地铁车站站厅公共区无风管设计方案探讨

吴 冬

（上海申通轨道交通研究咨询有限公司，上海 200000）

地铁车站站厅公共区是人们进入车站乘车的公共空间，车站的装修效果是人们对车站的第一印象，个性的车站可以让人眼前一亮。现在越来越多的车站追求裸装，为了实现裸装的效果，必须隐藏一些管线，而风管作为公共区最大的管线，必然成为隐藏的重点。

公共区的风管具有空调及通风、排烟功能。国内有学者针对地铁车站站厅气流组织，分别从送回风形式、送风角度、送风速度等方面进行了分析探讨，隐藏送回风管需考虑到站厅层的气流组织。根据研究表明，站厅地面2 m 高度处温度、CO 浓度参数均不会对车站人员疏散造成太大影响，隐藏排烟管需考虑整个站厅层的排烟效果，将烟气控制在一定高度。

目前，尚未有人研究过车站无风管的具体方案，文章结合工程实际情况为工程师提供隐藏风管的同时又能满足车站站厅公共区空调、通风、排烟等功能的思路。

1 站厅公共区无风管设计的难点

1.1 站厅层送风的均匀性、舒适性

车站的站厅公共区大都是上千平方米的大空间区域，且地铁的客流量非常大，尤其是早、晚高峰时段，远期进出车站的客流量每小时可达到上万人次。

根据《地铁设计规范》（GB 50157-2013）的要求，地铁内部空气环境应采用通风、空调与供暖系统进行控制，地铁的通风、空调与供暖系统应保证地铁内部空气环境的空气质量、温度、湿度、气流组织、气流速度、压力变化和噪声等均能满足人员的生理及心理条件要求。

因此，站厅公共区送风系统的均匀性、舒适性是非常有必要的。

1.2 站厅层排烟的必要性

地下车站的站厅和站台是人员集中区域，无论是站厅或站台发生火灾，还是着火列车进站疏散乘客，为保证站厅在规定时间内人员撤离所需要的环境条件，必须设置可靠的防烟、排烟设施。

根据《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251-2017）要求：排烟口宜设置在顶棚或靠近顶棚的墙面上，且排烟口应设置在储烟仓内。对于站厅公共区而言，排烟风口必须设置在站厅层顶部的储烟仓内，排烟管也相应要设置在站厅层上部的空间内。

《地铁设计防火标准》（GB 51298-2018）和《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251-2017）均要求：防烟分区内任一点至最近排烟口的水平距离不应大于30 m，当室内净高大于6 m 时，该距离可增加至37.5 m。要想保证站厅的排烟效果，排烟口的间距必须严格按照规范要求布置。

综上所述，站厅公共区的风管有两类，一类是用于公共区平时空调和通风的风管，另一类是用于火灾排烟的风管，站厅公共区的通风空调系统和排烟系统是必不可少的。隐藏风管的同时还必须考虑站厅送风系统的均匀性、舒适性和站厅排烟管风口布置的合理性。

2 站厅公共区无风管设计的解决措施

典型车站站厅层的中间是站厅公共区，公共区的两侧是由地铁的设备管理用房、环控机房、风井等组成的设备区，车站两端则是区间的隧道风机房。

对于典型车站的站厅，气流组织按均匀送、排风设计，目前站厅采用的是“顶送”+“顶回”的风管布置形式，从车站两端机房由组合式空调箱向公共区送风，再通过回排风机从公共区的回排风管进行回排风。站厅公共区的回排风管一般兼做排烟风管，回排风机和排烟风机独立设置。

车站站厅公共区要实现无风管化，首先要考虑建筑房间功能的布局合理性，两端的环控机房与公共区相邻设置最为合适，这种布置方式可以让一部分风口设置在公共区的侧墙上，减小延伸至公共区管线的尺寸。

对于侧墙风口的类型，可以选用球形喷口，球形喷口具有送风距离远、噪声小的特点。为了能满足送风气流方向在受到外部因素干扰的工况下，需要做相应变化的要求时，可通过人工、电动执行机构或温度自动感应控制系统随时对风口转角进行调节，以适应送风气流方向的变化。

其次可以利用装修方案，将风管巧妙地藏匿起来的同时也能保证功能。站厅公共区的离壁墙、通往站台楼扶梯的四周等位置均可以提供选择。

3 站厅公共区无风管设计方案

3.1 两层车站或者两层拱形车站

将环控机房布置在站厅公共区两端，可以在侧墙上设置3 种风口，分别为送风口、集中回风口和排烟风口。侧墙的送风口采用球形喷口，最大化保证送风的输送距离，通过球形喷口的选型可知，喷口可以满足15 m 范围内的送风需求。贴侧墙的地面处设置站厅层的集中回风口，在侧墙靠近顶部的位置设置排烟风口。如图1 图所示。

图1 公共区侧墙剖面图

站厅公共区的长度约为100 m，按照上述布置方案，站厅两端各15 m 范围内的区域可以满足送风均匀性的要求，站厅中部仍有约70 m 长的区域是两端侧墙上的球形喷口无法送到的，为保证人员的舒适性，这块区域也需要设置均匀送风。

按照无风管的要求，站厅公共区的顶部无法布置风管，送风的管线只能沿地面设置。对于两层车站而言，站厅通往站台的楼扶梯侧面是隐藏风管的最佳位置，可以将风管贴地设置在扶梯侧面，并在风管顶部开设风口，最后利用装修将风管包裹，达到风管与楼扶梯浑然一体的效果，隐藏风管的同时也能够感受到空调的凉爽。

将风管延伸至站厅公共区中部的方案是先将送风管由机房下到站台层，再通过站台层的路径将风管延伸至扶梯的四周。为了满足站台层的空调和排烟要求，其本身就需设置送风管和回排风兼排烟管，满足站台层要求的风管沿站台层两侧并贴着屏蔽门布置。站台层的管线不仅有风管，还有消防水管、动力照明的桥架、弱电桥架等各专业的管线，前往站厅层的送风管只能在站台层中部的区域布置。

从站台层上至站厅层的风管，紧沿楼扶梯的周围贴地设置，在风管的顶部开设百叶风口，并结合装修在风口处设置防护网。如图2 所示。

图2 公共区风管、风口布置图

站厅层公共区设置了3 组楼扶梯，两端的楼扶梯由环控机房设置的组合式空调机组进行空调送风，中间的一组楼扶梯与两端的楼扶梯之间距离有10 m 左右，为满足人员的舒适度要求，该区域也应设置空调送风。但是站台层的管线繁多，空间紧张。两端的组合式空调机组直接由室外引入新风，可以满足人员新风量的要求，中间部楼扶梯的系统只需制冷送风即可，可在站台的楼扶梯背部三角用房内设置柜室空调箱，该空调箱仅对站厅中部送风，空调箱的回风设置在站台层。

从站台层中部上至站厅层的风管，也紧沿楼扶梯的周围贴地设置，在风管的顶部开设百叶风口，结合装修在风口处设置防护网。如图2 所示。

综上，站厅层无风管设计方案已完成送风管、回排风管的布置。

站厅公共区两端侧墙上已经开设排烟风口，为满足“防烟分区内任一点至最近排烟口的水平距离不应大于30 m”和“每个排烟口的排烟量不应大于最大允许排烟量”的要求，站厅公共区中部需增设排烟口。对于站厅公共区旁有附属的车站，可以利用附属空间布置排烟管，在结构外墙预留管线的穿孔，排烟管支管通过结构预留的孔洞伸入公共区，再在侧墙上开设排烟口。如图2 所示。

对于站厅公共区旁没有附属的车站，在保证人员通行宽度的前提下，增加公共区离壁墙的宽度，利用公共区离壁墙内的空间隐藏布置下排烟风管，排烟风管贴顶设置，在风管的侧面开设排烟口，保证排烟距离和排烟口风量的要求。

上述方案即为两层车站或者两层拱形车站的无风管设计方案，在实现站厅公共区空调系统均匀送风的同时，也能满足公共区机械排烟的规范和功能要求。

3.2 三层车站

三层车站设置有设备层，设备层的层高6～7 m，公共区的通风空调机房设置在站厅层和设备层均可，在公共区的侧墙上设置球形的喷口送风、贴墙设置集中回风、顶部设置排烟口、离壁墙内设置排烟口、公共区楼扶梯的四周设置落地且由装修包裹的空调送风口的方案依然可行，原本穿越站台的风管可以从设备区穿越，依然可以满足功能需求。

对于两层车站，站厅公共区离壁墙的位置与站台对应的是轨行区，公共区的风管无法进入轨行区，但对于三层车站而言，站厅公共区离壁墙的位置与设备区对应的也是离壁墙，该处可以穿行风管，三层车站站厅公共区的送风系统可以有区别于两层车站的解决方案。

先在站厅层两端的设备区隔墙上开设球形送风喷口，保证车站两端送风的均匀性，再在设备层中部贴顶设置站厅公共区的送风管，风管穿越站厅层的底板，沿着站厅的离壁墙内部布置，在风管的侧面开设球形送风喷口，可以保证车站中部的送风均匀性。

三层车站的无风管设计方案与两层车站的无风管设计方案大致相同，只不过多了一种站厅的送风系统在离壁墙内设置的选择，依然可以满足各种功能需求和规范要求。

3.3 站厅公共区双联拱车站

站厅换乘的车站，结构采用双联拱大空间形式以达到视觉上的冲击感，为了不影响这种视觉效果，隐藏管线更为重要。车站站厅面积超过2000 m2，需要设置防烟分区，双联拱中间下垂部门可以作为天然的挡烟垂壁使用，将站厅公共区划为两个防烟分区。

经过对比和研究，可以与土建专业配合，充分利用拱形车站的特点，将拱形车站弧底上方的空间利用起来，作为各专业管线穿越的空间。整个站厅共设置4 根送风管和4 根回排风兼排烟管，送风口亦采用球形喷口，回排风兼排烟口采用矩形的单层百叶风口。

双联拱形式的车站实现站厅无风管化完全是充分利用其本身的结构空间特点，将管线隐藏于其中，以此来达到各种功能需求和规范要求。

4 结语

通过以上分析，主要结论如下：

对于两层车站和三层车站，站厅公共区无风管化设计可以利用建筑布局和装修装饰，将风管巧妙地藏起来，在管线隐藏的同时亦可满足规范等要求，送风、回排风及排烟的形式如下：

送风形式：公共区与设备区的侧墙开设球形喷口送风、楼扶梯周围隐藏风管并在风管顶部送风或在离壁墙内隐藏风管并采用球形喷口侧面送风。

回排风形式：公共区与设备区的侧墙处开设回排风口进行集中回排风。

排烟形式：离壁墙内隐藏风管并侧开排烟口排烟或利用公共区附属来布置排烟管并延伸至公共区内排烟。

对于双联拱这种特殊的车站，站厅无风管化设计就得充分利用结构空间，将送风管、回排风管、排烟风管均隐藏布置在结构管廊中，从而满足整个公共区空间的视觉效果。