地铁地下车站环控设计问题分析_地铁建设者之家_百度空间



1 与建筑、结构方案密切配合
       地铁环控有别于地上公共建筑,其公共区大系统无论平时的通风空调负荷还是火灾时的排烟负荷都相对较大;设备管理用房小系统因有牵、降变电所,设备发热量大,为满足工艺要求其通风空调负荷也相对较大。环控机房要达到设备布置、系统安装、气流组织的合理优化须由暖通、建筑、结构、工艺等各专业综合协调及互相配合。建筑布局的合理是其方案优化的前提,而建筑方案受限于城市规划与地铁线路等诸多因素。环控专业设计人员应主动参与各阶段建筑方案设计与调整,密切配合各环节接口方案优化。以某地铁车站为例,该站环控设计值得借鉴的是工艺设备用房的建筑平面布置。主要工艺用房牵、降变电所等设置在有利于环控送回风的{zj0}位置,这样气流顺畅,同时节省机房面积及建筑空间。
2 集中制冷站
       目前国内地铁多为各站分设冷水机房。建集中制冷站有两种方案:一是横向即一条线多个车站的制冷站合建。冷水通过管网(敷设在地下或地铁隧道内)送至各车站。此方案需要根据不同线路和车站的方案具体从技术、经济、安全、节能、城市规划等方面进行利弊分析比较确定。二是纵向即换乘站集中合建。目前国内大城市均在大力兴建地铁,大型换乘站越来越多,且多条线纵向交叉。换乘站一般分为既有制冷站和新建制冷站。传统的设计理念是不同线路分别建制冷站,这样造成机房多、冷却塔多。如果拆除既有制冷站并与新建线路制冷站合建,只要实施社会化管理,对不同部门进行用冷计量,集中制冷站的方案xx可行,并具有明显的优势:供冷半径小,节约机房面积,减少站外冷却塔与膨胀水箱数量,从而减少噪声污染,美化城市景观,精减运行管理人员以节省人员开支,提高制冷机 CO P值,节约能源及运行费用。  
       该车站采用集中制冷站比各新建站分别设置制冷机房增加投资60万元,机房面积增加60m2,如果考虑既有系统的造价,集中制冷站方案的初投资会低于分散方案;运行能耗费用方面,采用集中制冷站,系统每年可节电 43.2万 kWh,年节约运行费用 27 万元,经济效益显著,并且运营管理与维护人员相对减少,设备维护集中方便,可进一步节约运营管理与维护费用;社会效益方面,可以取消大量分散的冷却塔及膨胀水箱,减少噪声污染,优化环境。2 室外风亭、冷却塔设置的优化。
       一个地铁车站至少要设置活塞TVF风井 4 个、排风井 2 个、新风井 2 个、冷却塔 2 个。风亭设计形式有高、低风亭, 独立与合建风亭。无论哪种方案都须使设计达到两个条件:一是保证环控气流组织合理并使风道最短以减少沿程与局部阻力;二是满足室外与城市规划的xx结合及噪声达标。目前国内已运行和正在建设的地铁站的风亭与冷却塔的设置均不是很理想。其原因是:风亭设计方案与站内平面布局密切相关,而平面布局受限于当地规划与建筑形式;设计前期建筑专业侧重于城市规划而环控专业参与配合滞后,往往建筑布置满意、规划也审批了,却发现环控气流存在问题。归纳一些地铁审查意见,较普遍的问题为:1)新风亭、冷却塔、排风亭与出入口距离较近,造成热湿空气或车站排烟倒流至车站。2)城市内多为合建风亭。
3 设备选型优化
3.1 地铁车站环控设备负荷大,动力电耗相对较大
       标准地下两层岛式站和一岛一侧站环控总电耗分别约为 1200~1360 kW和 1500~1650 kW。环控设计应该严格、合理地进行各系统计算, 优化设备选型。
       用于车站公共区大系统回、排风与火灾排烟的单向运转耐高温轴流风机(HPF)。某地下车站初步设计中车站每端选用 2 台双速 12A型风机(参数见下表),运行方式为:每端平时2 台风机低速运转,火灾时切换成 1 台风机高速运转;施工图设计时将此改为车站每端选用2台单速12A型风机(见下表参数),运行方式为:平时与火灾时每端均运转 2 台风机。分析以上两种方案(该系统风道合用一套)可得,平时运转风量、风压相同的 4 台单速风机,其电耗共减小12kW;火灾时2台单速风机并联运转,衰减后风量与单台高速风量基本相同,风压也能满足要求,此时4台风机电耗共减少14kW,还避免了火灾时的控制切换。由以上例子不难看出设备的设计优化的必要性。(见表1)

3.2 重视专业配合
       地下车站要达到设计方案优秀、施工问题最少、运营最满意, 需要各专业相互配合。笔者就环控专业设计总结如下: ①孔洞预留。确定设计方案后, 孔洞预留是一项非常重要的工作。地下四层站仅结构各层板上的环控孔洞约 8 0 个, 地下两层站至少也要40~50 个,其中{zd0}尺寸为 5 m× 4 m。因此, 须注意孔洞的预留。②车辆限界。地下铁路与地上铁路一样,车辆限界是设计中的法律性问题。任何设备、设施的安装一定不能超出界限, 这是基本原则。设计时首先要画上限界图,设备与限界之间至少要预留 200 mm, 因为土建支模施工均有误差。当工程竣工后测限界时,不管什么原因只要超了限设备均要拆除。地铁有效站台车辆上方均有环控轨顶排热风道,风道下挂有电力接触网;车站区间有些区段在轨顶或轨侧设有环控射流风机;车站有效站台外根据需要在轨顶设有环控风道等,设计以上设施时均需计算限界并配合其他专业注意是否超限。③综合管线。车站内的综合管线,无论在设计阶段还是在施工后期装修阶段都是工程例会时问题最多的内容。管线混乱会浪费层高,不利于维修,还会影响车站最终的装饰效果。环控风道是综合管线的主角, 其次是电力、电信的电缆桥架、消防喷淋管道。环控设计首先要重视自己的系统管线,风道断面的大小要综合计算并与设备选型协调至最经济、最合理。因此,设计时环控先要做好综合管线优化方案,在此基础上与其他各专业配合, 才能做到心中有数。对要求的层高、立管孔位及需特殊处理的结构梁、柱等均能主动提出, 这样既保证了本专业方案的实施,也为建筑的最终装饰效果提供了保证。

4 结语
       总之地铁设计施工过程中应该高度重视环控问题,优化环境,提高工程质量,完善设施。从细节抓起,建设高质量地铁工程。



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