昆明地铁4 号线某车站通风空调系统设计

刘军云 马军玲 赵玲玲

1 中国中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司

2 成都华丰工程勘察设计有限公司昆明分公司

3 昆明星宇人力资源信息咨询服务有限公司

地铁车站通风空调系统是地铁工程的重要组成部分。合理设置地铁车站的通风空调系统，可以为乘客和地铁工作人员提供舒适的温、湿度环境，保证设备正常运行的工作条件，还能降低地铁运行的能耗，以及火灾发生时，保证乘客安全疏散。

本文以昆明地铁4 号线某车站为例，对车站通风空调系统进行详细介绍。

1 工程概况

本站为昆明市轨道交通4 号线工程第8 座车站，车站为地下四层16 m 岛式站台车站，车站总长345 m，车站标准段宽度为25.7 m。车站主体建筑面积为36600 m2。车站附属建筑面积为7220 m2。与2 号线通道换乘，与5 号线同站台换乘。车站共设置3 个出入口，四组低风亭。

2 区间隧道通风系统

车站两端左右线的出站端设置一条活塞风道以及相应的风井（每个面积不小于25 m2，共2 个），车站两端对应于每一条隧道各设置一台可正反向隧道风机（共4 台）和相应的风阀。其中车站A 端（小里程端）设置2 台隧道风机，车站B 端（大里程端）设置2 台隧道风机，风机前后设变径管和消声器，所有设备均设置在车站两端的隧道风机房内，采用水平卧式安装。设备布置既可满足两台隧道风机独立运行，又可以相互备用或同时向同一侧隧道送风或排风。隧道通风系统通过风机的启停及风阀的转换，按正常、阻塞、火灾等三种工况运行。

车站 B 端（大里程端）地下三层和四层联络线分别设置2 台可正反向射流风机，采用水平卧式安装。射流风机协同隧道风机实现隧道通风系统模式。

3 车站通风空调系统

3.1 车站公共区通风空调系统（大系统）

昆明属于温和地区，气候条件优良，车站公共区不设置空气调节设备，室外新风经过滤、除尘后直接送至室内。通风大系统送风量标准采用人员新风量和车站排除余热所需风量二者中的最大值。车站公共区室内通风设计温度为：夏季≤28℃，冬季≥12℃。车站公共区人员新风量根据远期早高峰客流按≥30 m3/(人·h)进行计算。

车站大系统采用变风量通风系统。通风空调系统由送风机以及相关的辅助设备组成，设备分别设置于A、B 两端环控机房内，各负担半个车站的负荷。

车站公共区通风系统采用机械送风，自然排风的通风方式，机械送风机根据公共区温度传感器及CO2浓度传感器数据控制变频运行，排风由车站出入口及安全门上方空间自然排风。当公共区温度较低且CO2浓度不超标时可关闭机械送风机，利用列车活塞效应对公共区进行通风排热。火灾时，大系统管路兼做排烟管路，通过开启单独设置的排烟风机及各防烟分区排烟管路上的阀门切换，对着火区进行排烟。

本站站厅、站台公共区通风计算总显热负荷为624.34 kW，总送风量计算值为310000 m3//h。车站两端的通风空调机房内各设置1 台送风机 FAF-A01（170200 m3/h）、F AF-B01（170200 m3/h）负担整个车站公共区。车站大系统原理图详图1。

图1 大系统原理图

3.2 车站设备及管理用房通风空调系统（小系统）

设备及管理用房根据功能的不同采用通风系统+变频多联空调系统，根据室外温湿度环境变化进行小新风空调、全新风空调、全通风工况运行。部分排风管兼做火灾时排烟管路。

根据各设备管理用房的不同使用功能要求及建筑布局情况，本站共设置7 类小系统。具体室内设计参数详表1[1]。

表1 房间分类及室内设计参数表

多联空调系统设置原则为：车站设备房集中端设置2 套独立室外机，车站控制室、信号设备室（含电源室）、通信设备室（含电源室）、综合监控设备室、民用通信设备室、变电所控制室、站台门控制室等房间设置偶数台室内机，分别连接至2 套独立室外机满足不利情况下满足室内50%冷负荷。

4 防排烟系统

全线车站、区间隧道、换乘站及相邻区间按同一时间内发生一处火灾考虑[1]。

1）车站公共区

火灾时排烟系统与平时通风系统共用管路，排烟风机单独设置。站厅公共区共分为4 个防烟分区。地下三层和地下四层站台公共区分别划分为2 个防烟分区。火灾时，根据统一的火灾运行模式，通过控制通风管路上风阀的开闭，以达到疏散人员、迅速排烟目的。

2）设备及管理用房

①设备及管理用房区面积超过200 m2的空调机房、同一个防火分区内非气体灭火保护的设备及管理用房的总面积超过200 m2或及单个面积超过50 m2且经常有人停留的房间、超过20 m 的封闭内走道设置机械排烟设施[1-2]。排烟系统与平时通风系统共用管路，末端通风阀门进行切换。

②不满足自然通风条件的楼梯间分别独立设置加压送风系统，加压送风机对楼梯间进行加压送风，并设自力式泄压阀（串联防火阀），楼梯间内机械加压送风防烟系统的余压值整定为40～50 Pa，前室内余压值整定为25～30 Pa。

③设有气体灭火系统的设备用房，设置气灭后通风系统，并与平时通风系统合用。平时用于房间内的通风排热，气灭后排除室内废气。

5 运行模式

5.1 正常运行模式

1）隧道风系统

地铁正常运营时段内，始终保持活塞风阀开启。

2）大系统

本站采用可变风量通风系统，根据车站段隧道感温光纤实测温度及车站公共区实测平均温度和 CO2浓度，按送风机工频、变频、停机等工况运行，为避免工况频繁转换，每种工况连续运行不应小于1h（可调）。正常运行时，两端系统应采用相同工况。当室内温度20≤Tn≤28℃，风机在此温度区间线性变频运行。当站内温度Tn＜20℃时，关停送风机，利用活塞效应对车站公共区通风。

3）小系统

根据室外新风焓值按三种工况运行：室外空气焓值大于空调设备房间设计参数平均值的焓值（统一取为63.5 kJ/kg，可调）时，按小新风空调工况运行。室外空气焓值小于室内焓值且干球温度大于17℃（可调）时，按全新风空调工况运行。小于17℃（可调）时按通风工况运行，通风工况根据室内的温度变频控制。为避免工况频繁转换，每种工况连续运行不应小于1 h（可调）。

5.2 火灾运行模式

大、小系统不参与任何火灾工况下防、排烟动作的设备以及多联空调系统设备在火灾工况下原则上按非消防负荷统一切除。公共区火灾工况下按工艺模式组织防排烟。车站公共区采用站厅层按防烟分区、站台层通排设计原则。当站厅层发生火灾时，运行火灾防烟分区所在端排烟风机及阀门，关闭非火灾防烟分区排烟支管上的阀门，仅对发生火灾的防烟分区排烟，车站内人员迎着新风方向从车站出入口向地面疏散。当站台层发生火灾时，利用站台层排烟系统排烟，运行排烟风机 SEF-A01、S EF-B01，同时按照预定模式开启隧道风机进行辅助排烟，确保站厅到站台的楼梯和扶梯口处具有不小于1.5 m/s 的向下气流，站内人员迎着新风方向从站台经站厅疏散至地面。火灾工况协同动作原则见表2。

表2 车站各子系统火灾工况协同动作关系表

气体灭火系统保护房间发生火灾时，服务于气体灭火系统保护房间的防烟防火阀受气体灭火系统的控制电动关闭，房间进行气体灭火。人工确认灭火完毕以后，由气体灭火系统电动打开服务于气体灭火系统保护房间的防烟防火阀，执行排气模式。人工确认排气完成后恢复正常模式。

6 结语

本站已于2020 年9 月正式运营，运行状况良好。