鐵路站房“四電”用房暖通安全性設計分析

張鵬

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京102600）

0 引言

在鐵路運行中，需要具有良好的電力、通信、電氣和信號支持，為了實現這些方面的功能和良好運行，通過鐵路站房“四電”用房建設，來為它們的相關功能設備進行集中存放和管理。但在鐵路站房“四電”用房的使用中，大量設備的運行勢必會影響其房內環境條件，進而影響設備的安全運行，面對這種情況，就需要做好對其暖通安全性設計，這也是本文主要研究的內容。

1 鐵路站房“四電”用房特點概述

對于“四電”用房來說，主要是電力、通信、電氣化和信號相關設備的工藝用房。在此用房內，往往維護結構的保溫性和密閉性能良好，而設備的發熱量大、人員的密度小。此機房的空調負荷和普通房存在很大不同，在此房間內主要的負荷包括設備負荷、照明負荷、維護結構的負荷和新風負荷等。負荷主要來源于設備、機房的照明、維護的結構和新風等。在房間內，設備的發熱量十分大，且超過95%是顯熱負荷。在設備運行期間，不存在散濕，房內的散濕量主要來自人體的散濕、新風帶入的濕量等，房內熱濕呈現出顯熱遠比潛熱大的特點，其熱濕比十分大[1]。

2 鐵路站房“四方”安全性設計標準

鐵路站房“四電”作為設備機房，對運行環境有著極高的要求。工藝設備房一般由通信機械室、控制室、信號機械室、電源室、繼電室、信息機房及電源室、防災監控機房、信息配線及設備間、高壓開關室、變壓器室、控制室等組成。不同房室之間設備運行對于房屋環境要求不同。鐵路站房“四房”用房暖通安全性設計參考《鐵路房屋建筑設計標準》（TB10011—2012）中的相關規定。大部分鐵路站房設備為全年運行，每天連續工作24h，因此機房必須采用專用的空調系統。各房室空調系統設計環境參數可參考以下標準：其一，通信設備房屋通信機械室設備溫度為18～28℃，濕度30%～75%。其二，信號設備房屋信號機房設備運行溫度為15～28℃，濕度35%～75%。其三，信息及防災安全監控設備房屋信息機房設備溫度18～28℃，濕度35%～75%。其四，電力牽引供電設備房屋高壓室設備必須有良好的通風[2]。

《電子信息系統機房設計規范》（GB50174—2008）中的相關規定，鐵路站房“四房”暖通安全性設計中，對機房空調系統應該采用A、B、C三級設計，并滿足安全性冗余要求。開機、停機時機房溫度、濕度應符合以下要求：其一，溫度。開機時AB級機房要求溫度為23＋1℃，C級機房要求溫度為18～28℃；停機時機房要求溫度為5～35℃。其二，相對濕度。開機時AB級機房要求相對濕度為40%～55%，C級機房要求相對濕度為35%～75%；停機時AB級機房要求相對濕度為40%～70%，C級機房要求相對濕度為20%～80%。其三，溫度變化率。開機時要求機房溫度不得小于5℃，不得有結露問題發生；停機時要求機房溫度不得小于10℃，不得有結露的問題發生。

3 暖通安全性設計

鐵路站房“四房”用電暖通系統設計必須要滿足以下要求：其一，保證車站設備機房所有工藝設備的正常運行環境。其二，滿足空調維修期間主要工藝設備基本運行環境。其三，滿足空調事故期間主要工藝設備基本運行環境。

3.1 空調采暖設計

3.1.1 空調系統的選型

在鐵路站房“四電”用房中，要求空調是全年保持運行的，在過渡季節和冬季均需要保持供冷。在空調系統的設計選型上，要經過仔細對比常用空調形式溫度和濕度精度要求、控制方式、運行情況、送風溫度等條件后，再根據實際需求設計空調系統。由于中央空調不能獨立控制，且只能在空調季節運行，存在結露可能。根據《鐵路房屋建筑設計標準》（TB10011—2012）中的相關規定，不宜選擇中央空調的系統類型進行冷量的提供。普通的民用獨立空調雖然能夠獨立控制和全年運行，但其溫度、濕度精度要求不能夠完全滿足要求。當室外溫度低于零下5℃時，系統運行時存在結露的風險。因此，普通民用獨立空調也是不符合鐵路站房“四電”用房暖通安全性要求。鐵路站房“四電”用房暖通空調系統必須采用獨立設置以及采用獨立的房間空調器。在現階段，較為常用空調的系統選擇機房專用的恒溫恒濕空調系統。該系統的設備均采用符合國家規定的高精度的工業專用空調，可獨立控制，全年運行保證不結露，且溫度、濕度精度符合鐵路站“四電”用房工藝空調的安全性要求。在“四電”的用房中，設備所產生顯熱占據主要的負荷部分，對設備降溫處理中最有效的方法就是直接送風，但送風的溫度不能太過低，控制于超過15～17℃的范圍，否則會導致室內存在較大除濕量以及降低室內的相對濕度，若室內的相對濕度低于30%時，就易導致靜電的產生，進而對設備造成不利。若送風的溫度比較高，則送風的溫差就會減小，此時送風量就比較大，進而形成大風量、小焓差的送風類型。對空調選擇時，要對其負荷特點實施考慮。此外，還可以選用風冷精密空調+分體空調的組合性設計[3]。為保證“四電”用房空調系統的安全性，還可以通過增加風冷精密空調設備的臺數，通過并聯的設計來增加機房專用空調連續不間斷的運行，進而保證空調系統整體性能的優越性以及設備、系統運行與“四電”用房運營安全管理的可靠性。

3.1.2 機房專用空調系統

在“四電”的用房中，一般無人長期進行值守，其對空調的設備具有較高的可靠性及穩定性的需求，而機房專用的空調系統能夠具備良好可靠性，且還具備適用較大散熱量和較小濕負荷的特點。現階段，站房“四電”的用房中常用機房的專用空調是風冷直接膨脹式。機房熱量中顯熱占據較大比重，要采取小焓差機房專用的空調，要求機房專用的空調機其焓差的范圍值設定在8.5～12.5kJ/kg范圍。機房專用空調室內設計溫度為18～28℃?？照{設備應滿足24h不間斷運行要求，應具有斷電自動恢復、遠程啟停及故障報警、室內溫度超高（低）報警等功能，室內機回風口自帶初效過濾器，并自帶標準協議通信接口，空調顯熱比應≥0.9，全年能效比≥3.0。另外，“四電”的用房中機房專用的空調一定要設置備用機，在每個設備的用房內至少要設置2臺數量機房專用的空調。

3.2 消防系統的設計

3.2.1 對空調系統的防火設計

因為“四電”的用房要求具有高的安全性條件，所以要對空調系統做好防火設計。對風管選擇優質的鍍鋅鋼板或者不銹鋼板進行制作；風管的保溫要選擇不燃的材料；水管道的保溫材料要選擇不燃材料、難燃的B級材料等。在風管對防火分區穿越的位置、對變形縫穿越的兩側位置、垂直風管和每層水平的風管交接位置水平的管段上、對通風和空調機房等重要房間穿越位置等，都要在管道兩側設置防火閥[4]。在管道對防火墻以及隔墻、樓板穿越時，要通過不燃的材料把周圍縫隙進行嚴密填塞；管道穿越防火墻位置時，保溫材料選擇不燃的材料；當風管和設備連接時，要選擇不燃軟接方式。在選擇風管進行送風時，要注意對空調的總電源相應開關的設置，安裝中要和火災自動報警（FAS系統）實現聯動的控制，當機房內出現火災情況時，自動對空調電源切斷處理，保證機房具有良好安全性。

3.2.2 對機房通風的系統設計

對通信機房、信號機房、牽引變電所的主控室需設置氣體滅火系統，并設置適用于電氣房間的二氧化碳滅火器或水霧滅火器，按照國家的相關規范以及標準規定要求，對各氣滅機房要設置事故后排風系統，設置氣體滅火系統的機房，在低位處設置方形壁式軸流風機來排除氣體滅火后殘留的滅火介質，風機嵌墻安裝，室內配套設置常閉70℃電動防火閥或電動密閉閥。風機、防火閥平時常閉，防護區室內外由電力專業配套設置風機啟?？刂崎_關。氣體滅火完成后，工作人員由室外手動開啟風機并開啟防火閥機械通風，殘留滅火介質排除后手動關閉風機、防火閥[5]。

在滅火系統中，對通風機控制箱或者控制柜的設置具有一定的要求，一般要將其在機房外方便進行操作的區域進行設置，且還要進行避免誤操作的相應保護裝置設置。若“四電”用房中走道大于30m的長度，還要進行消防排煙的系統設置，排煙量要依據走道的面積乘以60m3/h進行計算，優先采用自然排煙。

4 結語

綜上所述，“四電”用房是重要的鐵路站房，其房內環境條件對“四電”的正常運行以及鐵路的安全運行具有直接的影響。為了確保用房內“四電”能夠長期良好的工作，就需要在“四電”用房暖通設計中做好安全性的設計工作，從“四電”用房的特殊性和實際情況出發，全面做好安全性的分析與考慮，這也是保證鐵路交通良好運行的必要措施。