前言
隨著廣州地鐵一號線于1997年的開通，地鐵的客運量大、速度快、安全準點以及舒適的特點日益顯現(xiàn)出來，并迅速得到了廣大市民的歡迎，取得了巨大的經(jīng)濟和社會效益。在番禺和花縣撤市改區(qū)后，市政府及地鐵總公司為實現(xiàn)廣州現(xiàn)代化大都市的目標，以及盡快形成地鐵網(wǎng)絡(luò)，完善廣州市的交通網(wǎng)絡(luò)，將在今后的幾年里迅速發(fā)展地鐵二號線以及三號線，以至更多線路。筆者有幸參加了一號線的設(shè)計工作，在二號線工程中又參加了新港東站的設(shè)計，本文就新港東站的通風空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計問題與大家進行探討，供參考。
一、工程概述廣州市地下鐵道二號線首期工程全程約23.245 km，南起于琶洲站，北終于江夏站，共設(shè)20個車站。新港東站是首期工程中第二個車站，編號為202，位于華南快速大道東側(cè)新港東路中心，東側(cè)為琶洲站，西側(cè)為磨碟沙站，附近有廣州會展中心和廣州博覽中心等大型建筑。車站總長度206.2m，標準段寬度16.5m，為單層明挖側(cè)式站臺的地下車站，站臺在軌道兩側(cè)縱向布置，站廳為服務(wù)及中轉(zhuǎn)區(qū)域，設(shè)在南北兩側(cè)中部，站臺邊緣設(shè)置屏蔽門與軌道隔開。由于軌道將車站分割為南北兩側(cè)，因此南北兩側(cè)均設(shè)環(huán)控機房及設(shè)備管理用房。車站東端隧道風亭及排風亭設(shè)于車站東端南北兩側(cè)，西端隧道風亭及排風亭，車站中部新風亭及排風亭結(jié)合出入口設(shè)于中部南北兩側(cè)，本車站南北兩側(cè)各有六個風亭。整個車站呈一個古字"車"形。車站總布置詳見附圖1。

根據(jù)隧道通風系統(tǒng)的要求，在車站兩端布置相應的隧道通風設(shè)備。根據(jù)地鐵運營環(huán)境要求，在車站站廳站臺的公共區(qū)部分設(shè)置通風空調(diào)和防排煙系統(tǒng)，正常運行時為乘客提供過渡性舒適環(huán)境，事故狀態(tài)時迅速組織排除煙氣(簡稱大系統(tǒng))。根據(jù)地鐵設(shè)備管理用房的工藝要求和運營管理要求設(shè)置通風空調(diào)和防排煙系統(tǒng)，正常運行時為運營管理人員提供舒適的工作環(huán)境和為設(shè)備正常工作提供必需的運行環(huán)境，事故狀態(tài)時迅速組織排除煙氣(簡稱小系統(tǒng))。
地鐵二號線采用集中供冷站負責向各車站提供冷凍水，全線設(shè)四個集中供冷站，新港東站由赤沙供冷站負責。各車站設(shè)計單位只負責本站內(nèi)空調(diào)設(shè)計，集中供冷站由總體負責設(shè)計。
二、車站室內(nèi)外設(shè)計參數(shù)及設(shè)計原則
 車站通風空調(diào)系統(tǒng)按站臺設(shè)置屏蔽門系統(tǒng)設(shè)計。
地鐵內(nèi)發(fā)生火災或事故時，通風空調(diào)系統(tǒng)為乘客和消防人員提供新鮮空氣，迅速排除煙氣、為乘客撤離現(xiàn)場創(chuàng)造條件。事故或火災按區(qū)間隧道、站廳站臺同時只有一處發(fā)生考慮。
1.廣州市地鐵空調(diào)室外計算干球溫度按《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》，應是近20年夏季地下鐵道晚高峰負荷時平均每年不保證30h的干球溫度(第6.2.6條)。由于我國地鐵工程起步較晚，這方面的氣象資料不全，因此采用《空調(diào)設(shè)計規(guī)范》中歷年平均每年不保證50h的干球溫度為33.5℃減1℃，為32.5℃，相應的濕球溫度為26.9℃，都較《空調(diào)設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定低。
2.地鐵車站空調(diào)為舒適性空調(diào)，地鐵二號線車站內(nèi)室內(nèi)設(shè)計參數(shù)：站廳集散廳采用29℃，站臺27℃，相對濕度均為45~65%。
需空調(diào)的管理，設(shè)備用房：t=27℃ф=45~65%
只需通風的管理，設(shè)備用房：t≤35℃ф=45~65%
區(qū)間隧道：正常運行：t≤35℃
阻塞運行：t≤40℃
3.人員最小新風量：由于地鐵工程為地下工程，空氣質(zhì)量較室外差，
因此人員的新風量標準就顯得尤為重要，按照《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》第6.2.9條的規(guī)定，并考慮到廣州市的具體情況，站廳站臺空調(diào)季節(jié)采用每個乘客按不小于12.6m3/h.人，且新風量不小于系統(tǒng)總風量的15%；非空調(diào)季節(jié)每個乘客按不小于30m3/h.人，且換氣次數(shù)大于5次/h；設(shè)備管理用房人員新風量按不小于30m3/h.人，且不小于系統(tǒng)總風量的10%。
4.各種噪聲控制標準：正常運行時，站廳、站臺公共區(qū)不大于70dB(A)；地面風亭白天≤70d B(A)，夜間≤55d B(A)；環(huán)控機房≤90d B(A)；管理用房(工作室及休息室)≤60d B(A)。
三、車站冷負荷計算
由于采用屏蔽門系統(tǒng)，車站內(nèi)公共區(qū)散熱量已不含列車驅(qū)動設(shè)備發(fā)熱量、列車空調(diào)設(shè)備及機械設(shè)備發(fā)熱量，僅有站內(nèi)人員散熱量、照明及設(shè)備散熱量、站臺內(nèi)外溫差傳熱量、滲透風帶入的熱量。與一號線相比，少了列車和隧道活塞風對車站的影響，冷負荷大為減少，系統(tǒng)的復雜程度也隨之下降。
站內(nèi)人員散熱量：按27℃時輕勞動時的顯熱量52W，潛熱量129W計。關(guān)鍵是車站內(nèi)計算人員數(shù)量的確定，根據(jù)資料及一些數(shù)據(jù)，上車客流在車站停留時間為4分鐘，其中集散廳停留1.5分鐘，站臺停留2.5分鐘。下車客流車站停留時間為3分鐘，集散廳、站臺各停留1.5分鐘。因此按照車站2029年夏季晚高峰的設(shè)計客流可計算出站廳站臺的計算人員數(shù)量。
照明及設(shè)備散熱量：/p照明設(shè)備、廣告燈箱、自動扶梯、導向牌指示牌以及售(檢)票機等的散熱量可由工藝專業(yè)給出。
滲透風帶入的熱量：此部分熱量最大，對車站總冷負荷的影響亦最大。根據(jù)新港東站建筑的特點，此部分分為出入口滲透風和屏蔽門開啟時的滲透風，其中以屏蔽門開啟時的滲透風最大。車站出入口的滲透風按200W/m2(斷面面積計算)，屏蔽門漏風量按每站36000m3/h計。散濕量：分為人員散濕量、結(jié)構(gòu)壁面散濕量和滲透風帶入的散濕量。人員散濕量按27℃時輕勞動時的散濕量193g/h；車站側(cè)墻、頂板、底板散濕量1--2g/m2.h；滲透風的濕負荷按下式計算：Ws=1/1000(dw-dn)ρL(g/kg)。
根據(jù)區(qū)間隧道通風系統(tǒng)要求，車站兩端對應于每一條隧道設(shè)置一臺可反風隧道風機(共4臺)和相應的風閥。風機風量為60m3/s，分別設(shè)置在東、西兩端南北兩側(cè)的隧道通風機房內(nèi)，采用臥式安裝。根據(jù)系統(tǒng)要求隧道風機布置既可滿足兩端的兩臺隧道風機獨立運行，又可以相互備用或同時向同一側(cè)隧道送風或排風。在隧道風機旁留有有效面積不小于16m2的旁通道，保證正常運行時活塞風的進出。旁通道、隧道風機上設(shè)有組合式風閥，通過風閥的轉(zhuǎn)換滿足正常、阻塞、火災工況的轉(zhuǎn)換。
四、車站設(shè)備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)
第一類房間采用空氣-水(風機盤管加新風)系統(tǒng)。風機盤管設(shè)于室內(nèi)吊頂天花內(nèi)，風機盤管回水管上設(shè)溫控水電動雙位式二通閥，溫控操作器均設(shè)于房間進門墻上便于操作處，可以根據(jù)室內(nèi)實際使用情況對風機盤管進行手動溫度控制和風機轉(zhuǎn)速三檔調(diào)節(jié)。新風由設(shè)于環(huán)控機房的新風柜機通過風管和防火閥送入室內(nèi)；排風采用風管和防火閥接至各自排風機處。 暖通空調(diào)
第二類房間采用全空氣系統(tǒng)。設(shè)置空調(diào)柜機送風和回排風機回排風，風管采用一般鍍鋅鋼板風管。為方便氣體滅火時的系統(tǒng)運行，在進入各房間上的支管上均設(shè)置手動風量調(diào)節(jié)閥和電動防火閥。
第三類房間采用全通風系統(tǒng)。采用送、排風機通過風管和防火閥對上述各房間進行通風換氣。 暖通空調(diào)
走廊排煙系統(tǒng)。長度超過20米的封閉內(nèi)走道須設(shè)置排煙系統(tǒng)，設(shè)置專用排煙風機，風管采用δ=12mm厚耐火2小時、不含石棉的Promatect-N纖維增強耐火材料平板自撐式風管，如保全板等。
五、車站水系統(tǒng)
本站大系統(tǒng)的水系統(tǒng)歸赤沙集中供冷站供冷范圍，通過敷設(shè)在隧道中的冷凍水管輸送冷凍水至車站大系統(tǒng)的未端設(shè)備，車站接管管徑為DN125，車站內(nèi)水系統(tǒng)采用異程式，在供水管上設(shè)置平衡閥和流量計以平衡管路阻力，調(diào)節(jié)流量。由于是集中供冷系統(tǒng)，為減少流量，降低投資，采用大溫差系統(tǒng)，供回水溫度為7.5/16.5℃。 暖通空調(diào)在線

小系統(tǒng)的冷源結(jié)合中部南側(cè)風亭設(shè)置兩臺135kW風冷整裝式冷水機組，提供車站設(shè)備管理用房空調(diào)冷凍水。水管沿新風道進入車站環(huán)控機房內(nèi)的冷凍水泵房，再分送至末端。冷凍水系統(tǒng)采用變流量系統(tǒng)，末端設(shè)備回水管上設(shè)電動二通閥，通過回風溫度調(diào)節(jié)水量，在集水器和分水器間設(shè)置壓差旁通閥調(diào)節(jié)水系統(tǒng)的壓力。供回水溫度為7/12℃.
六、車站防排煙設(shè)計
根據(jù)《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》第12.4.3條的規(guī)定，每個防煙分區(qū)的建筑面積不超過750m2。車站站廳站臺排煙量按防煙分區(qū)每分鐘每平方米建筑面積1m3計算，排煙設(shè)備按同時排除二個防煙分區(qū)煙量配置。新港東站公共區(qū)南北兩側(cè)各有1500m2,劃分四個防煙分區(qū)，排煙設(shè)備風量為1500m3/min，乘以1.2的安全系數(shù)，最后分別在南北兩側(cè)環(huán)控機房內(nèi)各設(shè)一臺排煙量為108000 m3/s的排煙風機，該風機可在280℃高溫下連續(xù)運轉(zhuǎn)半小時。站廳的送風管上設(shè)置手動70℃防火閥，排風管上設(shè)置手動280℃防火閥。當站臺層發(fā)生火災時，送風停止，關(guān)閉回/排風機，開啟排煙風機利用站臺的回/排風管進行排煙，保證站臺與出入口間的樓梯、扶梯內(nèi)向下的迎面風速不小于1.5m/s，同時站臺層的屏蔽門也打開，區(qū)間隧道風機(TVF)或車站隧道風機(TEF)開啟協(xié)助排煙。
一般車站設(shè)備管理用房火災設(shè)計，在《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》中并未說明，最后參照《高規(guī)》中的規(guī)定：面積超過50m2(《高規(guī)》中是100m2),且人員較多，可燃物較多的房間需要排煙；長度超過20m的內(nèi)走道需設(shè)排煙設(shè)備；衛(wèi)生間、垃圾間等按不發(fā)生火災進行設(shè)計。
車站設(shè)備管理用房的第一類和第三類房間中面積未超過50m2，且人員和可燃物也不多的房間不需排煙，所以僅在各房間的送、排風支管上設(shè)置手動防火閥，火災時易熔片熔斷從而閘斷風管；面積超過50m2的房間按每分鐘每平方米建筑面積1m3計算排煙量。第二類房間由于是受"煙烙盡"氣體消防系統(tǒng)保護，因而只排氣而不需排煙；在所有這類房間的送、排風支管上均設(shè)置電動防火閥，火災時，接受電信號關(guān)閉電動防火閥，停止所有送、排風系統(tǒng)，火災撲滅后打開火災房間的送、排風支管上電動防火閥的進行排毒。在噴灑和排毒時，同時也關(guān)閉其他未發(fā)生火災房間的送、排風口，以防止毒氣蔓延，并保證毒氣盡快排清。長度超過20m的內(nèi)走道設(shè)置專用排煙設(shè)備，排煙口距最不利排煙點不超過30米。
七、車站控制模式設(shè)計
 通風空調(diào)系統(tǒng)控制由中央控制(OCC)、車站控制和就地控制三級組成。中央控制(OCC)在控制中心，是以中央監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和車站設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對地鐵二號線全線的通風及空調(diào)系統(tǒng)進行監(jiān)控，向車站下達各種運行模式指令或執(zhí)行預定運行模式。車站控制設(shè)置在車站控制室，對車站和所管轄區(qū)的各種通風空調(diào)設(shè)備進行監(jiān)視，向中央控制系統(tǒng)傳送信息，并執(zhí)行中央控制室下達的各項命令�；馂陌l(fā)生和在控制中心授權(quán)的條件下，車站控制室作為車站指揮中心，根據(jù)實際情況將有關(guān)通風空調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入災害模式運行。就地控制設(shè)置在各車站環(huán)控電控室，具有單臺設(shè)備就地控制和模式控制功能，便于各設(shè)備及子系統(tǒng)調(diào)試、檢查和維修。就地控制具有優(yōu)先權(quán)；現(xiàn)場操作按鈕設(shè)于設(shè)備旁便 于操作處，滿足單臺設(shè)備的現(xiàn)場調(diào)試、檢查和維修。 暖通空調(diào)
八、結(jié)束語地鐵工程是個龐大而復雜的工程，其有著較多與一般民用建筑不同的特點。廣州地鐵二號線又與一號線有著不同：首先，一號線采用開式設(shè)計，而二號線采用屏蔽門設(shè)計，因此車站冷負荷顯著降低，設(shè)備減少，空間減少；其次，一號線空調(diào)采用各站設(shè)置冷凍站，而二號線采用集中供冷站，這樣亦可減少每個車站的設(shè)備占用空間，同時由于集中設(shè)置，在沿線就不會出現(xiàn)一號線那樣的許多冷卻塔，影響城市景觀，但由于廣州市地處華南沿海炎熱潮濕地區(qū)，地下水位較高，一個集中供冷站平均供應四個車站冷凍水，最遠的車站距離有將近3公里，冷凍水管在隧道中一來一回約有7、8公里長，保溫問題就顯得特別突出，另外幾個車站的冷凍水流量分配也存在一定的問題，這些都要在設(shè)計中予以高度的重視。 www.ehvacr.com
筆者在參加兩次地鐵通風空調(diào)設(shè)計當中，最大的體會是：地鐵工程是個龐大的系統(tǒng)工程，牽涉到的方方面面特別多，牽一發(fā)而動全局，協(xié)調(diào)工作必須做好，否則將會做很多的"無用功"；另外就是總體的安排要合理，不能出現(xiàn)現(xiàn)場施工混凝土都要澆注，而預埋的管線還未定位，因為設(shè)備未定，機電施工圖未出的情況。