某特大型鐵路站房通風空調系統設計

摘要：以某特大型鐵路站房為例，介紹其通風空調系統設計，主要包含空調設計標準、冷源形式、空調水系統、空調末端、排風口設計等內容。設計采用的二級泵變流量和大溫差空調水系統、風管穿梁技術以及將排風口與建筑室外花壇結合的技術等是該工程的幾大特點，實現了綠色節能和建筑美觀雙重要求，可為今后特大型站房通風空調系統設計提供一定的參考。

關鍵詞：站房；空調；二級泵；大溫差；通風

中圖分類號：TU831.3? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2024）07-0052-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.07.014

1? ? 工程概況

某站房位于廣東省廣州市，是廣州市“五主三輔”客運布局的主客站之一，如圖1所示，規劃引入地鐵、長途汽車、公交樞紐站，將建設成為集多種方式一體化換乘的綜合交通樞紐。該綜合交通樞紐建筑面積約46萬m2，其中站房建筑面積約15萬m2。

該站房是國內首座按照站城融合一體化設計的大型綜合交通樞紐，是辦理高鐵、城際、普速等各類客運的城市中心站，車站最高聚集人數15 000人，高峰小時旅客發送量15 364人。站房主體地下一層、地面兩層，并在局部設夾層，建筑高度39.70 m。旅客站房地下一層為出站層，設置進站廳、出站廳及城市東西向聯系用中央通道、城市人行通道；地面一層為站臺層，東西兩側設置側站房并設夾層；地面二層為高架進站層，南北兩側設置商業夾層。

2? ? 站房空調系統設計

2.1? ? 空調設計標準

旅客站房地下層進站廳、售票廳、旅客服務用房、旅客公共衛生間以及地上各層集散廳、售票廳、候車室、旅客服務用房、高架商業夾層、旅客公共衛生間合設集中空調，未完全封閉的地下層集散廳（光谷）、出站廳及市政配套的中央通道、城市人行通道納入集中空調系統設置局部降溫設施。旅客站房用通信、信息系統設備用房及10 kV配電所的控制室根據工藝要求設置工藝性空調，采用機房專用空調。各區域貴賓候車室、VIP候車室、售票辦公用房，地面層、地面夾層集中布置的辦公管理用房設多聯機空調系統，分散布置的辦公管理用房設分體式空調器。

2.2? ? 集中空調冷源及空調水系統

該站房地處夏熱冬暖地區，全年無須考慮采暖，僅考慮制冷，冷源采用水冷離心式冷水機組。集中空調區總面積141 100 m2，經逐時冷負荷計算，總冷負荷為31 620 kW，空調面積冷指標224 W/m2。冷源采用6臺10 kV高壓型離心式水冷冷水機組，單機制冷量為5 275 kW，總制冷量31 650 kW。

空調冷源側一般應盡可能靠近空調集中負荷側，但考慮到本站房冷源側所占面積大，以及為充分利用咽喉區的用地面積，本站房冷水機房設在南側咽喉區，冷卻塔設于冷水機房屋面。咽喉區制冷機房距離站房主體約400 m，冷源側與負荷側距離較遠，若采用傳統的一級泵空調水系統和供回水溫度7/12 ℃的空調水系統，系統輸配能耗勢必會較高，不符合節能減排的要求。

結合相關節能設計標準及類似項目設計經驗，針對系統作用半徑大、設計水流阻力較高的大型工程，空調冷水宜采用變流量二級泵系統[1]，因此，本站房空調水系統采用二級泵變流量系統，冷水機組、負荷側均變流量運行。一級泵設于冷水機房內且與冷水機組一一對應，變頻運行；二級泵設于南側地下停車場二次泵泵房內，末端分城市人行通道、南側站房、北側站房、旅客服務用房四套供回水管路，每套供水管路配套設置二級泵一組，變頻運行；其中一級泵負責冷水機房到二次泵房分集水器的供回水管道阻力及設備阻力，二級泵負責各自回路中二級泵房分集水器到室內空調末端供回水管道阻力及設備阻力。二次泵房分集水器之間設置旁通管及雙向流量傳感器，根據流量傳感器數據調節一級泵運行頻率，實現一級泵、二級泵均衡運行?？照{水泵具體參數如表1所示。

在節能減排的背景下，大溫差在空調水系統中的應用越來越多，且近年來的許多研究表明，大溫差對整個空調水系統而言具有一定的節能效果[2-5]，因此本站房空調水系統采用大溫差空調水系統，空調冷凍水供回水溫度為6/13 ℃。相比傳統的空調冷凍水供回水溫度7/12 ℃，供回水溫差增大，從5 ℃變為7 ℃，在相同制冷量的情況下，空調水系統循環水量減少，水系統的運行費用也隨之減少。此外，空調供回水管道的管徑也會隨循環水量的減少而變小，一定程度上降低了初投資。本站房空調水系統采用兩管制異程式管路，局部同程式布置，冷水機房至二次泵房供回水管路沿室外綜合管廊、站臺板下管廊敷設；二次泵供回水管路室內架空敷設，高架層跨越軌行區的管道設置于高架候車層板下檢修管廊內?？照{水系統原理圖如圖2所示。

2.3? ? 空調風系統

高架候車室、各集散廳、地下出站廳及中央通道等旅客公共活動區域采用全空氣系統，根據建筑空間布局情況采用噴口側送風或頂送風方式。納入集中空調系統的地下南北側城市人行通道、旅客公共衛生間、辦公管理用房均采用水-空氣系統，室內設置吊頂柜式空調器或風機盤管，無外窗的場所設置新風設施，氣流組織采用上送上回方式，旅客服務用房僅預留集中空調冷凍水供回水管接口及新風引入條件。

高架候車室是旅客候車區域，也是旅客長時間逗留區域，其空調效果的好壞直接影響到旅客的舒適感，因此高架候車室的空調設計是整個站房設計的重點。高架候車室室內凈高21 m，空間高大，而旅客活動區一般是在2 m以下高度，候車室空調設計的主要目的是保證旅客活動區的舒適感，無須保證活動區上部空間的空調效果，而分層空調可以很好地達到這樣的效果。此外，與全室性空調方式相比，分層空調可節省冷量30%左右[1]，能減少冷源和空調末端的容量，因此高架候車室采用分層空調在保證候車區空調效果的同時，也能實現節能減排的目標，并且能節省初投資。高架夾層南北兩側分別設置3個空調機房，內設組合式空調機組和柜式空調器，服務于高架候車室。高架候車室跨度112 m，兩端采用噴口送風，由于送風距離較遠，在候車室中部結合座位設置兩列送風單元側送風，來保證候車區的空調效果，候車室全空氣系統設計參數如表2所示。

高架候車室四個角進站廣廳的實名驗證匝機的正上方各有一處連廊，為高架夾層與室外的連接通道。進站廣廳的空調送風管在該連廊板下布置，該連廊梁下凈高為4.5 m，建筑專業根據旅客活動區域吊頂空間盡可能高的原則，連廊板下裝修吊頂按緊貼結構梁底敷設的原則進行設計，這給空調送風管的布置帶來了極大的困難。為保證建筑專業的凈高要求，需將空調送風管從梁底布置調整至梁窩內布置，這將導致風管穿梁，結合相關項目設計經驗，風管穿梁的案例少之又少，風管穿梁也給結構專業的安全性驗證帶來了極大的挑戰。在設計過程中，經與結構專業密切配合，實現了結構梁上風管孔洞的預留（圖3），在保證室內凈高的同時也解決了風管安裝問題，實現了梁窩空間的最大利用，這也將為日后項目設計中風管穿梁技術的應用提供一定的參考。

3? ? 通風系統

衛生間、污水泵房、氣體滅火防護區、變電所、會議室以及無外窗的辦公管理用房均需設置機械排風系統，餐飲類旅服用房場所均預留排風管路接口，由承租人配套設置油煙凈化設施，油煙需經處理達標后方可排放。上述排風均為污染性或高溫性氣體，需直接排至室外，一般是在建筑外墻上設置防雨百葉進行排風。本站房面積大，排風量大，導致在外墻上需要設置的防雨百葉面積勢必很大?？紤]建筑外墻大部分為幕墻結構，幕墻上大面積設置防雨百葉風口對立面整體的美觀效果將產生極大的影響，因此，解決排風百葉與建筑立面結合的問題成為本站房通風設計的重難點。研究發現，建筑專業在東西側站房外廊平臺設置有花壇，利用花壇作為排風亭將是解決站房內排風出口問題的有效措施，具體排風出口方案如圖4所示。

圖4中用作排風的風室和花壇利用梁隔斷，單獨隔離出來，站房內的排風管接至風室，風管高出風室0.3 m，避免雨水倒灌進風管。風室和花壇中間通過豎向防雨百葉連通，站房內排風從風室經該防雨百葉進入花壇，防雨百葉底邊距花壇底部300 mm，避免花壇的雨水進入風室。建筑外廊平臺的部分花壇根據排風需要作為排風亭，花壇頂板設置有通風效果的檢修蓋板，站房內進入花壇的排風經過該檢修蓋板排至室外?；▔敳克闹茉O置200 mm高擋水檻，且花壇底部設置排水設施，避免雨水進入風室，從而倒灌至風管進入站房內。

4? ? 結束語

隨著高速鐵路的快速發展，站房項目迎來了從單一功能的客運站房到站城融合的大型綜合交通樞紐的跨越式發展，這也給站房設計提出了更高的要求。作為站房內的能耗大戶，本站房空調系統突破傳統設計理念，采用二級泵變流量和大溫差兩大節能技術，對降低空調系統能耗起到了很大的促進作用，符合節能減排的要求，為后續站房空調節能設計提供了一定的參考。風管穿梁技術在保證空間效果的同時，實現了結構空間的最大利用，給風管布置提供了一個新的方向，同時也可為后續站房風管穿梁技術的應用提供參考。排風口與建筑室外花壇的結合，最大程度減少了建筑外墻上防雨百葉的設置，保證了立面效果，同時也對用作排風的花壇的排水措施提出了更高的要求，可為后續站房的通風出口設計提供一定的參考。

[參考文獻]

[1] 公共建筑節能設計標準：GB 50189—2005[S].

[2] 莊秋鵬.空調節能技術在超高層建筑中的應用[J].福建建筑，2018（2）：94-97.

[3] 王品鋒.空調水系統中大溫差技術的應用分析[J].中國新技術新產品，2020（1）：110-111.

[4] 汪洋.大溫差空調水系統節能效果[J].鐵路技術創新，2020（5）：143-145.

[5] 紀國輝.大溫差空調水系統節能效果評價研究[J].新型工業化，2022，12（10）：268-272.

收稿日期：2023-12-18

作者簡介：黃順（1992—），男，湖北人，碩士，工程師，注冊公用設備工程師，研究方向：通風空調及防排煙系統設計。