地铁站空调冷却塔的设置研究

周　游，李财钧

(广东省重工建筑设计院有限公司，广州 510034)

地铁站空调冷却塔的设置研究

周游，李财钧

(广东省重工建筑设计院有限公司，广州 510034)

[摘要]介绍了地铁站冷却塔的各种设置形式，并分析了各种设置形式的技术要点及优缺点，为业内人士提供技术参考。

[关键词]地铁站；冷却塔；消声

1引言

自1863年1月在英国伦敦开通第一条城市地铁以来，世界城市轨道交通的发展已有152年的历史。已有近50个国家的330余座城市修建了轨道交通，线路总长度达数万公里[1]。

地铁车站的设置或在地面繁华的市中心区，或在人流密集的住宅小区旁，或在远期重点规划的地方，而服务于车站空调系统的冷却塔经常设置在车站附近。由于冷却塔体型庞大，且有噪声、飞水等不利因素，其设置不仅对市容有一定影响，对周围环境尤其是对附近居民的影响经常会引来市民的投诉。在广州地铁中就有因冷却塔设置不当带来的各种问题，如1号线的体育西路站的冷却塔因投诉而进行了改迁；另外，2号线的洛溪、江泰路站，3号线的燕塘、梅花园站，以及广佛线的祖庙、魁奇路等站，这些车站的冷却塔设置虽然满足设计和环保要求，但为了尽量减少噪声对周边群众的影响，都进行了冷却塔改造；而8号线的宝岗大道、沙园和凤凰新村三个站也因冷却塔问题推迟了开通时间。

因此，如果地铁站空调系统的冷却塔设置不合理，就容易让“惠民”工程变成“扰民”工程。

2地铁车站冷却塔的设置

2.1　地铁车站冷却塔设置要求

冷却塔所产生的噪声为多声源的综合噪声，一般包括：风机噪声、电机噪声、减速机噪声、淋水噪声、壳体振动噪声、输水管道振动噪声等，最基本的是风机产生的噪声[2]。

由于冷却塔噪声的传播与距离的增加成平方反比规律自然衰减，在地铁设计中对冷却塔与敏感建筑的距离做出了相关要求，具体详见表1。

设计时，原则上，冷却塔的设置应尽量远离敏感建筑。当确实无法满足表1中的距离要求时，应控制冷却塔离敏感建筑的距离大于15m，同时采取消声降噪措施以达到低于相应区域的噪声限值，并最终满足环保部门的环境影响评价报告(简称环评报告)要求。

表1冷却塔与敏感建筑控制距离

区域类别区域名称控制距离(m)噪声限值[3]dB(A)昼间夜间1类居住、医疗、文教、科研区30~5055452类居住、商业、工业混合区20~3060503类工业区≥1565554a类交通干线两侧≥157055

为满足地铁规范[4]及环评要求，并尽量降低冷却塔对其周围居民的影响，广州地铁的冷却塔设置通常有如下几种形式：结合周边建筑、结合风亭、地面设置，部分特殊场合采用了浅埋的方式。

2.2　冷却塔结合周边建筑

当地铁车站设置在地面建筑密集、拆迁困难的地段，难以找到独立设置冷却的位置时，或者当车站与地面物业同时施工、整体规划时，冷却塔结合车站周边建筑的设置方式是一种较好的选择。这也是市区内繁华地段最常见的冷却塔设置方式之一，如图1即为某车站冷却塔设置在附近商业建筑裙楼的屋面。

图1　冷却塔结合周边建筑设置

这种方式的优点是结合了物业，设置位置可与物业冷却塔统一考虑，较容易实现，其设置形式与普通民用项目无异。其缺点也比较明显：(1)结合原有建筑设置会对施工带来困难，且对原有建筑的使用带来影响；而结合新开发的物业，又受制于物业开发的时间；(2)冷却水管路较长，增加了冷却水泵扬程及功率；(3)冷却水管跨越物业区对检修、维护带来不便；(4)冷却塔设在物业范围，存在配电及运营管理上的不便。

设计中，当冷却塔与周边建筑结合设置时，应注意设置安全检修、维护空间，冷却塔维修口不应朝向屋顶悬空处，塔体距屋面边缘距离不宜小于3m，并在屋面临空处设高度不小于1.5m 的女儿墙或护栏。

2.3　冷却塔结合风亭

冷却塔设置在高风亭组的顶部，是已建成的地铁站中最为常见的设置方式。早期的设置多是冷却塔裸露设置在风亭顶部，仅设简单安全维护。广州地铁新线实施后形成了较为规范的百叶围蔽处理，并对一些原设计车站进行了改造，在消声和美观上提出了更严格的要求。

优点：(1)与高风亭组合建，冷却塔无须另找摆放位置，节约了用地；(2)冷却塔设在高处，气流顺畅，换热效率高；(3)冷却水管可以直接经风道进入车站冷水机房，布置简短，检修、维护方便。

缺点：(1)设置受限于风亭组。当冷却塔数量较多时较难实现合建，如设集中供冷的车站或大型换乘站。并且，这种方式也不适用于设置敞口风亭的车站；(2)设置在风亭顶部，其噪声更易传播，且与风亭噪声叠加后会增大噪声污染，对消声减噪要求更高；(3)提高了风亭组顶面的结构荷载，且冷却塔外围需采用视觉美化措施，增加了建设成本。

图2和图3为广州地铁三号线北延段燕塘站的冷却塔设计图及现场照片，该站采用了外挂石材+吸音板+夹胶玻璃百叶对冷却塔进行了外包及消声处理，在美观和降噪方面都取得了比较好的效果。

图2　冷却塔结合风亭设计图

图3　冷却塔结合风亭实景照片

另外，在冷却塔结合高风亭的设计时，还应注意设置从地面上风亭的爬梯及排水、防雷等措施。

2.4　冷却塔地面设置

部分地段规划不允许风亭过高，且车站地面附近有足够摆放冷却塔的空间时，冷却塔往往设置在风亭附近的地面，并采取相应的围护措施。在市郊或公园附近的车站比较适合采用这种形式。如图4所示为公园前站设置在人民公园内的冷却塔。

冷却塔设置在风亭附近的地面，应注意四周均设置围蔽美观措施。围蔽措施应在满足景观要求的同时，保证通风散热的效果。当冷却塔周边距居住建筑较近时，顶部也应考虑围蔽。要求外围百叶距冷却塔进风口≮1m，同时百叶的透风率要求在70%以上。

当受规划限制或有特殊景观要求时，可采用下沉式，但必须满足通风、防排水和防止人员摔落的要求；采用下沉式布置时，应保证冷却塔的通风性能，尤其保证冷却塔进风面离墙的距离不应小于进风面高度的要求，同时，应做好管沟或预埋套管(一般应与冷却塔基础面平齐)，不应使冷却水回水管出现倒吸现象。

图4　冷却塔下沉式设置

这种方式设置简单，维护方便，经常设置在绿化地带，且地面设置时冷却塔换热效率较高。但是，噪声大、占地面积大、围护设施易遭损坏、存在一定安全隐患是其缺点，并且，下沉方式冷却塔换热效率较低、易积水、易积累杂物引发异味。

2.5　冷却塔浅埋

这种方式也可以理解为地面下沉式的特殊形式，如图5及图6。较之于下沉式，这种形式的冷却塔下沉更深、设置更隐蔽、美观，经消声处理后，噪声影响较小，增加送风机后冷却塔换热效果有所提升。另外，由于仅通过进、排风亭与外界接触，与下沉式相比，汇水面积小，不易积水，且风亭设置了百叶，不易积累杂物。但是，这种方式增加了送风机及消声器，车站空调系统的设备成本及运营成本都有所增加，且增加了土建成本。

图5　冷却塔浅埋剖面示意图

图6　冷却塔浅埋剖面示意图

冷却塔浅埋设计时还应注意：需采用可设置于室内的冷却塔设备，并考虑进、排风亭的布置(尽量采用敞口风亭)及噪声的处理，以及风道阻力对冷却塔性能的影响。

3结语

冷却塔的设置在地铁项目中至关重要，甚至对车站的方案都有决定性作用，因此，在进行地铁暖通空调设计时，应该熟悉地铁空调冷却塔的各种设置形式及其设置特点，在满足车站工艺需求的情况下，协调好节能、环保与规划三者的关系，选择最适合的设置方式，使地铁在给公众带来交通便利的同时，也给地铁站附近的居民一个舒适的生活环境。

4参考文献

[1] 李国庆．城市轨道交通通风空调系统的现状及发展趋势[J]．暖通空调，2011，41(6)：1-6

[2] 陆耀庆．实用供热空调设计手册[M]．第二版．北京：中国建筑工业出版社，2008：2056-2059

[3] GB 3096-2008，声环境质量标准[S]．北京：中国建筑工业出版社，2008

[4] GB 50157-2013，地铁设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2013

Research on the Setting Forms of Cooling Tower in Metro Station

ZHOU You，LI Caijun

(Guangdong Zhonggong Architectural Design Institute Co.,Ltd., Guangzhou, 510034 )

Abstract：Presents the forms of cooling tower in metro station, and analyses the technical points, advantages and disadvantages of every setting form, provides technical reference for professionals.

Key words:Metro station; Cooling tower; Noise Reduction

[中图分类号]TQ051.5[文献标示码]B

doi:10.3696/J.ISSN.1005-9180.2015.01.009

文章编号：ISSN1005-9180(2015)01-042-04

作者简介：周游(1983-)，男，工程师，主要从事暖通空调设计。Email：zhouyou12629@163.com

收稿日期：2015-1-20