关于地铁车站空调通风系统设计几点建议

摘 要 通过对地铁通风空调设计中存在的争议和疑问的分析，提出自己的建议和想法，更好地贯彻规范条文，优化设计。
关键词 地铁设计；消防排烟；过滤网；优化

0 引言
中国的地铁始建于1965年，当时是为了备战的需要。目前，北京、上海、广州、天津、深圳、南京、成都等城市均已建成地铁，其他更多的城市也正在建设或规划建设地铁。据估算，在未来10年里，全国各城市建设轨道交通线路总长将超过1700公里，总投资超过6200亿元。地铁在中国大地上正以前所未有的速度发展着，地铁的设计经过多年的经验积累和总结也越趋成熟，并逐渐向标准化设计方向发展。全国各地的地铁设计均大同小异，笔者有幸从2004年开始即参与地铁的设计工作。本文将根据笔者在地铁通风空调设计的一点点经验，以广州地铁为例，简单谈谈对地铁空调通风系统设计的几点想法和建议。
1 想法与建议
1.1集中设置初效过滤网
在地铁车站工程中，车站单层面积较小且比较狭长，设备用房的设置比较集中，从而产生比较集中的新排风井。在常规的地铁设计中，一般在每个系统的空调器前（混合箱后或混合室内）设置初效过滤网过滤灰尘，通风系统则不考虑。在广州地铁中，车站管理用房还使用一般的通风系统通过走道集中送风，设备管理用房（新风+风机盘管系统）的空调新风通过负压从走道取得。这种空调方式可以减少设备区的管线，降低管线布管的压力，但是空调房间的空气品质则降低。另外，空调系统过滤网的拆卸与清洗比较麻烦，给平时运营维护增加一定的工作。
在地铁工程中，公共区为旅客集中的区域，一般设置全空气空调系统，我们称之为大系统空调。服务于车站设备管理用房的空调通风系统我们称之为小系统。小系统中除服务环控机房、配电室等几个房间的系统为通风系统外，其他房间一般均设置空调系统。车站的最大新风量出现在过渡季及冬季季空调系统全新风运行时，其值等于空调器风量和通风系统风机风量之和。其中空调器风量占绝大部分。以广州某车站为例，其空调器风量和为213000m3/h（全空气系统空调柜风量+新风空调柜风量），而通风系统送风机风量之和仅为18200 m3/h。即此车站过渡季及冬季全新风运行时，空调系统的新风量约为整个车站新风量的92%。也就是说，新风道的大部分新风量用于空调系统，是需要设置过滤网过滤的。既然如此，我们为何不在新风道集中设置一个过滤网，以减少空调系统过滤网的维护工作呢？
在地铁设计中，新风道截面积一般按最大新风量通过新风道时风速小于6m/s考虑。这时在新风道较宽位置的（常在新风井附近）风速就往往可能只有4m/s左右，甚至更低。如果再通过与新风道形成一定夹角摆放和波浪状布置等措施，把新风过滤网迎面的风速控制在2m/s是完全可以的。这风速也基本能满足过滤网的要求。此做法的好处在于：一是保证了非全空气空调系统的空调房间的空气品质；二是减少了平时空调过滤网的拆卸工作，过滤网可在新风道直接冲洗，废水流至新风井集水井；三是由于车站风井一般设在马路边上，空气含尘量较多，空气品质较差，在新风道集中设置一个初效过滤网，空调系统里可同时再设置一个中低效过滤网，有利于进一步提高地铁车站的空气品质。
1.2 单端大系统
在如今的地铁设计中，120m长站台车站一般把大系统做成双端送风系统。双端送风大系统比单端送风的好处是送风口支管长度较短，有利于均匀送风；单端系统时环控机房端出风管较大；在站台层扶梯侧位置会出现管线空间不足的情况。而单端送风系统的优点在于：一是单端送风与双端送风相比，送风总长度相当，并且如果单端送风采用两个空调柜和两个回风机方式，则两空调柜和两回风机间可以相互备用，如果采用一个空调柜和一个回风机的方式，则可以减少一定的环控机房面积。其二，采用单端送风系统后，可避免空调大系统送风管横跨整个设备区，减少设备区空间管线压力，甚至可以减低层高，减少投资。其三，单端送风大系统，在相同设备配置的情况下，环控机房空间使用方面更为紧凑,整个车站可以减少50~100m2的环控机房面积，缩小车站的规模。由此可见，采用单端送风系统是利大于弊的。对一般的10m宽岛式站台双层标准站来说，常规的做法又希望采用单端送风是有一定困难的，可通过采取一定的措施，以满足空间走管和均匀送风的要求，具体的措施可包括：
a.在空间管线允许的情况下，尽量降低送风管的风速，风速宜控制在5m/s以内。
b.地铁旅客一般是流动的，舒适性要求不高，可适当加大送风口的风速，建议取3m/s左右，另外在风口上设置人字调节阀调节风量。
c.尽量拉大各回风口之间的距离，减少回风口个数。排风口距离最不利点的排烟距离控制在20~25m左右即可，以减少各排风口之间的不平衡率。一般来说每侧站台4个左右回风口即可。
d.如站台扶梯侧空间管线压力较大，可通过把半个或整个站台的送风管从站厅靠中部的人流死角区下管，减少站台层扶梯侧的管线压力，同时也减少站台层均匀送风的难度。
通过以上的措施，对一般的标准站来说，一般均能满足空间管线和送风均匀的要求。
1.3消防排烟
1.3.1公共区
在《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）8.4.17中，站厅、站台公共区每个防烟分区的建筑面积不应超过2000m2，比《地铁设计规范》中“不宜超过750m2”的要求面积增加了不少。在一般的标准站中，站厅或站台面积超过2000 m2的很少，在公共区的消防排烟设计中，许多设计者把站厅作为一个防烟分区，站台一个防烟分区，排烟风机排烟量按面积最大的站厅1m3/(m2.min)计算。表面上看貌似满足了排烟要求，如果再认真想想，其实不然。在《城市轨道交通技术规范》第8.4.18条和《地铁设计规范》19.1.39条中都明确规定：“当排烟设备负担两个或两个以上防烟分区时，其设备能力应按同时排除其中两个最大的防烟分区的烟量配置”。也就是说，如果公共区站厅和站台的消防排烟是由同一台排烟风机承担的话，这种设计是违反规范的要求。排烟量应该按照公共区总面积1m3/(m2.min)计算，国内就有些地方就是按此方法计算配置排烟风机的。但是，地铁站作为一个空间紧张、管线复杂的地方，风管的一点增大都对其他专业造成一定的压力。为此，笔者认为，不管站厅、站台是否低于2000 m2，均划分为两个防烟分区，这样公共区的排烟风机排烟量就可以按站厅面积1m3/m2.min计算（站厅比站台大）。
1.3.2疏散走道
地铁车站中的设备区比较常见的是两端面积大小不一，大端的设备区往往需要设置一个直通室外的疏散通道和楼梯。对于此通道，有人把它作为设备区内走道考虑，超过20m长就设置排烟措施，也有人把它当作地下通道考虑，长度大于60m时才做机械排烟措施，也有人建议做正压，以防止设备区的烟气向疏散走道扩散。至于按什么考虑，大家意见不一，规范里也没有对内走道和地下通道进行明确的定义，但是《地铁设计规范》19.1.34条的解释条文中写到：由于出入口通道或地下通道两端与外界或车站公共区直接相通，可以认为有自然通风。其言下之意，地下通道是能两端通风的，而设备区出地面的疏散走道是封闭的，不能按地下通道考虑。另外虽说疏散通道平时一般不使用，也没有什么可燃物，但是设置正压送风系统，在规范中找不到任何条文支持，此说法显得牵强。建议按内走道设置消防排烟系统。
1.3.3制冷机房
地铁中的制冷机房一般作为大于50m2的房间设置机械排烟系统，笔者认为没有此必要性。《地铁设计规范》中是这样写的：“面积超过50m2且经常有人停留的单个房间”。此房间首先无较多可燃物；其次，也是重要的一点，此房间是否经常停留人，针对此疑问，笔者跟多位有多年地铁设计经验的电专业工程师沟通了解到：制冷机房的设备管理控制柜一般集中设置在单设的制冷机房控制室里面，或者跟其他控制柜一起设置在环控电控室里，平时制冷机房的设备管理和控制是在控制室里进行的。也就是说，制冷机房平时是不会有人停留在这里的，属于非经常有人停留的房间，因此就没有必要设置机械排烟系统。
2 结语
地铁工程是一项复杂又投资巨大的系统工程。通风空调专业是一个与空间要求紧密相关的专业，通风空调专业管线的多少、设计是否合理都直接影响着地铁站的层高，影响着地铁的建设成本和运营成本。过去的十几年，我国地铁的运营公里数得到了爆发性的发展，积累了一定的经验，但地铁的实际运营也仅限在少数几个发达的城市，我们要走的路还很长。今天笔者在此提的几点愚见，未必正确，希望大家指正，同时也希望本文能起到抛砖引玉的作用，以后看到更多更好的文章。