地下单层侧式地铁车站公共区排烟设计技巧

罗友

摘 要：文章以佛山某一地下单层侧式地铁车站为例，从理论及工程实例阐述了火灾时将送风管与排烟风管并联排烟能有效解决单层侧式车站排烟风机尺寸大、安装困难的问题。

关键词：地铁车站；排烟；风压；风机

中图分类号：U231 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）17-0085-02

Abstract： Taking an underground single-storey side-plat subway station in Foshan as an example， this paper expounds that the parallel connection of air supply pipe and exhaust air pipe in fire can effectively solve the problems of large size and difficult installation of exhaust fan in single-storey side-plat station.

Keywords： subway station； smoke exhaust； wind pressure； fan

引言

地铁车站多为地下建筑，受土建投资的限制，其层高在满足管线安装的前提下尽量减小，导致管线安装空间受限。地下单层侧式地铁车站的站厅及站台在同一层，一般划分为一个防烟分区，需要对站厅及站台同时排烟，公共区的排烟量增大。而单层侧式车站由于排烟管风管基本与站台长度一致，管线较长，且一般设备房单侧设置，风管需要过轨，导致排烟风机风压较大。地下单层侧式车站公共区排烟存在两方面问题：（1）风管管径较大，车站管线空间紧张。（2）大风量及高压头导致风机尺寸大，给风机安装及维修造成极大困难。

火灾时，送风管转换为排烟风管，与原有的排烟风管并联排烟，增加末端排烟风管尺寸，降低排烟风管风速，从而降低资用压头，可有效地解决上述问题。

1 车站排烟系统简介

根据地铁设计规范要求：地下车站站台、站厅火灾时的排烟量，应根据一个防烟分区的建筑面积按1m3/（m2·min）计算。当排烟设备需要同时排除两个或两个以上防烟分区的烟量时，其设备能力应按排除所负责的防烟分区中最大的两个防烟分区的烟量配置。排烟风机风量选型时在计算风量的基础上考虑不小于1.2倍的安全系数。

以佛山某一地下单层侧式车站（层高4.8m）为例，该车站右线公共区面积1676m2，左线公共区面积1746m2，左、右线公共区为一个防火分区。以右线公共区为例，可将其划分为一个防烟分区或者两个防烟分区。依据地铁设计规范可知，右线公共区划分为两个防烟分区时，其排烟风机风量需按同时排除两个防烟分区的烟量配置，排烟风量与划分为一个防烟分区的排烟量一致。因此本设计中将左右线分别划分为一个防烟分区，右线为防烟分区一，左线为防烟分区二。

1.1 车站排烟系统计算

为控制排烟风机压头，本设计排烟风管风速按不超过15m/s控制。以防烟分区一为例计算可得：排烟风量100560m3/h，风机风量120000m3/h，由于空间限制，风管主管段选择2000mmx1000mm的风管，风速14m/s。

1.2 车站排烟系统风管阻力计算

根据流体力学原理，风管总阻力为沿程阻力和局部阻力之和。

从上述局部阻力及沿程阻力的公式可知，风管的总阻力与风管内速度的平方成正比。减小风管内空气流速能有效的减小风管总阻力。风管内空气的流速不仅与风管尺寸有关，还与风量有关。当无法通过增大风管尺寸来减小风管内空气流速时，就需要减小流过风管的风量。因此，本设计中将送风管作为消防时的排烟风管，与排烟风管并联运行，减小排烟风管的空气流速，从而减小风管阻力。

如图1所示，正常工况MD-B07阀关闭，MD-B08阀开启，送风管进行送风，回排风管回风；火灾工况时，MD-B07阀开启，MD-B08阀关闭，送风管与回排风管均排烟。

以该地铁站防烟分区一为例计算，当采用常规排烟系统的做法排烟时，MD-B07阀、MD-B08阀均关闭，只有回排烟管进行排烟，计算风管阻力可得表1。

当送风管兼排烟风管时，为了简化计算，近似认为送风管与排烟风管各承担一半的排烟量。计算风管阻力可得表2。

排风道阻力考虑80Pa，风机选型考虑1.1的安全系数。通过计算可知，同样的排烟风量、风管路径及风管尺寸，常规排烟系统排烟风机克服管道阻力所需要的全压是1631Pa。将送风管与回排风管并联，排烟风机克服管道阻力所需要的全压是740Pa。

2 排烟风机选型

由于地下车站空调机房空间紧张，在满足功能的条件下，我们尽可能选择尺寸较小的排烟风机。选取某一厂家的产品样本，对该车站两种排烟方式的排烟风机选型可得：

（1）常规排烟系统时，风机风量123718m3/h，风压1671Pa，功率110kW，风机需选择离心风机，风机尺寸5470mm（L）×1760mm（W）×2110mm（H），重量3060Kg，需落地安装。

（2）将送风管兼做排烟管时，风机风量123520m3/h，风压912Pa，功率45kW，风机可选择轴流风机，风机尺寸1500mm（Ф）×1400mm（L），

重量880Kg，可吊装。

通过上述分析可知，采用常规做法时，地下单层侧式地铁站排烟风机的风量及风压非常大，风机需选取离心风机，风机尺寸非常大，

只能落地安装，造成空调机房空间位置更为紧张。采用送风管兼排烟管这种方式时，风机风压有效降

低，风机可选用轴流风机，风机尺寸较常规系统选取的离心风机也大大减小，可采取吊式安装方式，

与常规排烟系统相比较能有效的缓解空调机房空间紧张的情况。

3 结束语

地铁车站管线空间紧张一直是地铁设计、施工的难题，地下单层侧式地铁车站情况更为严峻。本文从理论及工程实践阐述了火灾时将送风管与回排风管并联排烟能有效解决单层侧式车站排烟风机尺寸大、安装困难的问题。同时，需要注意，火灾时，送风管兼排烟管的方案需

将送风管的防火等级按排烟管设计，提高送风管及其配件要求。

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