铁路站房“四电”用房暖通安全性设计分析

张鹏

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600）

0 引言

在铁路运行中，需要具有良好的电力、通信、电气和信号支持，为了实现这些方面的功能和良好运行，通过铁路站房“四电”用房建设，来为它们的相关功能设备进行集中存放和管理。但在铁路站房“四电”用房的使用中，大量设备的运行势必会影响其房内环境条件，进而影响设备的安全运行，面对这种情况，就需要做好对其暖通安全性设计，这也是本文主要研究的内容。

1 铁路站房“四电”用房特点概述

对于“四电”用房来说，主要是电力、通信、电气化和信号相关设备的工艺用房。在此用房内，往往维护结构的保温性和密闭性能良好，而设备的发热量大、人员的密度小。此机房的空调负荷和普通房存在很大不同，在此房间内主要的负荷包括设备负荷、照明负荷、维护结构的负荷和新风负荷等。负荷主要来源于设备、机房的照明、维护的结构和新风等。在房间内，设备的发热量十分大，且超过95%是显热负荷。在设备运行期间，不存在散湿，房内的散湿量主要来自人体的散湿、新风带入的湿量等，房内热湿呈现出显热远比潜热大的特点，其热湿比十分大[1]。

2 铁路站房“四方”安全性设计标准

铁路站房“四电”作为设备机房，对运行环境有着极高的要求。工艺设备房一般由通信机械室、控制室、信号机械室、电源室、继电室、信息机房及电源室、防灾监控机房、信息配线及设备间、高压开关室、变压器室、控制室等组成。不同房室之间设备运行对于房屋环境要求不同。铁路站房“四房”用房暖通安全性设计参考《铁路房屋建筑设计标准》（TB10011—2012）中的相关规定。大部分铁路站房设备为全年运行，每天连续工作24h，因此机房必须采用专用的空调系统。各房室空调系统设计环境参数可参考以下标准：其一，通信设备房屋通信机械室设备温度为18～28℃，湿度30%～75%。其二，信号设备房屋信号机房设备运行温度为15～28℃，湿度35%～75%。其三，信息及防灾安全监控设备房屋信息机房设备温度18～28℃，湿度35%～75%。其四，电力牵引供电设备房屋高压室设备必须有良好的通风[2]。

《电子信息系统机房设计规范》（GB50174—2008）中的相关规定，铁路站房“四房”暖通安全性设计中，对机房空调系统应该采用A、B、C三级设计，并满足安全性冗余要求。开机、停机时机房温度、湿度应符合以下要求：其一，温度。开机时AB级机房要求温度为23＋1℃，C级机房要求温度为18～28℃；停机时机房要求温度为5～35℃。其二，相对湿度。开机时AB级机房要求相对湿度为40%～55%，C级机房要求相对湿度为35%～75%；停机时AB级机房要求相对湿度为40%～70%，C级机房要求相对湿度为20%～80%。其三，温度变化率。开机时要求机房温度不得小于5℃，不得有结露问题发生；停机时要求机房温度不得小于10℃，不得有结露的问题发生。

3 暖通安全性设计

铁路站房“四房”用电暖通系统设计必须要满足以下要求：其一，保证车站设备机房所有工艺设备的正常运行环境。其二，满足空调维修期间主要工艺设备基本运行环境。其三，满足空调事故期间主要工艺设备基本运行环境。

3.1 空调采暖设计

3.1.1 空调系统的选型

在铁路站房“四电”用房中，要求空调是全年保持运行的，在过渡季节和冬季均需要保持供冷。在空调系统的设计选型上，要经过仔细对比常用空调形式温度和湿度精度要求、控制方式、运行情况、送风温度等条件后，再根据实际需求设计空调系统。由于中央空调不能独立控制，且只能在空调季节运行，存在结露可能。根据《铁路房屋建筑设计标准》（TB10011—2012）中的相关规定，不宜选择中央空调的系统类型进行冷量的提供。普通的民用独立空调虽然能够独立控制和全年运行，但其温度、湿度精度要求不能够完全满足要求。当室外温度低于零下5℃时，系统运行时存在结露的风险。因此，普通民用独立空调也是不符合铁路站房“四电”用房暖通安全性要求。铁路站房“四电”用房暖通空调系统必须采用独立设置以及采用独立的房间空调器。在现阶段，较为常用空调的系统选择机房专用的恒温恒湿空调系统。该系统的设备均采用符合国家规定的高精度的工业专用空调，可独立控制，全年运行保证不结露，且温度、湿度精度符合铁路站“四电”用房工艺空调的安全性要求。在“四电”的用房中，设备所产生显热占据主要的负荷部分，对设备降温处理中最有效的方法就是直接送风，但送风的温度不能太过低，控制于超过15～17℃的范围，否则会导致室内存在较大除湿量以及降低室内的相对湿度，若室内的相对湿度低于30%时，就易导致静电的产生，进而对设备造成不利。若送风的温度比较高，则送风的温差就会减小，此时送风量就比较大，进而形成大风量、小焓差的送风类型。对空调选择时，要对其负荷特点实施考虑。此外，还可以选用风冷精密空调+分体空调的组合性设计[3]。为保证“四电”用房空调系统的安全性，还可以通过增加风冷精密空调设备的台数，通过并联的设计来增加机房专用空调连续不间断的运行，进而保证空调系统整体性能的优越性以及设备、系统运行与“四电”用房运营安全管理的可靠性。

3.1.2 机房专用空调系统

在“四电”的用房中，一般无人长期进行值守，其对空调的设备具有较高的可靠性及稳定性的需求，而机房专用的空调系统能够具备良好可靠性，且还具备适用较大散热量和较小湿负荷的特点。现阶段，站房“四电”的用房中常用机房的专用空调是风冷直接膨胀式。机房热量中显热占据较大比重，要采取小焓差机房专用的空调，要求机房专用的空调机其焓差的范围值设定在8.5～12.5kJ/kg范围。机房专用空调室内设计温度为18～28℃。空调设备应满足24h不间断运行要求，应具有断电自动恢复、远程启停及故障报警、室内温度超高（低）报警等功能，室内机回风口自带初效过滤器，并自带标准协议通信接口，空调显热比应≥0.9，全年能效比≥3.0。另外，“四电”的用房中机房专用的空调一定要设置备用机，在每个设备的用房内至少要设置2台数量机房专用的空调。

3.2 消防系统的设计

3.2.1 对空调系统的防火设计

因为“四电”的用房要求具有高的安全性条件，所以要对空调系统做好防火设计。对风管选择优质的镀锌钢板或者不锈钢板进行制作；风管的保温要选择不燃的材料；水管道的保温材料要选择不燃材料、难燃的B级材料等。在风管对防火分区穿越的位置、对变形缝穿越的两侧位置、垂直风管和每层水平的风管交接位置水平的管段上、对通风和空调机房等重要房间穿越位置等，都要在管道两侧设置防火阀[4]。在管道对防火墙以及隔墙、楼板穿越时，要通过不燃的材料把周围缝隙进行严密填塞；管道穿越防火墙位置时，保温材料选择不燃的材料；当风管和设备连接时，要选择不燃软接方式。在选择风管进行送风时，要注意对空调的总电源相应开关的设置，安装中要和火灾自动报警（FAS系统）实现联动的控制，当机房内出现火灾情况时，自动对空调电源切断处理，保证机房具有良好安全性。

3.2.2 对机房通风的系统设计

对通信机房、信号机房、牵引变电所的主控室需设置气体灭火系统，并设置适用于电气房间的二氧化碳灭火器或水雾灭火器，按照国家的相关规范以及标准规定要求，对各气灭机房要设置事故后排风系统，设置气体灭火系统的机房，在低位处设置方形壁式轴流风机来排除气体灭火后残留的灭火介质，风机嵌墙安装，室内配套设置常闭70℃电动防火阀或电动密闭阀。风机、防火阀平时常闭，防护区室内外由电力专业配套设置风机启停控制开关。气体灭火完成后，工作人员由室外手动开启风机并开启防火阀机械通风，残留灭火介质排除后手动关闭风机、防火阀[5]。

在灭火系统中，对通风机控制箱或者控制柜的设置具有一定的要求，一般要将其在机房外方便进行操作的区域进行设置，且还要进行避免误操作的相应保护装置设置。若“四电”用房中走道大于30m的长度，还要进行消防排烟的系统设置，排烟量要依据走道的面积乘以60m3/h进行计算，优先采用自然排烟。

4 结语

综上所述，“四电”用房是重要的铁路站房，其房内环境条件对“四电”的正常运行以及铁路的安全运行具有直接的影响。为了确保用房内“四电”能够长期良好的工作，就需要在“四电”用房暖通设计中做好安全性的设计工作，从“四电”用房的特殊性和实际情况出发，全面做好安全性的分析与考虑，这也是保证铁路交通良好运行的必要措施。