新建铁路客运站房暖通空调设计分析

张鹏

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600）

0 引言

随着我国铁路高速化的建设与发展，城市新建铁路客运站项目大多以大型综合交通枢纽站为主。综合交通枢纽站无论在规划建设规模上，还是在客运站服务功能上，都以高人流量及人流集散为基础，以资源优化配置和最大化利用为目标，力求建筑设计充分体现绿色节能的设计理念。因此，这对新建铁路客运站在设计的各个方面提出了极高的要求。在暖通空调设计方面，受铁路客运站人流量大、客运站空间大、外门数量多等因素影响，客运站房的冷负荷较大、散热快，暖通空调系统的设计具有特殊性。想要同时满足客运站房暖通空调应用的舒适性和经济性要求，对暖通空调系统提出了极高的要求。研究新建铁路客运站房暖通空调设计对于提升新建客运站房运行的综合效益有着重要的意义。

1 新建铁路客运站房特点

新建铁路客运站作为大型枢纽站，站房内部空间具有高、大、阔、连通性强的特点。大部分新建客运站房的围护结构具有通透性特点。作为枢纽型客源站，每逢节假日内部空间人流量聚集大、人员流通大，且该种状态持续时间长。考虑到实际使用的便利性需求，站房内部空间一般不设置门斗。这就凸显了站房内空间高大空旷的特点。站房的围护结构则具有通透性强、遮阳效果较好的特点。站房内部空间区域具有模拟聚集情况分布的特点。由于大部分客运站房的候车厅直连外站台，且为两开门设计，内门与外门为直通设计，两端相连。因此，站房内共享空间还具有侵入负荷较大的特点[1]。

客运站房冷热负荷受围护结构材料、遮阳性、保温性、内外风量交换程度等因素影响。冷热负荷的侵入会影响暖通空调的适用效果。改善客运站房冷热负荷从以下几方面：其一，一般维护结构材料建议选择传热负荷较小的材料，并增加客运站房房檐的挑出程度，增加房檐的遮光效果。其二，顶棚选择遮光性较好的材料，维护结构玻璃选择遮光性较好、保温性较好的材料，也可以降低客运站房空间内冷热负荷对于暖通供暖和空调制冷的影响。其三，在外门设计时，对门设计在大空间内容易形成过堂风，容易造成内部空间侵入负荷风险的增加。建议设计外门时，尽量避开对门设计。

2 站房供暖系统

2.1 供暖热负荷

依据室内室外空气参数计算站房各区域热负荷、单位采暖面积热指标。

2.2 热源

若车站附近存在城镇供热管网，则优先选择与城镇供热管网连接，与管网产权单位签订供热协议以满足新建站房的集中供暖需求，一般站房在地下一层设置换热站，选用两套板式换热机组，将市政一次水90/70℃换热为的二次热水75/50℃和55/45℃分别提供给散热器系统和空调系统；若车站附无城镇供热管网，需要自建热源的，优先采用空气源热泵机组（严寒地区采用CO2空气源热泵）产出65/40℃热水为站房提供供暖热源。

2.3 供暖形式

站房冬季进站厅、候车厅、售票厅、VIP 候车室采用地板辐射供暖，不足部分由空调机组补充。其余办公、休息、旅服等房间采用风机盘管系统或多联机系统供暖。散热器系统形式优先选用双管同程系统，散热器连接方式为同侧上进下出，供水支管上设置两通恒温控制阀。供回水干管敷设坡度为0.003。在每组散热器上部设手动跑风一只，最高处设自动排气阀，最低处设泄水丝堵。每对立管上下各装同管径截止阀一只[2]。

2.4 采暖热计量及室温控制，系统平衡、调节手段

换热机组依次设置热计量装置，各分支环路回水管设置静态平衡阀。

2.5 设备及管材、保温

地面辐射采暖系统埋管选用阻氧PE-RT 管（耐热增强聚乙烯管），质量应符合国际标准ISO/DIS15875。连接件与螺纹连接部分配件的本体材料应为锻造黄铜，其物理力学性能应符合有关要求。地面保温层采用聚苯乙烯泡沫塑料，其密度为25kg/m3，导热系数不大于0.05W/m.K，压缩应力不小于100kPa，吸水率不大于4%，氧指数不小于32，系统采用铜质阀门、过滤器。

站房内散热器采用表面喷塑四柱760（内腔无黏砂）散热器或铜铝复合散热器，管材选用镀锌钢管。

3 站房空调系统

3.1 空调冷负荷

依据室内室外空气参数计算站房各区域冷负荷、单位采暖面积冷指标。

3.2 空调冷源及冷媒选择

夏季需要空调制冷时，主要以电制冷为主。考虑到经济性、环保性原则，制冷发电源可以采用经济性较好的清洁能源。冷源用电具体以新建客运站周边的能源结构等实际条件为主。也可以组合多种能源形式，来满足夏季客运站房节能减排制冷用电需求的同时，进一步提升节能效益。如太阳能组合天然气能源结构，优先使用客运站房配套的太阳能能源，在太阳能不足的情况下应用天然气能源作为补充。在站房地下层设置制冷机房，总冷负荷较大的站房采用离心式冷水机组，总冷负荷较小的站房采用风冷螺杆机组或空气源热泵供冷。冷却塔设置于站房屋面；冷水供回水温度7/12℃，冷却供回水温度32/37℃。舒适性空调采用多联机系统，室外机设置于站房外面。所有空调制冷机组均采用环保型冷媒（R134a 等）。

3.3 各空调区域的空调方式

站房进站厅、候车厅等大空间场所采用全空气系统，其余售票室、办公、休息、旅服等房间采用风机盘管加新风系统。进站厅、候车厅采用喷口侧送风，集中下侧回风。空调季节通过组合式空调机组进行空调送、排风。非空调季节，利用组合式空调机组进行通风。站内通信、信号、信息等设备机房设置机房专用空调，以满足工艺要求。每个房间设置2 台及以上空调，设置2 台空调的房间每台的容量按照负荷量的75%配置。设置3台及以上的房间考虑1.2 倍负荷量的冗余。10～15m2的小型机房设置1 台普通空调即可，消防控制室、综合监控室等房间设置分体空调。

3.4 空调水系统制式

空调水系统一般采用异程双管式一次泵定流量系统。组合式空气处理机组、风机盘管的回水管设置动态平衡电动二通调节阀，根据负荷变化调节冷水供水量，同时保证水力平衡。各环路回水主干管上设静态平衡阀。

3.5 检测与控制

3.5.1 各办公房间通过房间温控器进行控制，并结合冷媒温度分阶段调整来实现对室内温度的调节，风机盘管和电动两通阀要求联动控制；根据室内湿度调整热泵新风机组出风参数，实现对室内湿度的控制。

3.5.2 在非空调季，发热房间根据室内设定温度自动开启多联机空调系统进行供冷；使用组合式空调机组的区域可利用组空全新风运行，其余房屋均开启外窗，通过自然通风实现降温。

3.5.3 空调、通风系统采用就地控制、冷冻站集中控制、中央控制三级监测及控制的模式。

3.6 管材及保温

3.6.1 送、排风风道采用复合风道、各类风口均采用铝合金材质、风道阀门采用钢制阀门，风管性能指标必须符合规范要求。

3.6.2 冷冻水管或冷却水管根据管径，合理采用镀锌钢管丝扣连接、无缝钢管或螺旋焊缝钢管焊接连接。冷凝水管选用UPVC 管，采用胶黏连接。

3.6.3 冷冻水管、冷凝水管保温材料选用橡塑保温材料，保温层厚度按《设备及管道保冷设计导则》(GB/T 15586—1995)中防止表面凝露的计算确定。

3.7 空调冷热水系统设计注意事项

空调冷热水系统管道敷设全部应采取保冷、保温措施，选择岩棉管壳、玻璃棉管壳、发泡橡塑料隔热材料等设计保冷保温层。冷热管道水平敷设，应该设计一定的坡度，预防管道出现上翻或下翻的问题。同时，还需要在系统最高点设置自动排气阀、在系统最低点设计泄水阀。自动排气阀禁止设在吊顶内，应该设在吊顶下部，以便于管道空气的排出。在管道伸长量有限的情况下，应该对水平管道设计弯曲，作为自然补偿。垂直管道则可以设计波纹管式的补偿器，解决热力补偿的问题。在自然补偿量不足的情况下，还可以通过设置方形补偿器、套筒式补偿器等形式增加供热系统管道的热力补偿。在设计空调水系统时，可以采用压缩式冷水机组和换热器，可增加对水管系统的防腐保护。采用溴化锂吸收式冷温水系统时，应该增加电子水处理设备或钠离子交换器，设计软化水环节。

4 站房通风系统

卫生间设置直流式排风系统，保持卫生间内一定负压值，卫生间门上设置百叶口或门下边缘留20mm 缝隙补风，办公区卫生间排风量按10 次/时换气进行计算、公共区卫生间排风量按15 次/时换气进行计算。站房内各变电所、配电间、制冷机房等有余热余湿气体的房间，根据工艺散发的热湿量计算通风量设置机械通风系统。站房内制冷机房、变电所等设置事故，排风通风换气次数不小于12 次。对于气体灭火房间，灭火后要进行事故通风，换气次数每小时不小于5 次。按照污染物的性质合理设置排风口。

5 结语

综上所述，随着铁路工程项目的不断发展，城市新建铁路客运站项目大多以大型综合交通枢纽站为主，而综合交通枢纽站在规划建设规模和客运站的服务功能上都提出了更高的要求。绿色、环保、节能是当前社会发展的主要要求，客运站暖通空调设计更要满足环保节能要求，通过对新建铁路客运站房特点的分析和把握，对站房供暖系统、空调系统和通风系统进行优化设计，不仅满足了客运站使用要求，还提高了应用舒适性，取得了良好的经济性。从绿色、环保、节能出发，注重优化设计，并提升新建客运站房运行的综合效益，是当前乃至以后的主流趋势。