散热量，照明设备散热量，设备、器具、管道及其它内部热源的散热量等。在各项得热量中，人体散热量是最主要的得热量，而且换乘通道内人数也决定着空调新风量。根据资料，地铁车站内人员负荷和与人员密切相关的新风负荷共占约 70%左右[5]。因此换乘通道内人数是决定空调负荷的关键因素。
根据换乘通道的特点，地铁车站公共区（站厅和站台）停留人数的计算方法不适用于换乘通道人数的计算。换乘通道内人数计算则要考虑乘客在换乘通道内停留时间，乘客在换乘通道内停留时间取决于换乘通道的长度和乘客在换乘通道内的步行速度。这样换乘通道内人数可按下式计算：
n通道＝G换乘t/60=G换乘（L/v）/60 （1）
式中，G换乘为换乘客流量，包括从 A 号线→B号线和 B 号线→A 号线，人/h；t 为乘客在通道内行走时间，min；L 为通道长度，m；v 为乘客在通道内行走速度，m/s；
乘客在通道内行走速度的数据没有资料可查。乘客在换乘通道内的步行速度和许多因素有关：乘客的自身状况（身体状况、携带行李的多少、对换乘方向的熟悉程度）、通道宽度、通道内有没有分流装置、楼梯或自动扶梯的数量等，理论上计算通道内步行速度比较困难。
笔者对上海几个较长换乘通道做过测试（当时通道内无分流措施）和分析。人民广场站，从 1 号线到 2 号线，在高峰时段换乘约 7～8 分钟，花时间比较多地方有：从下列车到站厅上楼梯阶段，客流比较大，拥挤；换乘通道内，客流交叉的地方，速度也很慢；上下换乘大厅内自动扶梯处，速度也很慢。根 据测试和分析，笔者认为换乘通道内步行速度取 45m/min 是比较合适的。
根据行车运营专业提供的换乘高峰小时客流量，计算换乘通道存留人数，具体如表 1 所示。

2换乘通道的空调系统设计
换乘通道通风空调系统划分为：TK1、TK2 两个系统。TK1 服务于 11 号线通道区（地下一层及去港汇地下二层换乘通道的楼梯口）、11 号线通道区、9 号线通道区；TK2 服务于 1 号线通道区、1号线新建换乘通道、1 号线加层大厅。
TK1 通风空调机房设于 11 号线车站南端地下一层，与 11 号线共用新、排风井。机房内设 1 台组合式空调机组（7×104m3/h）和 2 台回/排风机（每台 5.5×104m3/h）。承担换乘通道的 11 号线通道区（地下一层及去港汇地下二层换乘通道的楼梯口）、11 号线通道区、9 号线通道区（即防烟分区F、E、D、C、G）；采用一次回风全空气低速系统。气流形式为一送一排，气流组织为上送上排和侧送侧排（港汇地下二层换乘通道部分层高较低）。
TK2 通风空调机房设于 1 号线车站北端西侧地下一层内，与 1 号线车站、原西侧商场共用新风井，与原西侧商场共用排风墙孔。机房内设 1 台组合式空调机组（10.0×104m3/h）和 1 台回/排风机（10×104m3/h）。承担换乘通道的通道区、1 号线新建换乘通道、1 号线加层大厅（即防烟分区 A、B）；采用一次回风全空气低速系统。气流形式为一送一排，气流组织为上送上排和侧送侧排（港汇地下二层换乘通道部分层高较低）。

3换乘通道的排烟系统设计
换乘通道分为 7 个防烟分区（即防烟分区 A、B、C、D、E、F、G），排风管兼作排烟风管。TK1通风空调机房设于 11 号线车站南端地下一层，耐高温回排风机（HPF(B)-Ⅰ1、Ⅱ1）TK2 通风空调机房设于 1 号线车站北端西侧商场层内，正常工况的回/排风机，兼作车站公共区火灾工况时的排烟风机。

排烟风管无法到达防烟分区 C、G，而且防烟分区 C、G 距 9 号线车站公共区较近，所以防烟分区C、G得排烟由9号线车站大系统回排风机排烟。

4 换乘通道暖通运行操作表
徐家汇换乘通道的通风空调系统 TK1、TK2兼作火灾工况的排烟，属于全年运行设备，随着室外气象条件的变化及火灾工况的不同着火点，设备运行工况随之发生改变。具体要求见表 4。

徐家汇换乘通道连接三个车站，每个车站都属于不同的防火分区，换乘通道自己也是一个防火分区。若车站（公共区）和换乘通道某一处发生火灾，需启动火灾运行模式，相关通风空调系统联合运行排烟补风。但是换乘车站分属不同的运行线路，受控于不同的线路控制中心，两条线路控制中心协调控制一个换乘车站的火灾工况比较复杂。一般要在其中一个站的车控室（相当于中央控制室）负责换乘车站及通道的相关联动工作。徐家汇站 9 号线车控室负责火灾工况时 3 条线和换乘通道的设备联动工作。

5结论和建议
随着我国经济快速发展，许多城市在进行地铁建设，有些大城市，如：上海、北京、广州等城市，地铁建设已初具规模，并形成网络化运行，各运行线路之间可以进行付费区内换乘，这样极大提高了地铁运营能力，也方便了广大乘客出行。
轨道交通运行线路之间的换乘有多种形式，如：两条或多条不同线路车站建在一起，车站形成“十”、“L”、“T”、“丰”型等多种换乘形式。也有因条件限制，两个甚至多个不同线路车站间距比较远，要通过比较长的通道进行付费区内换乘。如果两个车站间的换乘客流量比较大，长换乘通道的设计则显得十分棘手。下面笔者结合具体工程实例谈一谈城市轨道交通大型换乘通道的暖通设计。
（1）换乘通道空调设计关键是通道内人员数量，因此，如何计算通道内人数是换乘通道计算的重点，类似的通道：如机场出站通道、火车站出站通道都可按相同原理进行设计。
（2）地下地铁换乘通道的排烟系统比较复杂，一般与空调通风系统合用，而且要做好各种工况设备运行模式的切换，及火灾工况相关设备联动的设计。

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