沈阳地铁6号线车站暖通空调系统方案对比探讨

摘要 暖通空调系统作为地铁车站的重要设备系统组成，方案设计和选择直接影响地铁工程建设投资及运营成本。为更好地完成沈阳地铁工程建设任务，文章以沈阳地铁6号线一期工程的地下车站、高架车站的公共区、设备管理办公用房暖通空调系统方案作为切入点，通过多项综合对比分析的方式得出最适合沈阳地铁6号线一期工程的车站通风空调系统设计方案，为东北严寒地区的地铁工程建设提供借鉴。

关键词 沈阳地铁6号线;暖通空调系统;对比分析

中图分类号 U231文献标识码 A文章编号 2096-8949（2022）08-0056-03

0 引言

沈阳地铁工程进入第三轮建设任务，车站暖通空调系统方案的设计应与时俱进。沈阳地铁6号线一期工程串联了首府新区、长白岛、苏家屯等重点功能区，是沈阳中心城区关键的南北向轴线，共设站30座，设置地下车站23座，高架车站7座。从降低工程造价、节约能源等角度出发，针对沈阳地铁6号线一期工程地下车站和高架车站的两种典型车站形式，对比分析了地下车站和高架车站公共区、设备管理、办公用房的通风空调系统方案。

1 设计标准对比

1.1 车站内部设计温度

地下车站乘客公共区的夏季室内设计温度值≤29.5 ℃;

地下车站乘客公共区的冬季室内设计温度值≥12 ℃;

高架车站公共区夏季室内设计温度≤31.2 ℃，站台层空调候车房夏季室内设计温度：t=27 ℃;

高架车站公共区冬季室内设计温度≥12 ℃，站台层空调候车房冬季室内设计温度：t=12 ℃;

对于地下车站和高架车站的设备管理、办公用房：其温度设计标准应按照《城市轨道交通通风空气调节与供暖设计标准》（GB/T51357—2019）[1]表3.1.6和表3.1.17、《地铁设计规范》（GB50157—2013）[2]有关条文要求，并根据各专业具体工艺要求进行确定。二者尤其在设备房间的设计标准上存在明显差异。

1.2 新风量标准

车站公共区：车站公共区通风系统模式转为开式运行时，需为每位乘客在地下车站公共区及隧道内供给每小时大于或等于30 m?的新鲜空气量;通风系统采用闭式运行时，需为每位乘客供给每小时大于或等于12.6 m?的新鲜空气量;高架车站的站厅层公共区应按照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736—2012）相关规定新风量供给量，即：保证为每位乘客供给每小时不少于19 m?的新鲜空气量。

设备及管理用房：每小时供应地下及高架车站设备及管理用房内的每个工作人员的新鲜空气量应大于或等于30 m?。

2 通风空调与供暖系统组成对比

沈阳地铁6号线一期工程地下车站的通风空调与供暖系统由车站公共区通风系统、设备管理用房区通风空调系统、设备管理用房区供暖系统三部分组成。

沈阳地铁6号线一期工程高架车站的通风空调与供暖系统由车站公共区通风空调系统、车站公共区供暖系统、设备管理用房区通风空调系统、设备管理用房区供暖系统四部分组成。

2.1 地下车站公共区通风系统

2.1.1 车站通风

地下车站的车站公共区通风系统，均采取了活塞通风（活塞风道+出入口）和公共区机械通风相结合的方式，考虑到地铁车站公共区全年平均得热波动较小的特点，并且沈阳全年气温变化较大，故在车站的每端都设置1条排风道，对外设置1座排风亭。在根据车站得热量计算公共区通风量的前提下，考虑将车站的大型风机兼做车站和区间事故风机。为实现冬季小通风量运行和节能运行，2台车站通风机都使用变频调速的技术。通过上述手段可灵活便捷地调节各季节不同行车对数条件下的公共区通风量。

2.1.2 气流组织

对于站台层，针对地铁列车发热部件集中布置在车底的情况，在站台层设置站台板下轨底排热风道和列车顶部轨顶排热风道。其中，轨顶的风道和风口正对着列车空调的冷凝器，可以及时排出列车空调所产生的热量，同时在轨顶风道做站台层排烟风道;站台板的下风口要正对列车刹车电阻，尽可能地減少地铁列车停站时电阻的散热进入站台之中。

对于站厅层，沿车站的纵向装配有排烟风管兼顾站厅层机械排风。在夏季正常通风的情况下，经过站厅层的排风和出入口的自然进风实现对站厅层的降温。

2.2 高架车站公共区通风、空调及供暖系统

2.2.1 通风系统

高架车站站台层公共区设置了上方为非密闭式开敞空间的全高站台门，采用自然通风、排烟系统。站厅层公共区通过在外墙上设置可开启外窗进行自然通风。

2.2.2 空调系统

高架车站站台层空调候车房内设置分体空调。

2.2.3 供暖系统

由于高架车站均采用非密闭式开敞空间的全高站台门，站台层的公共区与外界互通，因此站台层公共区不设置供暖系统。

高架车站站厅层公共区属于地上封闭建筑，故设置供暖系统。市政供热管网为车站公共区供给热源，每个站内设置换热站，供暖末端形式为风机盘管，设计供、回水温度55/45 ℃。

为了有效阻止室外冷空气的侵入，在站厅通向站台的扶梯口、楼梯口以及站厅的出入口设置电热风幕。

2.3 地下车站设备，管理用房通风、空调及供暖系统

地下车站设备和管理用房通风、空调系统由变电所通风/空调系统、设备及管理用房通风和空调系统、卫生间排风系统、普通房间通风系统共四部分组成。

降压变电所采用机械送、排风通风系统进行通风降温，风机设置在通风机房内，送、排风机根据室外温度的变化变频运行;混合变电所设置机械通风+多联空调系统。其中多联空调系统按2套完全独立的系统设置，每套按系统容量的50%配置，多联机室外机设置在排风亭底部（人防门外侧）;机械通风系统的通风量按换气次数和过渡季消除余热所需风量进行计算，送、排风机变频运行。变电所房间通风系统的设计排风量取送风量的1.1倍，以保证变电所房间内部的热空气不侵入车站及区间环境。31A34332-FF5A-4E17-873D-198B4A5FC60E

通信设备室、信号设备室、AFC机房等车站设备和管理用房采用机械通风+多联空调系统。其中多联空调系统按2套完全独立的系统设置，每套按系统容量的50%配置。系统室外机设置在排风亭底部（人防门外侧），系统凝结水管有坡度敷设至邻近的排水点;机械通风系统的通风量按换气次数和过渡季消除余热所需风量计算，送、排风机变频运行。

车站控制室、站长室、AFC票务室等车站管理用房采用送排风系统+多联空调系统。多联空调系统夏季制冷，冬季制热。系统室外机设置在活塞风道对外风阀的内侧，系统凝结水管有坡度敷设至邻近的排水点;机械送、排风系统除满足人员最小新风量外，按过渡季通风工况的最小换气次数计算系统风量，风机变频运行。

车站设备小端的环控电控室、照明配电室（有电池的）设置分体空调系统+独立的机械通风系统。

小系统通风机房配置独立的机械送、排风系统。

消防泵房、气瓶间、通号电缆间、储藏室等房间设置机械送、排风。

污水泵房以及卫生间等异味房间设置独立的排风系统。

2.4 高架车站设备和管理用房通风、空调和供暖系统

高架车站设备管理用房通风、空调与供暖系统的设计要满足各房间相关专业工艺要求，保证房内空气环境质量满足各种设备正常运转的要求以及人员对舒适度的需求。系统划分以及系统形式如下：

降压变电所采用机械送、排风通风系统进行通风降温，风机设置在通风机房内，送、排风机根据室外温度的变化变频运行;混合变电所设置机械通风+多联空调系统。多联空调系统按2套完全独立的系统设置，每套按系统容量的50%配置;机械通风系统的通风量按换气次数和过渡季消除余热所需风量计算，送、排风机变频运行。

通信设备室、信号设备室、AFC机房等车站设备和管理用房采用机械通风+多联空调系统。多联空调系统按2套完全独立的系统设置，每套按系统容量的50%配置。机械通风系统的通风量按换气次数和过渡季消除余热所需风量计算，送、排风机变频运行。

车站控制室、站长室、AFC票务室等车站管理用房，夏季制冷采用多联式空调系统，冬季供暖采用风机盘管，并设置一套新风系统以满足人员最小新风量的要求。

气瓶间、消防泵房等房间设机械送、排风。

包括污水泵房在内的卫生间、厕所、母婴室等异味房间设置独立的单排风系统，自然进风。

其他地上有窗库房等房间采用自然通风。

3 地下车站公共区通风兼排烟系统运行模式

3.1 夏季运行模式

（1）机械排风。使用车站排风机对车站的公共区排风，将车站进站端的活塞风道开启，关闭迂回风阀，利用列车运行活塞效应和站内负压，从出入口和活塞风道引进站外的冷空气，吸收列车区间热量后，从车站的排风系统排出。

机械通风主要在夏季期间，当站外气温低于车站设计温度时使用。

（2）活塞通风。将车站排风机关闭，并开启进站端的活塞风道，关闭迂回风阀，利用列车活塞效应从出入口和活塞风道引进新风。

活塞通风主要在夏季期间，当站外气温比车站设计温度低时使用，也可以和机械通风同时使用。

（3）闭式运行。将车站排风机关闭，并开启迂回风阀，利用列车的活塞效应从出入口引入站外的空气，这种模式下可以满足人员的新风量需求。

闭式运行主要在夏季，当站外气温比车站设计温度高时使用。

3.2 冬季运行模式

沈阳作为严寒地区的代表城市，全地下站和区间的冬季运行模式核心是避免车站和区间的温度过低，在此前提下，尽量满足人员新风需求。

（1）活塞通风。关闭车站公共区SVF排风机，通过开启组合式活塞风阀来打开车站出站端的活塞风道路径，同时关闭联通上下行隧道的迂回风阀。列车在隧道内运行时产生的活塞风效应可将室外冷空气通过车站活塞风道引入区间隧道当中，冷风在车站轨行区和区间隧道内吸收热量后，再经由活塞推力从下一个车站的活塞风道排出到室外。

在沈阳的冬季期间，主要在列车对数较多时或气温较高的白天采用活塞通风模式。

（2）闭式运行。将车站排风机关闭，开启迂回风阀，利用列车活塞效应从出入口引入站外空气。

闭式运行主要运用在冬季气温较低时。

3.3 过渡季运行模式

鉴于沈阳市冬天平均气温较低，通过在冬天大量通风的手段对隧道进行蓄冷，会使得冬季车站内和隧道间的温度太低，无法满足人们对地铁舒适性的需求。因此可以利用过渡季节完成对隧道蓄冷降温的任务。过渡季节适当增加通风量，把夏季隧道吸收进来的热量尽可能放出去，减少远期夏季隧道降温的压力，并且在过渡季节大量通风不会产生隧道中温度太低的情况。

在过渡季节，主要利用活塞通风，在远期高峰时段采用机械排风，活塞通风既可以单独使用，也可同机械排风结合使用。

4 系统控制方案对比

该工程地下车站的通风、空调及供暖系统受中央级、车站级和现场级三级控制：

（1）中央级控制。全线在控制中心设置中央级控制，控制中心建立的系統网络以中央监控网络和车站设备监控网络为基础，监视全线各站以及区间的通风空调系统，各种运行模式、指令或执行预定运行工况均可从控制中心通过中央级控制下达给车站。

（2）车站级控制。各站的车站控制室均设置车站控制，站内或站外负责的区间通风及空调设备受车站级监控，车站控制室可将信息上传反馈给中央监控网络，中央监控网络下达的各项指令、模式也可通过车站级控制执行。

（3）现场级控制。各车站的通风空调电控室或者在设备本体安装位置处设置有就地级控制，就地级控制包括单台设备的就地控制以及模式控制两种功能，可方便系统调试以及各设备的检查和维修。就地控制在上述三级控制中具有优先权。

高架车站的通风、空调及供暖系统受车站级和现场级二级控制：

（1）车站级控制。各站的车站控制室均设置车站控制，站内或站外负责的区间通风及空调设备受车站级监控，车站控制室可将信息上传反馈给中央监控网络，中央监控网络下达的各项指令、模式也可通过车站级控制执行。

（2）现场级控制。各车站的通风空调电控室或者在设备本体安装位置处设置有就地级控制，就地级控制包括单台设备的就地控制以及模式控制两种功能，可方便系统调试以及各设备的检查和维修。就地控制在上述三级控制中具有优先权。

5 结语

通过上述对沈阳地铁6号线一期工程地下车站和高架车站的公共区、设备区通风空调系统方案进行对比分析，得出结论：

（1）地铁车站的通风空调及供暖系统形式不能一概而论，而是应针对车站形式，根据地区的气候特点，分别分项地制定出适合最适合沈阳地区的地铁车站通风空调及供暖系统方案。

（2）沈阳地区地铁车站的通风空调系统模式及控制方式，应根据车站形式、行车对数、季节变换进行灵活调整，以保证车站内热湿环境满足舒适性要求。

参考文献

[1]城市轨道交通通风空气调节与供暖设计标准： GB/T 51357—2019[S].北京：中国建筑工业出版社， 2019.

[2]地铁设计规范： GB50157—2013[S].北京：中国建筑工业出版社， 2013.

收稿日期：2022-03-07

作者简介：赵月（1989—），女，硕士研究生，研究方向：地铁通风系统。31A34332-FF5A-4E17-873D-198B4A5FC60E