昆明地铁文化宫站通风空调大系统的设计

熊胜益

（中铁四院集团西南勘察设计有限公司，云南 昆明 650220）

地铁车站是重要的交通性公共建筑，是供乘客活动、乘车和候车的场所，公共区良好的通风空调系统可为乘客提供舒适、清洁和安全的环境。虽然车站通风空调系统只占车站建设总投资的8～10%，但运营后通风空调系统运行能耗却占车站总耗电量的40%左右。行业上习惯将车站公共区通风空调系统称作大系统，一般分为开式、闭式和屏蔽门式系统。昆明的城市气候与其他城市不同，具有“四季如春，全年气温变化不大”的特点，采用全封闭地下线车站站台公共区设置全高安全门的通风系统(含活塞通风)和开式运行的方式，可节省掉空调系统的投资成本，并有效降低车站运营的能耗。

1 建筑概况

文化宫站为昆明地铁首期工程（1、2号线拼接）的第12个车站。本站设10个人行出入口（含2个地铁预留出入口、3个商业出入口）、2个地下车库双向机动车出入口、3个员工疏散口，均为有顶盖式出入口。两线分别设2组风亭，1、3号风亭为2号线风亭，2、4号风亭为3号线风亭。两线车站的土建工程同期实施，机电工程先实施2号线，3号线、物业区及停车库待后期设计，现期先使用1、5和6号人行出入口及1、3号风亭，其余出入口及风亭等设施暂不使用，作为临时封闭来处理。

2 设计依据

本站根据《地铁设计规范》（GB50157-2003）、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736-2012)及《城市轨道交通技术规范》（GB 50490-2009）作为设计依据，结合昆明独特的气候特点，通过收集当地气象参数和车站客流量资料，达到通风空调大系统优化设计和设备选型合理的目的。

3 设计参数

3.1 室外设计气象参数，见表1。

表1 昆明室外计算参数

3.2 室内设计气象参数

车站公共区的温湿度按照满足人员热舒适性、卫生条件及消除设备余热的相关要求去控制，并符合《地铁设计规范》（GB50157-2003）的相关规定。同时公共区的在站人数、在站时间、超高峰系数以及设备散热量等设计所需输入参数，由相关专业人员负责提供。

4 大系统设计

4.1 空调系统设计

地下车站公共区是否采用空调系统的依据：当地最热月的平均温度及高峰小时的行车对数和列车车辆数的乘积两个因素所决定。当夏季当地最热月的平均温度超过25℃，全年平均温度超过15℃，且地铁高峰时间内每小时的行车对数和每列车车辆数的乘积大于120，可采用空调系统。

昆明夏季最热月平均温度为19.8℃，全年平均温度14.9℃，运营高峰小时的行车对数为15对，列车采用B型车6辆编组，具备不设空调系统的条件。当列车在隧道内高速运行时会产生活塞效应，活塞风量比较可观且不费能源，考虑在车站站台公共区设置全高安全门，依靠安全门上沿约0.6m高的条缝带使轨行区与站台公共区的空间连通，采用开式系统，以公共区机械通风结合活塞通风和出入口自然通风的方式，实现车站公共区的通风降温功能。

4.2 通风系统设计

4.2.1 设计思路

车站大系统包括平时通风系统和防排烟系统。平时通风系统采用机械送风的方式，使站内保持正压，出入口排风的方式，阻止室外污染物由出入口进入车站。进风直接采自大气，新风分别从车站站厅两端的新风井进入，经除尘消声后由新风机通过风管送入公共区。为节省公共区的空间资源和满足排烟的要求，将平时送风系统兼作火灾时的防排烟系统，两端设备区分别单设风室，且各自旁设一台排烟风机，实现通风的平灾转换功能。

4.2.2 负荷计算

（1）公共区平时负荷主要体现在消除人员、照明、广告指示牌、自动售票机和电扶梯及安全门散热所需的冷负荷。人员显热按43W/人，照明负荷按10W/m2计，其它设备的散热量按相关专业提供为准。根据本站客流量、公共区面积和人员在站时间，大系统按地铁预测的远期客流量和最大的通过能力设计，因通风系统采用开式运行，需为每位乘客提供30m³的小时新风量，计算得到公共区所需冷负荷为204720m³/h，车站两端的新风机各负担一半的风量，并根据站内冷负荷的变化情况进行变频节能运行。

（2）计算公共区排烟负荷须严格执行《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）的相关规定。发生站厅火灾时，每端大系统排烟风机的设备能力，按同时排出所负担2个防烟分区的烟量来配置，以最大防烟分区的地板面积乘以120m³/（m2·h）确定，计算排烟量分别为160800和164400m³/h。站台和疏散通道所需排烟量均按防烟分区的地板面积乘以60m³/（m2·h）确定，计算排烟量分别为93078和50532m³/h。两端大系统排烟风机的同排排烟量足够满足站台的排烟需求。

（3）本站大系统属一般送排风系统，送风和排烟系统各需附加5～10%和10～20%的漏风量。经过水力计算后，得出大系统风机设备的主要选型参数，见表2。

5 系统控制策略

本站的通风系统采用三级控制：就地控制、车控室控制和中央控制。大系统设备采用前二级控制，三级显示。中央控制室对大系统风机设备进行状态显示，车控室对大系统设备及电动控制风阀进行显示和控制，就地对所设的各种设备及电动控制风阀进行控制与显示，就地控制具有优先权。本站采用两端大系统风机对公共区进行同送同排的方式，通过控制电动风阀开关，使着火区内的风管进行平灾切换。大系统风机与硬联锁电动风阀的控制关系为“风阀开-风机开，风机关-风阀关”。站厅和站台火灾切非后，应保证大系统设备的联动控制动作准备无误。

表2 大系统风机设备的主要选型参数表

6 结语

本文阐述了车站公共区采用开式通风系统的原因和大系统的设计方法及相应的控制策略，可为其他城市地铁车站的通风空调系统设计提供工程参考案例。

参考文献：

[1]王静伟，贺利工，涂旭炜.地铁车站通风空调大系统的节能设计[J].城市轨道交通研究，2009,（5）:38.

[2]马国联.地铁通风空调系统优化新理念研究[J].科技创新导报，2013,（16）:5.

[3]中国地铁工程咨询有限责任公司.昆明市轨道交通首期工程可行性研究报告[M].2009，8.

[4]北京城建设计研究总院.GB 50157-2003，地铁设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

[5]中华人民共和国公安部.GB 50016-2006，建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

[6]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50736-2012，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.