地铁平行换乘车站通风空调系统设计探讨

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括投药等)、管道内壁处理等措施,虽然一次性投资增加,但一方面能够在运行时向冷水机组及空调末端提供高品位的冷温水,另一方面降低远期维护保养费用。
(2)南京站主站房组合式空调机组风机压头为1800Pa,主风管最大截面为5300mm ×3300mm 。在
调试过程中出现风管承压稍显不足,风管密闭性试验实施困难等问题。因此,在地下室机房高压头、大截面风管部分在满足消防要求前提下,应考虑采用较高强度、耐湿较好的风管。另外,主风管内衬加固应作为风管施工控制要点。
(3)南京站站房为特大型站房,贵宾室因其特殊功能要求,宜考虑设置独立的空调系统。贵宾室及软席空调系统虽然冷热源予以了考虑,但由于水系统没有配套
设置,因此在过渡季节及特殊需要贵宾室空调运行时,仍然需要开启站房空调系统。如果水系统能独立配置,虽然增加一定的初投资,但能降低长期运营费用。4 结语
南京站房空调系统按照国家“四节一保”的标准,采用大温差空调水系统、分层空调、喷口远距离送风等多种节能手段,符合国家提出的建设节约性社会的政策以及铁道部对新型站房建设提出的“五性”要求。参考文献:
[1] 赵荣义.简明空调设计手册[M ].北京:中国建筑工业出版
社,1998.
[2] G B50189—2005,公共建筑节能设计标准[S].
收稿日期:20080820
作者简介:刘 江(1983—),男,助理工程师,2004年毕业于西南交通大学建筑环境与设备工程专业,工学学士。
地铁平行换乘车站通风空调系统设计探讨
刘 江
(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)
摘 要:根据几种平行换乘车站布置形式各自的特点,结合施工进度,提出隧道通风系统具体布置形式,在各种平行换乘车站具有相同客流的前提下,经过对车站公共区负荷进行分析,结合运营工期,简略提出车站通风空调系统设计方案。关键词:地铁;平行换乘;通风空调;资源共享中图分类号:U2311+5  文献标识码:A 文章编号:10042954(2008)S1003705
1 概述
随着城市轨道交通网络的不断发展,轨道交通网络内的换乘节点也不断增多,对车站换乘形式提出了新的要求。对于两条相交的线路,车站可布置为T 型换乘与十字换乘或斜十字换乘,而对于两条在同一个区域内平行敷设的线路,车站布置为平行换乘更为合理。平行换乘车站按照车站形式可分成岛式换乘车站与侧式换乘车站,其中岛式换乘车站可按照客流换乘路经分为岛式车站单岛四线同台换乘、岛式车站单岛四线台台换乘、岛式车站双岛四线站厅换乘等,侧式换乘车站可分为侧式车站双岛四线站厅换乘、侧式车站单岛四线站厅换乘等。2 车站基础资料
若A 线与B 线在车站平行换乘,A 线远期高峰最
大行车28对/h,B 线远期高峰最大行车30对/h;两线
远期均6辆编组;站台长度120m ,站台设屏蔽门;隧道通风采用单活塞风井形式。车站两端各设60m 3
/s 隧道风机T VF 2台,车站排热风机TEF 与隧道风机分开独立设置,车站为明挖车站,采用接触网受电形式,客流资料见表1。
表1 车站客流
人/h 上 行
上车人数下车人数
站名
下 行
上车人数下车人数
换乘客流
20704322A 线车站2462590618992585
4226
B 线车站
2173
5709
1900
  根据近年来设计施工的城市轨道交通工程中,120m 站台地下车站排热量约为90~100m 3
/s,即车站两
端排热风机风量约为45~50m 3
/s 。
以下就按照上述基础资料,根据各种平行换乘车
站的特点,分别对区间隧道通风系统,轨行区排热系统,车站公共区通风空调系统以及冷水系统进行分析。3 方案论述
311 岛式车站单岛四线台台换乘
地下一层为两站共用站厅层,地下二层为A 线车站站台层,地下三层为B 线车站站台层,两站通过站台间的楼扶梯换乘,车站剖面见图1。
冷轧辊(1)区间隧道通风系统隧道通风布置单活塞风井形式,两线活塞风井宜单独分开设置,并保证一定的距
离满足设计要求,有条
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地铁平行换乘车站通风空调系统设计探讨
图1 岛式车站单岛四线台台换乘车站剖面
件的车站,活塞风井可分别从车站两侧出地面。按照《地铁设计规范》(G B50157—2003)同一条线路只考虑一处火灾的原则,同时为了保证一条线路发生事故后,对另一条线路运营的影响降低至最小,笔者认为为隧道服务的隧道风机也宜分开设置。分开设置后,会有两组隧道风机向车站内部送风或者排风。对于明挖车站,为减少土建开挖量,隧道风机宜放在车站站厅层两端,在隧道上方开机械或活
塞风孔,风孔上面设置风阀,通过风阀的开启与关闭实现隧道通风工况的转换;对于共用站厅的平行换乘车站来说,位于负三层的B 线隧道无法直接从隧道顶部开孔通向站厅,但可以通过设置于A 线站台端头的风孔连通,在B 线站台端头设置送风室,风室向两侧的隧道开孔,孔上安装组合式风阀,通过这两个阀门的开启与闭合来实现B 线隧道通风工况的转换,这种布置会导致B 线活塞风经过的弯道较多,,活塞风道较长,因此在布置时需适当放大活塞风道的面积,以满足设计要求。
(2)轨行区排热系统
关于排热风机是否合用的问题,笔者认为对于常年运行的排热风机,两线合用时会节省初投资,但若两条线路投入运营时间不一致时,势必会导致先期只有一条线路运行时资源浪费,当然可以选用双速风机或排热风机变频器来解决这个问题。即在先期一条线路运营时排热风机按照低档运行或变频运行,后期2条线路共同运营时,排热风机按照高档或工频运行,但是由于轨道交通初期、近期、远期的行车密度不同,而双速风机只有两档,不能很好适应因行车密度变化而导致的风量变化。根据近年来地铁工程的设计,普通标准车站排热风机为了适应因行车密度变化而带来的风量变化,大多采用了排热风机变频的形式。而对于投入运营时间不一致的平行换乘车站,每个车站排热风机风量约为50m 3
/s,两个车站排热风机约为100m 3
/
s,而先期一条线路运行时,排热风量远小于50m 3/s,因此风机的变频范围会大于50%~100%,而实
际上现有的风机产品并不能无限制地改变转速,一般认为,变频调速不宜低于额定转速50%,最好能够处于75%~100%。因此笔者认为对于投入运营时间不一致的平行换乘车站,排热风机宜分开单独设置,并且
风机变频,这样才能很好地适应各自所负担的线路因行车密度变化而带来的风量变化。而对行车对数不同的换乘线路,其密度变化也是不同的。如果排热风机分开单独设置,则排热风道也分开设置,因此在设计车站隧道通风系统时,要为后期实施的车站预留排热风道、风孔的位置。车站兼作排热风井的排风井以及新风井均可充分资源共享,以减少地面出风井个数,减少占地面积,节省投资。同时车站内新风道也可合用,减少土建投资,设计时风道与风井尺寸应按照两个车站风量总和来计算,车站隧道通风系统布置如图2所示。
(3)车站公共区通风空调系统
车站公共区负荷由车站人员负荷、设备散热负荷、屏蔽门负荷、出入口渗透负荷、照明散热负荷等几部分组成。岛式车站单岛四线台台换乘车站,地下一共有三层,A 、B 两线的客流均可从站厅经过楼扶梯或垂直电梯直达站台或出地面,但是由于B 线车站站厅与站台高差较大,因此扶梯的提升高度较高,
人员在车站内的时间也相对较长,笔者认为进站客流在车站停留时间宜取5m in 左右,出站客流在车站停留时间取315m in 左右为宜。根据两线行车对数可知A 线行车间隔
为2114m in,B 线行车间隔为2100m in,因此从A 线换乘B 线客流在站时间最多为2100m in,B 线换乘A 线客流在站时间为2114m in 。公共区负荷如表2所示。
表2 岛式车站单岛四线台台换乘车站负荷分析 k W
A 线单独运营
B 线单独运营
皮革加工两线共同运营
站厅站台合计站厅站台合计站厅
A 线
站台
B 线站台
合计
2981412601295581702951713191436151144281572711753301131030145
  注:表中设备发热量数值参照国内某地铁通风空调设计标准。
由表2可看出,对于客流相近的两个车站进行台台换乘,两线同时运营时的负荷要小于单独运营的总和,因两线车站共用站厅,共同运营时客流是两站分开运营时之和,同时站台需要考虑换乘客流所产生的负荷。因此客流负荷比两站分开运营时之和大。共同运营与分开运营站台负荷之差主要在人员负荷与屏蔽门
渗透负荷上(屏蔽门漏风量按照经验数据每站7m 3
/s 取值),其他设备产生的差值不大。对于分期实施的台台换乘车站,先期实施的车站冷负荷因为客流较少、
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图2 车站隧道通风系统布置
行车对数较少导致屏蔽门漏风量也会小于计算所采用malaki paul
的数值,其负荷会小于表中冷负荷数值,其公共区风量会远小于后期两个车站共同运营时的风量,因
此为公共区服务的组合式空调机组与回排风机,每端宜选择2台,一台为先期运营的车站服务,当后期换乘车站投入运营时,再增加另一台组合式空调机组与回排风机。同时组合式空调机组与回排风机考虑变频,以适应因客流逐渐增加导致的冷负荷逐渐增加。
因共用站厅层,风管尺寸应按照后期两线同时投入运营时的送风量进行计算,先期投入运行的车站站台风管尺寸也应按照两线后期共同运营时的风量来确定,避免对先期运营车站公共区的重复施工;后期投入
运营的车站,应该结合换乘车站装修工期对风管进行安装。若不同时安装,设计时需为后期运营的站台层预留接管条件。
车站空调水系统也应充分考虑资源共享,避免重复投资,两站冷水机房应考虑合建,若两个车站投入运营的时间不同,可在冷水机房为远期车站考虑预留位置。312 岛式车站单岛四线同台换乘
地下一层为两站共用站厅层,负二层各有A 、B 线路一条隧道,负三层站台两侧隧道也不属于同一条线路,若负二层分别为A 线上行线B 线下行线,负三层为B 线上行线A 线下行线,两站通过站台和站台间的楼梯间换乘,剖面布置如图3所示
图3 岛式车站单岛四线同台换乘车站剖面
  两线活塞风井单独设置,均设在车站出站端,因此车站两端从车站两侧各出一个活塞风井;同样,隧道风机两线分开单独设置,对于同期投入运营的水平换乘车站,排热风机可考虑合用并变频满足列车密度变化引起的风量变化,对于不同期运营的两个车站,排热风机仍分开设置并采用变频的形式。
同岛式车站单岛四线台台换乘车站一样,设置于车站站厅层两端的隧道风机无法同时从隧道上方向隧道送风或排风,同一条线路的上行线与下行线位于车站不同站台的同一侧,因此也考虑从车站主体中间部位开孔,连通站厅层、负二层与负三层,风机通过此孔
向不同的隧道进行送风或排风。两线站台的端头均需设置风室,通过开启或关闭设置在不同站台的风阀,实现隧道通风系统工况的转换。
同理,两站的车站其余风道与风井均可资源共享,减少车站出地面的风亭个数,节省土建投资。隧道通风系统平面布置如图4所示。
因车站上行线与下行线不在同一站台层,因此对于负三层的客流,笔者认为同样宜适当放大其在站时间,即B 线上行线A 线下行线上车客流在站厅停留时间为2m in,站台停留时间为3m in,下车客流站台停留时间为2m in,站厅停留时间为115m in 。公共区负荷如表3所示。
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图4 岛式车站单岛四线同台换乘车站隧道通风系统布置平面
表3 岛式车站单岛四线台台换乘车站负荷分析 k W
A 线单独运营
B 线单独运营
两线共同运营
站厅298.41295.71428.57负二层188.41170.38316.63负三层175.55190.25320.60合 计
662.36
656.34
1065.80
  只有一条线路投入运营时,地下二层与三层的设备均在运行,即车站是一个三层车站,一个站厅,两个站台。与一条线路投入运行的情况相比,两条线路共同运行只增加了后期投入运营车站的人员负荷与车站屏蔽门负荷,同样初期运行的车站负荷也会小于表中数据。因此,整个车站风量的变化范围很大,一条线路运营时候的风量不能满足两条线路同时运营时设计标准。因此组合式空调机组与车站回排风机需选用两台,一台负担先期投入运营的车站公共区,另一台可与后期换乘车站一起投运营,且组合式空调机组与回排风机均采用变频以适应车站公共区负荷变化,在设计过程中应该充分为后期运营线路预留条件。
公共区风管也宜一次性安装到位,避免重复施工,先期风量小,风管内流速小,设计时应注意整个管网的平衡问题。
冷水机房可以考虑两线共用,在先期的基础上预留出后期冷水机组等水系统设备的安装位置。313 侧式车站双岛四线站厅换乘
自制锅盖天线地下负一层为两站共用站厅,地下负二层为双岛
四线,依次为A 线上行线、B 线上行线、B 线下行线、A 线下行线。两站通过共站厅换乘,剖面如图5所示。
B 线车站为典型侧式车站,在B 线车站两侧后期
扩建A 线车站,两站隧道风机如前面分析,宜分开设置。同时投入运营的换乘车站排热风机可考虑资源共享,合用排热风机与排热风道,风机变频,不同时投入图5 侧式车站双岛四线站厅换乘车站剖面
运营的换乘车站排热风机宜单独设置,风机变频,排热
风道单独设置。侧式车站在两个车站端头均设置排热风室,室内设排热风孔接入站厅排热风道,经过排热风机把列车进站产生的热量排出车站。先期B 线车站隧道通风与排热风机可按照典型侧式车站布置,活塞风井从车站一侧出地面,活塞风从风井,经由设置于站厅的活塞/机械风道与活塞/机械风阀进入区间隧道或从隧道排出地面;后期A 线车站机械风道需要在B 线车站端头扩建活塞/机械风道,将上行线与下行线的机械风道连通,接入车站另一侧的隧道机械机房,在机房端头部位设置活塞/机械风井,隧道通风系统平面布置如图6所示。
先期运营的B 线为侧式车站,单独运营时车站两侧站台的楼扶梯、垂直电梯均会运行,自动售票检票机、屏蔽门会有一半运行,进站乘客从车站选择不同的线路,到达不同的站台乘车,出站乘客经由站厅与站台间的楼扶梯直达站厅,出地面。远期两线共同运行时,车站内所有设备均会运行。因同一站台两侧为不同线路列车,因此换乘客流可以通过站台直接换乘,但若要换乘另一条线路,乘客需要从站台到站厅,再由站厅抵达另一个站台,换乘另一条线路列车,因此换乘客流在车站停留的时间较前几种换成方式停留时间长,但根据乘客的旅行速度,在A 线列车的行车间隔2m in 内,换乘客流可以从一个站台步行到另一个站台。车站公
偏心轮机构刘 江—地铁平行换乘车站通风空调系统设计探讨
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图6 侧式车站双岛四线站厅换乘车站隧道通风系统平面布置
共区负荷如表4所示。储酒罐
表4 侧式车站双岛四线站厅换乘车站负荷分析 k W
B 线单独运营
两线共同运营
站厅
295.71422.57站台290.45538.19合 计
586.15
960.76
  侧式车站双岛四线站厅换车车站因设备发热量相对较小,人员在站停留时间相对单岛四线换乘车站较短,因此公共区负荷比单岛四线换乘车站略小。但先期一条线路运行负荷也会小于表中数据,因此车站长期的负荷变化范围还是较大,因此同样考虑设置两台风机变频的组合式空调机组与回排风机,以适应大范围的负荷变化。一台随着先期投入运营的车站一起投入使用,
另一台带换车车站投入运营时,才安装到位,与先期设备共同为水平换成的车站公共区服务。同样车站公共区风管需要一次性安装到位避免重复施工,对车站装修等造成不必要的破环。314 岛式车站双岛四线站厅换乘
地下一层为两站共用站厅,地下二层为双岛四线,依次为A 线上行线、A 线下行线、B 线上行线、B 线下行线,两站通过站厅换乘。剖面如图7所示。
图7 岛式车站双岛四线站厅换乘车站
分期实施的两个车站A 和B ,均为标准岛式车站,两站可通过站厅换乘,亦可通过连接站厅的通道换乘,
两站隧道通风系统按照标准岛式车站布置,若两站站
厅连通,可考虑和用排风道、新风道、排风井、新风井。若通过连接站厅的通道换乘,车站可分开布置。车站公共区若为连通,可将两站通风空调机房与冷水机房合建。预留后期设备安装位置,后期车站公共区风管安装可与装修工期一致。4 结语
平行换乘还有诸多布置形式,以上列举的布置形式中,隧道通风系统均分开设置,对于车站排热系统,根据两条线路投入运营的时间而定,若同期投入运营,则可资源共享;若不同期投入运营,需经过经济比较,结合设备的寿命与投资回收期与上述分析而定。而对于车站公共区,同期投入运营的水平换乘车站,通风空调系统方案设计较为简单,可直接一次性将整个车站的通风空调设备与末端设计、安装到位。不同期投入运营的车站,方案的影响因素除了投入运营的时间外,还应密切结合土建施工工期与装修工期来确定车站公共区的设计方案。岛式车站单岛四线换乘车站土建会一次性施工完成,但岛式车站单岛四线台台换乘车站装修却不一定会一次性完成。后期投入运行的公共区先期可能不装修,或者先期装修后当作他用。如先期运营的车站站台位于负二层,负三层可以作为仓库等储藏用途;如先期运营的车站站台位于负三层,负二层则可以用于物业开发等商业用途。侧式车双岛四线换乘车站除了上述为不稳定因素外,车站土建施工工期也是未定的。因此车站公共区通风空调设计系统方案近期应充分结合本站特点。两条线路均投入运营时,负荷上限是可以确定的,因此当先期负荷下限确定时,可以确定整个车站的负荷变化范围。若变化范围小

本文发布于:2024-09-22 09:49:14,感谢您对本站的认可!

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