高架站非典型公共区通风空调系统研究

付　凯（中铁第五勘察设计院集团有限公司　北京　102600）



高架站非典型公共区通风空调系统研究

付凯
（中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600）

【摘要】由于天津地铁6号线新外环东路站公共区外立面无法满足传统的高架站公共区自然通风以及自然排烟的要求，运用天正暖通软件进行公共区的逐时负荷计算，并选取了两种通风空调系统模式进行技术经济比较，确定合理、节能、高效的系统模式，对以后的工程实践有一定的指导作用。

【关键词】高架站；公共区；通风空调；系统模式

作者（通讯作者）简介：付凯（1983.05-），男，工学硕士，工程师，E-mail：fk16@qq.com

0　引言

公共区通风空调系统是地铁通风空调系统的重要组成部分。在正常运营期间为乘客提供“过渡性舒适”的候车和乘车环境、为轨道交通工作人员提供舒适的工作环境、为设备正常安全运行提供所需的运行环境；当发生事故时，通风空调系统能迅速切换到事故通风模式，如火灾时能迅速排除烟气、为乘客提供新鲜空气并引导乘客向安全区疏散。

高架车站公共区通风空调系统根据各地的技术要求可分为两种模式。一种是站厅、站台公共区均采用自然通风；另外一种是站厅层公共区设置空调系统，并在站厅通向站台的楼扶梯口处以及出入口处均设置空气幕；站台公共区不设空调系统，但考虑当地轨道交通的特点，可以在站台层设置空调等候室，并在公共区范围设置若干局部通风设备。第一种模式是比较常见的，例如：成都地铁2号线林家大堰站。但是有些车站受到外立面装修或者当地气候条件的限制无法满足自然通风以及自然排烟的要求，需要设置空调系统以及机械排烟系统，例如本文着重介绍的天津地铁6号线新外环东路站。

1　高架站公共区通风空调系统设计

1.1工程概况

天津地铁6号线新外环东路站为地面高架车站，位于金钟路与泽然路交叉口，采用5m侧式站台。根据业主要求该站需上盖物业开发，且毗邻南侧高层居民区，公共区南侧外墙无法开启足够面积的自然窗，因此本站公共区需要设置空调系统以及机械排烟系统。

1.2主要设计标准

1.2.1室外空气计算参数

夏季空调室外空气计算干球温度：33.4℃；

夏季空调室外空气计算湿球温度：26.9℃；

夏季通风室外空气计算干球温度：29℃；

冬季采暖室外空气计算干球温度：-9℃。

1.2.2室内空气设计参数

站厅空调设计参数：干球温度：≤30℃；相对湿度：45%～65%。

1.3公共区空调负荷主要组成部分

（1）公共区内、外围护结构引起的冷热负荷；

（2）公共区人员引起的冷热负荷以及湿负荷；

（3）公共区设备发热引起的冷热负荷；

（4）公共区照明引起的冷热负荷；

（5）公共区与外界通过门窗、楼扶梯引起的渗透负荷。

1.4公共区空调负荷计算

根据国家规范要求地面建筑施工图阶段空调负荷需进行逐时计算，本站设计采用天正暖通软件中的负荷计算模块通过提取建筑图中的围护结构信息进行计算。同时按照《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）中天津所在气候分区对围护结构传热系数的强制性要求统一修改软件中的默认数值。其余部分负荷设置参看图1～5。尤其需要注意的是站厅公共区客流需采用空调系统计算客流，并乘以高峰小时系数。

图1　照明负荷程序设置Fig.1 The lighting load application Settings

图2　设备发热程序设置Fig.2 The equipment heat application Settings

图3　人员负荷程序设置Fig.3 The personnel load application Settings

图4　门窗渗透负荷程序设置Fig.4 The doors and Windows infiltration load application Settings

图5　通往站台的楼扶梯引起的渗透负荷程序设置Fig.5 The application Settings about the load caused by seepage from the platform floor escalator

通过软件汇总各部分的逐时负荷可以得出站厅公共区逐时负荷，如图6所示。选取冷负荷以及湿负荷最大时刻的数值作为下面空调方案比选的依据。图中所示湿负荷主要是人体以及渗透引起的，因此各个时刻数值都是一致的。从图中还可以发现总冷负荷发生在晚高峰时，大小为289kW。

图6　运营时段站厅公共区空调负荷曲线图Fig.6 The air conditioning load curve of the standing hall’s public area in the operating hours

1.5公共区空调形式比选

本站公共区空调形式方案一选取全空气空调末端+风冷热泵机组系统，方案二选取变频多联机组+新风处理机组系统。下面将从技术可行性、经济节能性两方面进行分析比较，从而确定适应当地实际情况的空调方案。

1.5.1技术方案分析

（1）方案一技术分析

方案一末端设备采用柜式空调器+回排风机，送风温差选取10℃，最小新风量按30m3/h·人计算，具体计算结果以及各状态点参数如表1～2所示。

表1　方案一空气处理过程各状态点参数Table 1 The each state point parameter of the scheme NO.1’s air handling process

表2　方案一风量计算结果Table 2 The air volume calculation results of the scheme NO.1

（2）方案二技术分析

方案二采用变频多联空调机组+新风处理机组，具体计算结果以及各状态点参数如表3～4所示。

1.5.2经济性分析

根据天津全年室外温度情况，4～10月份启动冷源系统，1、2、3、11、12月份室外温度低于5.8℃采用室外冷风直接排除室内余热。天津电费按0.76 元/kWh，每天按18小时计算。

（1）方案一具体分析结果如表5所示。

表3　方案二新风处理过程各状态点参数Table 3 The each state point parameter of the scheme NO.2’s air handling process

表4　方案二变频多联空调系统计算结果Table 4 The calculation results of the NO.2's VRV air conditioning system

年运行费用：

耗电费用=（80+20+15+11+3）×7×18×30×0.76 =37.1万元。

（2）方案二具体分析结果如表6所示。

表6　方案二设备费用Table 6 The equipment cost of the the scheme NO.2

年运行费用：

耗电费用=（101.3+16.8）×7×18×30×0.76=33.9万元。

2　结论

通过技术性分析可以看出两种方案都可以满足公共区室内设计参数，给旅客提供一个“过渡性舒适”的候车和乘车环境。但是从经济性比较可以看出采用变频多联空调系统的设备初投资比全空气系统大。同时，在运行费用方面由于天津地区过渡季节气候接近公共区室内设计参数，因此全空气系统在空调季的运行费用略高于变频多联系统，但是如果在其他地区需要考虑过渡季节的通风空调控制策略，则全空气系统在运行费用方面会有一定的优势。综上所述，天津地铁6号线新外环东路站站厅公共区空调系统推荐采用方案二。

参考文献：

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[5] GB50019-2003,采暖通风与空气调节设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.

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[7]刘冰,何青.天津河东万达商业广场暖通空调系统设计[J].制冷与空调,2013,(3):253-255．

[8] JB/T 9066-1999,柜式风机盘管机组[S].北京:中国标准出版社,1999.

Ventilation and Air Conditioning System Research on the Atypical Public Area of the Elevated Station

Fu Kai
( China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co., Ltd, Beijing, 102600 )

【Abstract】Due to the public area’s outside elevation of the new outer ring east road station in the Tianjin metro line 6 cann’t meet the traditional natural ventilation and natural smoke exhaust in the public area, so we used the Thvac software to calculate the hourly load of public area, and then selected the two ventilation and air conditioning system model to compare from the technical and economy, at last determined a reasonable, energy saving, high efficiency system model, at the same time the paper has a certain guiding role for the future engineering practice.

【Keywords】Elevated station; Public area; HVAC; System model

中图分类号TU831.6

文献标识码A

文章编号：1671-6612（2016）01-057-04

收稿日期：2015-04-27