昆明地鐵文化宮站通風空調大系統的設計

熊勝益

（中鐵四院集團西南勘察設計有限公司，云南 昆明 650220）

地鐵車站是重要的交通性公共建筑，是供乘客活動、乘車和候車的場所，公共區良好的通風空調系統可為乘客提供舒適、清潔和安全的環境。雖然車站通風空調系統只占車站建設總投資的8～10%，但運營后通風空調系統運行能耗卻占車站總耗電量的40%左右。行業上習慣將車站公共區通風空調系統稱作大系統，一般分為開式、閉式和屏蔽門式系統。昆明的城市氣候與其他城市不同，具有“四季如春，全年氣溫變化不大”的特點，采用全封閉地下線車站站臺公共區設置全高安全門的通風系統(含活塞通風)和開式運行的方式，可節省掉空調系統的投資成本，并有效降低車站運營的能耗。

1 建筑概況

文化宮站為昆明地鐵首期工程（1、2號線拼接）的第12個車站。本站設10個人行出入口（含2個地鐵預留出入口、3個商業出入口）、2個地下車庫雙向機動車出入口、3個員工疏散口，均為有頂蓋式出入口。兩線分別設2組風亭，1、3號風亭為2號線風亭，2、4號風亭為3號線風亭。兩線車站的土建工程同期實施，機電工程先實施2號線，3號線、物業區及停車庫待后期設計，現期先使用1、5和6號人行出入口及1、3號風亭，其余出入口及風亭等設施暫不使用，作為臨時封閉來處理。

2 設計依據

本站根據《地鐵設計規范》（GB50157-2003）、《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）、《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》(GB 50736-2012)及《城市軌道交通技術規范》（GB 50490-2009）作為設計依據，結合昆明獨特的氣候特點，通過收集當地氣象參數和車站客流量資料，達到通風空調大系統優化設計和設備選型合理的目的。

3 設計參數

3.1 室外設計氣象參數，見表1。

表1 昆明室外計算參數

3.2 室內設計氣象參數

車站公共區的溫濕度按照滿足人員熱舒適性、衛生條件及消除設備余熱的相關要求去控制，并符合《地鐵設計規范》（GB50157-2003）的相關規定。同時公共區的在站人數、在站時間、超高峰系數以及設備散熱量等設計所需輸入參數，由相關專業人員負責提供。

4 大系統設計

4.1 空調系統設計

地下車站公共區是否采用空調系統的依據：當地最熱月的平均溫度及高峰小時的行車對數和列車車輛數的乘積兩個因素所決定。當夏季當地最熱月的平均溫度超過25℃，全年平均溫度超過15℃，且地鐵高峰時間內每小時的行車對數和每列車車輛數的乘積大于120，可采用空調系統。

昆明夏季最熱月平均溫度為19.8℃，全年平均溫度14.9℃，運營高峰小時的行車對數為15對，列車采用B型車6輛編組，具備不設空調系統的條件。當列車在隧道內高速運行時會產生活塞效應，活塞風量比較可觀且不費能源，考慮在車站站臺公共區設置全高安全門，依靠安全門上沿約0.6m高的條縫帶使軌行區與站臺公共區的空間連通，采用開式系統，以公共區機械通風結合活塞通風和出入口自然通風的方式，實現車站公共區的通風降溫功能。

4.2 通風系統設計

4.2.1 設計思路

車站大系統包括平時通風系統和防排煙系統。平時通風系統采用機械送風的方式，使站內保持正壓，出入口排風的方式，阻止室外污染物由出入口進入車站。進風直接采自大氣，新風分別從車站站廳兩端的新風井進入，經除塵消聲后由新風機通過風管送入公共區。為節省公共區的空間資源和滿足排煙的要求，將平時送風系統兼作火災時的防排煙系統，兩端設備區分別單設風室，且各自旁設一臺排煙風機，實現通風的平災轉換功能。

4.2.2 負荷計算

（1）公共區平時負荷主要體現在消除人員、照明、廣告指示牌、自動售票機和電扶梯及安全門散熱所需的冷負荷。人員顯熱按43W/人，照明負荷按10W/m2計，其它設備的散熱量按相關專業提供為準。根據本站客流量、公共區面積和人員在站時間，大系統按地鐵預測的遠期客流量和最大的通過能力設計，因通風系統采用開式運行，需為每位乘客提供30m3的小時新風量，計算得到公共區所需冷負荷為204720m3/h，車站兩端的新風機各負擔一半的風量，并根據站內冷負荷的變化情況進行變頻節能運行。

（2）計算公共區排煙負荷須嚴格執行《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）的相關規定。發生站廳火災時，每端大系統排煙風機的設備能力，按同時排出所負擔2個防煙分區的煙量來配置，以最大防煙分區的地板面積乘以120m3/（m2·h）確定，計算排煙量分別為160800和164400m3/h。站臺和疏散通道所需排煙量均按防煙分區的地板面積乘以60m3/（m2·h）確定，計算排煙量分別為93078和50532m3/h。兩端大系統排煙風機的同排排煙量足夠滿足站臺的排煙需求。

（3）本站大系統屬一般送排風系統，送風和排煙系統各需附加5～10%和10～20%的漏風量。經過水力計算后，得出大系統風機設備的主要選型參數，見表2。

5 系統控制策略

本站的通風系統采用三級控制：就地控制、車控室控制和中央控制。大系統設備采用前二級控制，三級顯示。中央控制室對大系統風機設備進行狀態顯示，車控室對大系統設備及電動控制風閥進行顯示和控制，就地對所設的各種設備及電動控制風閥進行控制與顯示，就地控制具有優先權。本站采用兩端大系統風機對公共區進行同送同排的方式，通過控制電動風閥開關，使著火區內的風管進行平災切換。大系統風機與硬聯鎖電動風閥的控制關系為“風閥開-風機開，風機關-風閥關”。站廳和站臺火災切非后，應保證大系統設備的聯動控制動作準備無誤。

表2 大系統風機設備的主要選型參數表

6 結語

本文闡述了車站公共區采用開式通風系統的原因和大系統的設計方法及相應的控制策略，可為其他城市地鐵車站的通風空調系統設計提供工程參考案例。

參考文獻：

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[6]中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB 50736-2012，民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.