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廣州地鐵通風空調系統設計

10-04 19:37:34  瀏覽次數:130次  欄目:暖通空調
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  簡介: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出來,并迅速得到了廣大市民的歡迎,取得了巨大的經濟和社會效益。在番禺和花縣撤市改區后,市政府及地鐵總公司為實現廣州現代化大都市的目標,以及盡快形成地鐵網絡,完善廣州市的交通網絡,將在今后的幾年里迅速發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計工作,在二號線工程中又參加了新港東站的設計,本文就新港東站的通風空調系統的設計問題與大家進行探討,供參考。

  關鍵字:通風空調 地鐵 冷負荷

  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出來,并迅速得到了廣大市民的歡迎,取得了巨大的經濟和社會效益。在番禺和花縣撤市改區后,市政府及地鐵總公司為實現廣州現代化大都市的目標,以及盡快形成地鐵網絡,完善廣州市的交通網絡,將在今后的幾年里迅速發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計工作,在二號線工程中又參加了新港東站的設計,本文就新港東站的通風空調系統的設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23.245km,南起于琶洲站,北終于江夏站,共設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新港東路中心,東側為琶洲站,西側為磨碟沙站,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,為單層明挖側式站臺的地下車站,站臺在軌道兩側縱向布置,站廳為服務及中轉區域,設在南北兩側中部,站臺邊緣設置屏蔽門與軌道隔開。由于軌道將車站分割為南北兩側,因此南北兩側均設環控機房及設備管理用房。車站東端隧道風亭及排風亭設于車站東端南北兩側,西端隧道風亭及排風亭,車站中部新風亭及排風亭結合出入口設于中部南北兩側,本車站南北兩側各有六個風亭。整個車站呈一個古字“車”形。

  根據隧道通風系統的要求,在車站兩端布置相應的隧道通風設備。根據地鐵運營環境要求,在車站站廳站臺的公共區部分設置通風空調和防排煙系統,正常運行時為乘客提供過渡性舒適環境,事故狀態時迅速組織排除煙氣(簡稱大系統)。根據地鐵設備管理用房的工藝要求和運營管理要求設置通風空調和防排煙系統,正常運行時為運營管理人員提供舒適的工作環境和為設備正常工作提供必需的運行環境,事故狀態時迅速組織排除煙氣(簡稱小系統)。

  地鐵二號線采用集中供冷站負責向各車站提供冷凍水,全線設四個集中供冷站,新港東站由赤沙供冷站負責。各車站設計單位只負責本站內空調設計,集中供冷站由總體負責設計。

  二、車站室內外設計參數及設計原則車站通風空調系統按站臺設置屏蔽門系統設計。

  地鐵內發生火災或事故時,通風空調系統為乘客和消防人員提供新鮮空氣,迅速排除煙氣、為乘客撤離現場創造條件。事故或火災按區間隧道、站廳站臺同時只有一處發生考慮。

  1.廣州市地鐵空調室外計算干球溫度按《地下鐵道設計規范》,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《空調設計規范》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《空調設計規范》中的規定低。

  2.地鐵車站空調為舒適性空調,地鐵二號線車站內室內設計參數:站廳集散廳采用29℃,站臺27℃,相對濕度均為45~65%。

  需空調的管理,設備用房: t=27℃ф=45~65%

  只需通風的管理,設備用房:t≤35℃ф=45~65%

  區間隧道: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《地下鐵道設計規范》第6.2.9條的規定,并考慮到廣州市的具體情況,站廳站臺空調季節采用每個乘客按不小于12.6m3/h.人,且新風量不小于系統總風量的15%;非空調季節每個乘客按不小于30m3/h.人,且換氣次數大于5次/h;設備管理用房人員新風量按不小于30m3/h.人,且不小于系統總風量的10%。

  4.各種噪聲控制標準:正常運行時,站廳、站臺公共區不大于70 dB(A);地面風亭白天≤70 d B(A),夜間≤55 d B(A);環控機房≤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,車站內公共區散熱量已不含列車驅動設備發熱量、列車空調設備及機械設備發熱量,僅有站內人員散熱量、照明及設備散熱量、站臺內外溫差傳熱量、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,系統的復雜程度也隨之下降。

  站內人員散熱量:按27℃時輕勞動時的顯熱量52W,潛熱量129W計。關鍵是車站內計算人員數量的確定,根據資料及一些數據,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年夏季晚高峰的設計客流可計算出站廳站臺的計算人員數量。

  照明及設備散熱量:照明設備、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、結構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)。

  根據區間隧道通風系統要求,車站兩端對應于每一條隧道設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,分別設置在東、西兩端南北兩側的隧道通風機房內,采用臥式安裝。根據系統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、隧道風機上設有組合式風閥,通過風閥的轉換滿足正常、阻塞、火災工況的轉換。

  四、車站設備管理用房通風空調系統(小系統)

  第一類房間采用空氣—水(風機盤管加新風)系統。風機盤管設于室內吊頂天花內,風機盤管回水管上設溫控水電動雙位式二通閥,溫控操作器均設于房間進門墻上便于操作處,可以根據室內實際使用情況對風機盤管進行手動溫度控制和風機轉速三檔調節。新風由設于環控機房的新風柜機通過風管和防火閥送入室內;排風采用風管和防火閥接至各自排風機處。

  第二類房間采用全空氣系統。設置空調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運行,在進入各房間上的支管上均設置手動風量調節閥和電動防火閥。

  第三類房間采用全通風系統。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。

  走廊排煙系統。長度超過20米的封閉內走道須設置排煙系統,設置專用排煙風機,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

  本站大系統的水系統歸赤沙集中供冷站供冷范圍,通過敷設在隧道中的冷凍水管輸送冷凍水至車站大系統的未端設備,車站接管管徑為DN125,車站內水系統采用異程式,在供水管上設置平衡閥和流量計以平衡管路阻力,調節流量。由于是集中供冷系統,為減少流量,降低投資,采用大溫差系統,供回水溫度為7.5/16.5℃。

  小系統的冷源結合中部南側風亭設置兩臺135kW風冷整裝式冷水機組,提供車站設備管理用房空調冷凍水。水管沿新風道進入車站環控機房內的冷凍水泵房,再分送至末端。冷凍水系統采用變流量系統,末端設備回水管上設電動二通閥,通過回風溫度調節水量,在集水器和分水器間設置壓差旁通閥調節水系統的壓力。供回水溫度為7/12℃。

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