樺南東站采暖通風空調設計分析

陳旭

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司東北分院，黑龍江 哈爾濱150006）

改革開放以來，中國鐵路取得了世界矚目的成就，路網規模快速擴大，高速鐵路里程占世界2/3 以上，運輸能力大幅提升，總體技術水平已步入世界先進行列，部分技術達到世界領先水平，交通運輸的主要經濟指標，例如鐵路客運量，貨運量，運輸密度等均居世界首位，并且配置鐵路發電站。然而，人們生活水平的不斷提高以及對舒適性的要求不斷提升，也導致建筑能耗的迅速增加。我國的建筑面積能耗是發達國家的2～3 倍。從供暖和冷卻的角度來看，全國建筑能耗每年約為1.3 億至1.8億噸標準煤，它給社會造成了巨大的能源負擔和嚴重的環境污染，已經成為制約我國可持續發展的明顯問題。實施國家能源發展政策新時代，建設有效的資源節約型社會，堅持可持續能源戰略、節約能源、提高能源利用效率、減少環境污染，并繼續提高節能意識和資源意識。認識到在該地區的設計應遵循可再生能源的原則，迫切需要不斷創新和設計更環保的供暖和通風解決方案。

本文針對樺南東站某站房，從多個方面研究最經濟環保的采暖通風空調設計。

1 工程概況

本站房服務于牡丹江至佳木斯鐵路客運專線，總建筑面積2999.71m2。一樓建筑面積為2239.90m2，二樓建筑面積為759.81m2。一樓中部有候車室，左側為車站大樓、衛生間、變電站等設備室，右側有售票處、售票處、消防部門和綜合控制室。在二樓的左側有信息配線室、空調室和更衣室，右側設置有辦公室，例如通信機房、信息機器室、空調室和消防水箱室。

表1 室外計算參數

表2 站房空調設計溫度

表3 站房圍護結構的傳熱系數

2 主要設計特點

2.1 采暖系統設計

站房大樓采用中央供暖，風機盤管和低溫地面輻射采暖，回水溫度為55/45℃。候車室、售票處和商務候車室在冬季采用了低溫地板仿制供暖系統，并采用了中央空調系統作為輔助供暖系統。兩側輔助用房都采用了風機盤管加熱系統。辦公室衛生間、儲水箱、樓梯等采用的電暖氣加熱。

室外計算參數及站房空調設計溫度見表1-2。

站房公共建筑體形系數為0.17，建筑窗墻比:東向為0.41，西向為0.39，南向為0.19，北向為0.07。站房圍護結構的傳熱系數如表3 所示。

2.2 空調設計

候車廳和售票廳設置集中全空氣空調系統。辦公區、安檢值班室、檢補票室、客運值班室、公安值班室、間休室、進款室、票據室、售票室、信息值班室及自動售票機房等房間采用風機盤管空調系統。為滿足工藝要求的室內溫度、濕度要求，通信機械室、信息機房、配線設備間設置不同規格的機房專用空調器，機房專用空調配套設置溫度自動控制器及復電復位功能。綜合監控室和消防控制室設商用分體空調。

2.3 通風設計

自然通風的主要條件是風壓和熱壓。風壓不穩定在許多情況下，是由于室外風速和風向變化的大波動而引起的。在外部風環境良好的地區，利用風壓促進建筑物中的室內空氣流通并改善室內空氣環境的質量是非常重要又經濟安全的手段。與風壓相比，熱壓相對穩定。使用上升熱空氣的原理，在建筑物的頂部安裝排氣口，以排出臟的室內空氣，并從建筑物的底部吸入新鮮的室外冷空氣。這通常被稱為“煙囪效應”。排氣口的形狀對于煙囪效應尤其重要。為了使熱壓差起作用，需要避免風口之間的前端壓差。在一些大中型城市中，經常使用機械輔助自然通風系統將污染的外部空氣和各種聲音擋在屋外。如果要滿足房間的熱舒適性，則應在夏季盡可能使用間歇性機械通風以減少能耗并改善房間的空氣質量。因此在樺南東站房交互采用以下三種通風方式：

2.3.1 通信機械室、信息機房等電氣用房設置機械排風系統，作為發生火災氣體滅火后的排風用。平時關閉，待氣體滅火后開啟排風機。排風機為消防供電，排風機在室內、外便于操作的地點設置電氣開關。

2.3.2 候車廳兩側采用噴口側送風，夏季空氣由空調機組降溫后送至室內，過渡季采用大風量全新風送風以消除室內余熱，冬季關閉新風取風口，內循環運行，新風由門窗開啟補充。

2.3.3 變電所設置帶溫控裝置機械排風、補風系統，補風量為排風量的80%，當室內溫度達到38℃時溫控啟動閥開啟并聯動風機打開，當室內溫度達到33℃時溫控啟動閥關閉并聯動風機關閉。

3 防、排煙系統設計

與辦公樓等大型建筑相比，車站建筑的面積、體積和容量大、結構復雜，并且內部建筑設施24 小時的長時間連續且不間斷運行。為了確保建筑物區域內的設備有效運行，建筑物防、排煙系統的質量要求很高。建筑物中的人員密集且流動，分布在不同的工作空間中，內部操作模式復雜多樣。同時消防系統的設計要求更高，其是煙霧控制和疏散系統的關鍵要素。建筑物煙囪的尺寸應確定大小，使其可能與管道的其他區域重疊，從而減小排煙口的尺寸。排煙管的長度過長，無法滿足排煙功能的要求，因此，排煙系統不受建筑物高度或排煙效果的限制。為了有效地減小管道的尺寸，減小建筑物的高度并降低土木工程的成本，在計劃排煙系統時，應著重研究以下幾點。

3.1 候車廳、售票廳等設置電動控制可開啟的高側窗進行自然排煙，消防補風利用下部門窗自然補風。電動排煙窗與火災自動報警系統聯動開啟；高度為6.00m 或更高的候車室每個防煙隔間中可打開的外窗的有效面積為58.03m2或更高，而較高的房間可打開的外窗有效面積要大于2%，并在人行道上使用自然排煙，在通道的兩端安裝面積為2m2或更大的自然排煙窗，利用順氣流風向窗扇，使用下門的窗戶自然通風。排煙窗設置高度不應小于火災時的最小清晰高度，排煙補風利用下部門窗自然補風。

3.2 本站房二層兩側的疏散走道超過20m，根據《建筑設計防火規范》GB 50016-2014（2018 年版）規定走道兩側均有不小于2m2的自然排煙窗且兩側自然排煙口的距離不應小于走道長度的2/3，最小清晰高度為1.5m，滿足自然排煙要求。

4 節能設計

空調房屋及采用電采暖的房屋，均設置自動控制室溫裝置，減少不必要的能耗。設計中均采用新型高效、節能、低噪聲的通風、空調和凈化設備。空調制冷劑選用環保冷媒R410A 或R134a。

5 結論

樺南東站作為綜合性站房具有空間復雜、人流量大等特點。隨著鐵路的快速發展，大型站房也會越來越多，樺南東站站房暖通設計為同類站房提供了設計參考。大型站房的暖通設計有別于民用建筑，其設備機房一要充分利用建筑空間，節省使用面積，暖通方案要與站臺設計密切結合，設計方案要更加靈活便捷。同時設計方案應兼具合理性和經濟性。站房面積大、功能多，設備及運營費高，若設計方案經濟、設計施工便捷將會大幅度降低建設造價與營運成本。