摘要】通過對(duì)地鐵車站環(huán)控設(shè)計(jì)的總結(jié),以某些車站設(shè)計(jì)難點(diǎn)為例,提出了幾種解決方法,供廣大工程人員參考 。
【關(guān)鍵詞】空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì);區(qū)間隧道系統(tǒng);活塞機(jī)械風(fēng)孔
城市軌道交通建設(shè)在我國正處在快速發(fā)展階段,我國北京、上海、廣州、南京、重慶、深圳、天津、蘇州、沈陽、杭州等城市都已經(jīng)或正在修建了多條地鐵項(xiàng)目。以上海地鐵為例,截止2010年4月20日,上海軌道交通線網(wǎng)已開通運(yùn)營11條線、266座車站,運(yùn)營里程達(dá)410公里。
在地鐵車站中,環(huán)控專業(yè)的機(jī)房(冷凍機(jī)房,空調(diào)機(jī)房,區(qū)間風(fēng)機(jī)房等)占地面積最大,對(duì)整個(gè)車站布局亦是影響最大;筆者有幸從事地鐵環(huán)控設(shè)計(jì)多年,參與了國內(nèi)上海、天津、成都、蘇州、福州等地十多個(gè)地鐵車站環(huán)控的設(shè)計(jì),在此對(duì)地鐵車站環(huán)控設(shè)計(jì)中碰到的一些問題進(jìn)行總結(jié),希望環(huán)控設(shè)計(jì)人員對(duì)能有所幫助。
1 因地制宜
在地鐵環(huán)控設(shè)計(jì)中,由于地面條件的限制, 風(fēng)井的設(shè)置是個(gè)老大難問題,只有在滿足工藝的條件下,結(jié)合土建條件,合理的進(jìn)行環(huán)控設(shè)計(jì),這樣才能有效地減少投資費(fèi)用,正所謂“因地制宜”就是這個(gè)意思。
下面以上海10號(hào)線航華新村站為例加以說明:在地鐵內(nèi),TVF風(fēng)機(jī)主要作用是列車阻塞在區(qū)間隧道時(shí),向阻塞區(qū)間提供一定的通風(fēng)量,藉以保證列車空調(diào)的正常運(yùn)行,維持車內(nèi)乘客可以接受的熱環(huán)境;在區(qū)間隧道或站內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故時(shí),火災(zāi)區(qū)域有足夠的排煙能力,控制煙流方向,同時(shí)補(bǔ)充必要的新風(fēng),以利乘客撤離和消防人員工作。事故通風(fēng)按區(qū)間隧道、站廳或站臺(tái)同時(shí)只有一處發(fā)生火災(zāi)事故設(shè)計(jì)。地鐵車站本身的控?zé)熢砘就话愕牡叵鹿步ㄖ叵聟^(qū)間則采用縱向控制煙氣流動(dòng)的方式,即根據(jù)火災(zāi)的位置,采用一端車站向區(qū)間送風(fēng)、另一端車站排煙的形式,形成區(qū)間高于2m/s的縱向氣流,將煙氣控制在火源的一側(cè),使另一側(cè)疏散區(qū)域處于新風(fēng)區(qū)。因此,車站通常在其兩端與區(qū)間連接處設(shè)置活塞風(fēng)井與區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng),當(dāng)區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時(shí),這樣的設(shè)置可將煙氣控制在區(qū)間范圍內(nèi),對(duì)車站基本不產(chǎn)生影響。
航華新村站是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的兩層車站,但由于土建的限制,在布置大軸線端活塞機(jī)械系統(tǒng)時(shí)遇到了不小的難題。起初考慮采用常規(guī)布置方法,設(shè)置雙活塞風(fēng)井,以及常規(guī)的TVS/DZ-Ⅱ1~ TVS/DZ-Ⅱ7七扇閥門用來滿足區(qū)間系統(tǒng)通風(fēng)排煙的要求。但由于土建限制,活塞機(jī)械風(fēng)井只能開在車站主體范圍內(nèi)(即只能在車站主體范圍內(nèi)設(shè)置風(fēng)井),這樣風(fēng)井拉不到主體之外,就對(duì)區(qū)間風(fēng)機(jī)的布置造成了很大的困難。能不能逆向思維,做個(gè)不一樣的區(qū)間布置呢?筆者決定突破常規(guī)的做法,把兩臺(tái)TVF風(fēng)機(jī)逆向布置,TVF-Ⅱ1對(duì)著上行線,TVF-Ⅱ2對(duì)著下行線;在上行線和下行線頂板處各開一個(gè)活塞機(jī)械風(fēng)孔。上行線相鄰區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時(shí),開啟TVF-Ⅱ1風(fēng)機(jī),煙氣就經(jīng)過TVF-Ⅱ1風(fēng)機(jī)及一系列閥門,最終經(jīng)由開在下行線頂板上的活塞機(jī)械風(fēng)孔,排除地面。反之如果下行線相鄰區(qū)間發(fā)生火災(zāi),開啟TVF-Ⅱ2風(fēng)機(jī),煙氣就經(jīng)過TVF-Ⅱ2風(fēng)機(jī)及一系列閥門,最終經(jīng)由開在上行線頂板上的活塞機(jī)械風(fēng)孔,排除地面。這樣布置,其實(shí)是利用了技術(shù)要求中“按區(qū)間隧道內(nèi),站臺(tái)層、站廳層同時(shí)只有一處發(fā)生火災(zāi)進(jìn)行設(shè)計(jì)”這一條,由于同時(shí)只考慮一處火災(zāi),所以這種布置是可行的。如果需要開兩臺(tái)TVF風(fēng)機(jī)對(duì)上行線或下行線進(jìn)行送風(fēng)或排風(fēng),則利用TVF風(fēng)機(jī)可以逆轉(zhuǎn)的特性,把其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)逆轉(zhuǎn)運(yùn)行,并聯(lián)對(duì)上行線或下行線進(jìn)行送排風(fēng),同樣可以滿足事故工況的要求;具體平面布置圖可以見(圖一)。
通過這樣布置,只是比常規(guī)區(qū)間通風(fēng)系統(tǒng)布置多了一扇風(fēng)閥,同樣可以滿足系統(tǒng)對(duì)TVF風(fēng)機(jī)布置的要求;常規(guī)布置的話區(qū)間機(jī)房面積大約為450m2(包括風(fēng)道,風(fēng)井),采用此方案的話區(qū)間風(fēng)機(jī)房僅需要350m2(包括風(fēng)道,風(fēng)井),在土建規(guī)模上節(jié)省下很多空間,減少了很多的工程量,在經(jīng)濟(jì)上達(dá)到了節(jié)約投資的目的,風(fēng)井對(duì)周邊環(huán)境的影響也做到了最小,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益都達(dá)到了雙贏,對(duì)于類似的地鐵車站也有參考價(jià)值。
2 巧用空間:在地鐵設(shè)計(jì)中,由于占地面積巨大,如何合理有效的利用空間(空間不僅指平面上,亦是指高度上說)進(jìn)行設(shè)備布置就是個(gè)大難題。
上海地鐵10號(hào)線虹梅路大軸線處由于該處是地鐵車站通風(fēng)空調(diào)大小系統(tǒng)機(jī)房所在,按常規(guī)做法,布置設(shè)備如圖二所示,這樣的布置可以滿足環(huán)控專業(yè)的工藝要求。但建筑專業(yè)由于消防需要,需要在40~43軸左右設(shè)置逃生通道,這樣就給環(huán)控專業(yè)設(shè)計(jì)帶來了不小的難題,在經(jīng)過反復(fù)考慮,仔細(xì)研究之后,筆者采用了如圖三所示的布置圖,同前一個(gè)方案相比,本方案不同之處在于新風(fēng)道、排風(fēng)道、回排風(fēng)室下面做了個(gè)逃生通道,新風(fēng)道、排風(fēng)道、回排風(fēng)室高3150mm,逃生通道高2400mm,組合式空調(diào)器改為了上進(jìn)風(fēng),亦可達(dá)到要求;本方案最大特點(diǎn)是充分利用了層高5700mm的優(yōu)勢(shì)。
總結(jié)下來,后者方案能很好的解決了逃生通道的問題,避免建筑專業(yè)另外設(shè)置一個(gè)通道,從而使得本方案達(dá)到節(jié)省土建投資規(guī)模目的,經(jīng)濟(jì)上節(jié)約了投資,建筑方案也不用再擴(kuò)大規(guī)模了。
3 就近原則:在地鐵設(shè)計(jì)中,末端到風(fēng)井的距離應(yīng)盡可能的短,這樣負(fù)荷的損失也會(huì)相應(yīng)的減少。
3.1 在天津地鐵3號(hào)線昆明路中, 排熱風(fēng)道的布置一般如下:上行線,下行線的排熱風(fēng)道均接入排熱風(fēng)室,在中板位置開個(gè)集中風(fēng)孔,通過對(duì)內(nèi)消聲器,排熱風(fēng)機(jī),對(duì)外消聲器排出室外。
由于昆明路站是個(gè)側(cè)式車站,布置形式有所不同,通常有2種做法:1通常側(cè)式車站做法是上下行線各自設(shè)置排熱風(fēng)室,再在中板開設(shè)2個(gè)孔,如圖四所示。2.還有種做法就是如圖五所示,上下行線的上排熱,下排熱風(fēng)道均在中板上設(shè)置風(fēng)閥,直接接到風(fēng)道中,這樣排熱風(fēng)機(jī)就可以直接對(duì)這4個(gè)閥門進(jìn)行控制。
方案二比方案一優(yōu)點(diǎn)在于:1.上排熱風(fēng)道可以減少彎頭,減少了局部阻力,土建上僅僅需要多開2個(gè)孔在中板上;2排熱風(fēng)機(jī)亦可以直接對(duì)上下排熱道進(jìn)行控制,方便了系統(tǒng)操作。
3.2 出入口和內(nèi)通道排煙的設(shè)置,根據(jù)地鐵規(guī)范相應(yīng)的技術(shù)要求”連續(xù)長度>60m的地下通道和出入口通道設(shè)置機(jī)械排煙”;上海軌道交通4號(hào)線南浦大橋站1號(hào)口連續(xù)長度大于60米,根據(jù)技術(shù)要求應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙。
根據(jù)出入口建筑布置的特點(diǎn),解決方法有2個(gè):方法1,站內(nèi)設(shè)置專用排煙風(fēng)機(jī),管路上設(shè)置防火閥,風(fēng)口,火災(zāi)時(shí)煙氣通過風(fēng)管,排煙風(fēng)機(jī),通過排風(fēng)井排至室外;具體可以詳見附圖六;方法2:在出入口設(shè)置一平臺(tái),利用平臺(tái)的高度,設(shè)置排煙風(fēng)機(jī),同樣火災(zāi)時(shí)煙氣通過風(fēng)管,排煙風(fēng)機(jī),通過排風(fēng)井排至室外;詳見附圖七。
方法2比方法1的優(yōu)勢(shì)在于:1出入口火災(zāi)時(shí)煙氣不用蔓延到站廳,不會(huì)對(duì)站廳內(nèi)的人數(shù)眾多的客流產(chǎn)生危害;2,節(jié)省了機(jī)房的空間,節(jié)約了經(jīng)濟(jì)投資。
就近布置的好處是顯而易見的,如可以減小輸送能耗損失,減小管路,設(shè)備投資,相應(yīng)的設(shè)備耗電量也小了。
由于地鐵車站形式多種多樣,有兩層、三層甚至四層以上的;有的分為帶變電所和不帶變電所的;有分為側(cè)式車站,島式車站的;有按換乘形式劃分分為換乘車站和普通車站的;有按線路劃分分為標(biāo)準(zhǔn)車站和帶配線的車站的;也有分為帶開發(fā)和不帶開發(fā)的車站的。由于環(huán)控專業(yè)的用房在整個(gè)地鐵車站中占較大的比例,如何有效的利用空間(包括平面和高度)來實(shí)現(xiàn)環(huán)控系統(tǒng)的作用,成了一個(gè)比較大的問題。以上總結(jié)的只是筆者在設(shè)計(jì)過程中碰到的一些問題以及相應(yīng)的解決辦法,這些解決辦法主要是為了能在滿足環(huán)控工藝的前提下,盡可能節(jié)省建筑空間,從而達(dá)到減小初投資和工藝方面雙贏的目的,希望能夠?qū)ν性O(shè)計(jì)人員有參考幫助之用。
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