關于地鐵地下車站站廳層設置中庭情況通風空調專業的分析

摘 要：通風與空調專業是地鐵機電工程中的一個重要組成部分，對地鐵功能有效實施、空間舒適度以及消防安全起著巨大的作用。《建筑防煙排煙系統技術標準》GB 51251—2017、《地鐵設計防火標準》GB 51298—2018的相繼實施，對處于新、老規范交替的新地鐵線路車站設計產生重大影響。文章重點分析了新規范對標準地下車站設置貫穿站廳層、站臺層中庭對通風與空調專業產生的影響，并結合某地鐵車站的設計實例進行分析，總結在新規范實施前提下，地下車站中庭設置的可實施性。

關鍵詞：軌道交通;通風與空調;地鐵

隨著人口密集度的提高及城鎮化進程的加速，軌道交通已經成為現代城市生活中的重要交通工具。城市地下軌道交通具有運量大、速度快、噪音小、能耗較低等優點，客運量在世界大城市中占有較大比例。隨著城市發展多樣化及人口密度增加，城市軌道交通發展日新月異，設計標準及規范要求不斷提高。

1 ? ?地鐵通風與空調系統概況

地鐵通風與空調系統分為車站通風空調系統及隧道通風系統。其中，車站通風空調系統分為公共區大系統、設備區小系統、冷源系統及備用多聯機空調系統。公共區大系統確保車站站廳、站臺層公共區的舒適度及消防防排煙要求;設備區小系統確保車站設備區房間滿足人員、設備以及消防等使用需求;冷源系統為整個車站提供冷源;備用多聯機空調系統確保重要設備房間在事故工況下，重要設備的正常運行需求。隧道通風系統分為車站隧道通風系統及區間隧道通風系統。車站隧道通風系統負責車站區間的隧道排熱及防排煙;區間隧道通風系統負責區間隧道衛生、火災、列車故障工況下的通風及防排煙。

2 ? ?地鐵站工程概況

線路全長9.58 km，設4座車站，其中換乘站1座，全部為地下站。地鐵站采用6輛編組B型車，采用AC25 kV架空接觸網供電，列車最高設計運行速度為120.00 km/h。

本站為地下兩層14.00 m單柱島式標準車站，車站全長215.00 m，標準段寬為22.90 m。負一層為站廳層，負二層為站臺層。

3 ? ?地下車站中板開中庭大孔方案的探討分析

《地鐵設計防火規范》（GB 51298—2018）中明確規定：“站臺與站廳公共區之間除上下樓梯或扶梯的開口外，不應設置其他上下聯通的開口。”嚴格限制其他開口的目的是減小站臺層火災對站臺層公共區的危害及對人員疏散安全的影響，主要在于限制地下車站的站廳與站臺公共區之間設置中庭等開口。但部分車站為了達到建筑效果上的優化，考慮在車站中板開孔設置中庭，因此對中庭方案進行研究分析計算，論證中庭方案的可實施性。

以某車站為案例進行分析研究，當在車站中板開雙孔做雙中庭方案時，不考慮車站覆土，頂板開孔設置自然排煙、越過人防段的情形下，根據《建筑防煙排煙系統技術標準》（GB 51251—2017）軸對稱型煙羽流計算方式，得出中庭計算排煙量，與中庭相鄰最大防煙分區計算排煙量的兩倍相比，取大者作為中庭的最終設計排煙量。計算結果如表1所示。

由表1可知，雙中庭計算排煙量受臨近防煙分區影響，且在不加寬車站的情況下，中庭區域大尺寸排煙風管敷設勢必影響站廳層層高，再加上地鐵新線對大空間站廳公共區裝修吊頂高度要求凈高≥3 600 mm，綜合考慮之后，站廳層層高最終在7～8 m，方能滿足管線敷設凈高要求。高層高反過來又影響排煙量的取值，由此計算得出的排煙量巨大，須在站廳層每側排煙機房內各設置4臺大風量排煙風機對每側中庭進行排煙，增加站廳層層高約1.5 m，極大地增加了工程建設初投資，且雙中庭串煙風險大增，不具備可實施性，因此只討論單中庭方案。

單中庭方案為中板開單一大孔方案，中庭區域內電扶梯不參與疏散，在站臺層公共區兩側靠近設備區的區域各增設兩組疏散樓梯，具體防煙分區劃分如圖1所示。

根據《建筑防煙排煙系統技術標準》（GB 51251—2017）中軸對稱型煙羽流的計算方式，得出的中庭計算排煙量與中庭相鄰最大防煙分區計算排煙量的兩倍相比，取大者作為中庭的最終設計排煙量。計算結果如表2所示。

單中庭排煙方案，空調回風及站廳層排煙共用管道，在車站兩端環控機房各設置2臺排煙風機及1臺回風風機，通過靜壓箱連接風機入口及公共區管道，中庭火災工況時，電動風閥相互切換動作，回風風機電動風閥關閉，兩側環控機房共4臺排煙風機電動風閥開啟，同時對中庭進行排煙，至站廳公共區時接靜壓箱分單獨排煙管道至中庭，加強中庭排煙效果;站廳層空調送風按標準車站布置，站臺層空調送風圍繞中庭布置，不侵入中庭區域，在中庭外圍側送，回風管靠屏蔽門布置，風管與屏蔽門之間預留檢修空間。

此方案站廳層排煙管與空調送、回風管交叉布置，須適當提升站廳層層高。另外由于中庭火災時，中庭內樓扶梯不參與人員疏散，須于站臺中庭范圍外兩側新增疏散樓扶梯，站臺層往公共區方向大系統管線及軌排輔助排煙管線密集，管線敷設空間緊張，須根據車站公共區吊頂高度要求及管線計算截面積，適當提升站臺層高度。管線敷設如圖2所示。

另外，在車站存在折返線的情況下，站臺層中庭跨越兩側站臺區域，火災工況時，由于中庭與站臺層其他區域存在高差，當站臺中庭區域外其他區域著火時，無法保證煙氣不向中庭區域蔓延，且容易造成兩個島式站臺相互串煙，當煙氣在兩側站臺互串時，由于兩側站臺公共區樓扶梯開口處較多，無法保證樓扶梯口部1.5 m/s的向下風速;只開啟站臺層中庭外防煙分區的排煙系統，無法排除中庭區域聚集的煙氣，采用同時排煙方式時，又與同一防煙分區著火、只開啟相應防煙分區的排煙措施的原則相悖;站臺層扣除中庭區域，可走管線區域狹小，易造成大系統送、回風之間氣流短路，造成站臺層部分區域冷量不均的情形。

4 ? ?結語

新規范對地下車站防排煙系統提出更嚴格的要求，對地下車站火災情形人員安全更為重視。在新規范中明文禁止車站設置中庭的情況，特殊情況下不可避免地需要設置中庭時，排煙模式須重新模擬研究，由相應專家評審論證并取得消防部門同意后，適當增加車站層高及環控機房面積，合理設計車站火災工況下排煙模式，確保火災工況下，煙氣組織方向順暢、控制迅速及時、人員疏散路徑安全快捷等一系列消防措施。

[參考文獻]

[1]中華人民共和國公安部.中華人民共和國國家標準，地鐵設計防火標準GB 51298—2018[EB/OL].（2018-05-14）[2020-05-10].https：//max.book118.com/html/2019/0308/8030003125002011.shtm.

[2]中華人民共和國公安部.中華人民共和國國家標準，建筑防煙排煙系統技術標準GB 51251—2017[EB/OL].（2017-11-20）[2020-05-10].http：//www.doc88.com/p-0856439556937.html.

作者簡介：盧偉斌（1991— ），男，漢族，廣東揭陽人，助理工程師，學士;研究方向：通風空調。