城市轨道通风空调系统设计技术要求

/重庆市轨道交通一号线（朝天门—沙坪坝段）工程施工图设计技术要求通风空调系统通风空调系统重庆市轨道交通一号线朝天门～沙坪坝段工程地面高架车站公共区不设空调，有工艺要求的设备用房和管理用房需设置空调。全封闭地下车站接受站台设置屏蔽门的通风空调系统。1、设计依据和设计范围1.1设计依据《地铁设计规范》(GB50157-2003)《人民防空工程设计防火规范》(GB50098-982001年版)《采暖通风和空气调整设计规范》(GB50019-2003)《大气环境质量标准》(GB3095-96)《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-952005版)《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)《建筑设计防火规范》(GB50016－2006)《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)《通风和空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）《公共建筑节能设计标准》(DBJ50-052-2006)重庆市地方标准其它各有关标准、规程、规范。重庆市轨道交通一号线(朝天门～沙坪坝段)初步设计及专家审查看法1.2设计范围车站公共区及设备管理用房。区间隧道、折返线、存车线等帮助线。2、地下车站和区间2.1一般要求在确保通风空调系统功能要求前提条件下，设备选型应以平安牢靠，技术先进，经济合理为原则。设备均接受成熟、符合消防要求和环保要求产品，原则上不接受试制产品。空调通风设备选用应留有适当余地，但应避开“大牛拉小车”现象。其中冷负荷平安系数取用1.0，空调风量及风机风量、水泵流量平安系数取用1.1，风机风压及水泵扬程平安系数取用1.2。设备选型和台数设置要考虑系统运行时可依据负荷的变更进行能量调整（冷源能耗和动力能耗），达到节能运行。冷冻机房位置尽可能靠近负荷中心、地面冷却塔尽可能靠近冷冻机房，以缩短冷冻(却)水供/回水管道长度，削减冷量损失。区间隧道通风机房、通风空调机房和冷冻机房布置紧凑，并需设计大型设备进出吊孔、运输通道、安装和修理空间。本系统按远期2037年夏季晚高峰运营条件进行车站空调负荷计算；按远期2037年早高峰运营条件进行人员新风量的校核计算。留意节能运行，通过合理组织运行模式，节约能耗。留意环境爱惜，通风空调设备对外界噪声影响满足环境影响报告书要求。2.2主要计算参数及标准2.2.1室外气象参数地理纬度：北纬29°35’大气压力：冬季：991.2hPa夏季：973.2hPa（1）公共区：夏季空调室外计算干球温度：33.8℃冬季通风室外计算干球温度：7℃；冬季采暖室外计算干球温度：4℃；夏季空调室外计算湿球温度：31.5℃；（2）设备及管理用房：夏季空调室外计算干球温度：36.5℃夏季通风室外计算干球温度：33℃；冬季通风室外计算干球温度：7℃；冬季采暖室外计算干球温度：4℃；夏季空调室外计算湿球温度：27.3℃；2.2.2轨道交通内部设计参数站厅夏季空调计算参数：干球温度≤30℃ 相对湿度40%－65%站台夏季空调计算参数：干球温度≤29℃ 相对湿度40%－65%列车内夏季空调设计参数：干球温度不大于27℃相对湿度40%～65%区间夏季设计参数：正常运行时干球温度≤40℃堵塞状态时列车顶部最不利点干球温度≤45℃车站冬季设计参数：干球温度限制在12℃～16℃之间表：设备、管理及办公用房设计参数房间名称计算温度(℃)换气次数冬季夏季进风排风站长室、站务室、值班室、休息室162766车站限制室、广播室、限制室182765AFC票务室、AFC修理工区182765综合监控设备室1827依据实际散热量计算依据实际散热量计算通信设备室、综合电源室信号设备室、信号电源室1227依据实际散热量计算依据实际散热量计算牵引变电所、降压变电所、主变电站36按解除余热计算风量电阻吸取室50按解除余热计算风量配电室、机械室163644更衣室、修理间、清扫员室162766警务室、会议交接班室162766综合电池室162766茶水间－－－10盥洗室、车站备品库44清扫工具间、气瓶室、贮存室4污水泵房、废水泵房、消防泵房54通风和空调机房、冷冻机房66厕所>5排风厕所排风按每坑位100m3/h考虑且小时换气次数不宜＜10次2.2.3新风量标准（1）车站公共区空调季新风量按≥12.6m3/h.人计算，且空调系统新风量不小于总风量10%。当通风系统接受开式运行时，每个乘客每小时需供应的簇新空气量不应少于30m3/h；当接受闭式运行时，每个乘客每小时需供应的簇新空气量不应少于12.6m3/h，且系统的新风量不应少于总送风量10%。（2）设备、管理及办公用房每人新风量为30m3/h。2.2.4空气质量标准轨道交通公共区内CO2浓度不宜大于1.5‰轨道交通公共区内可吸入颗粒物的日平均浓度应小于0.25mg/m32.2.5风速设计标准（1）正常运行工况通风井：4～6m/s砼风道：≤10m/s风亭格栅风口：≤4m/s送/回风干管：≤10m/s（无送、回风口）送/回风支管：5～7m/s（无送、回风口）3～5m/s（有送、回风口）消声器片间风速：≤10m/s（2）事故运行工况区间隧道风速<11m/s且≥2m/s钢制排烟干管：<20m/s非钢制排烟干管：<15m/s排烟风口：<10m/s2.2.6空调负荷计算参数（1）人员负荷按2037年高峰小时客流量计算。乘客进站在车站停留时间为4.5分钟，其中站厅停留2.5分钟，站台停留2分钟；乘客出站在车站停留时间为3分钟，其中站厅、站台各停留1.5分钟。（2）人员散热量和散湿量站厅内（干球温度30℃）：显热量32W/人、潜热量137W/人、散湿量205g/人·h；站台内（干球温度29℃）：显热量37W/人、潜热量132W/人、散湿量197g/人·h；（3）车站设备和管理用房：计算人员数量按房间表中“人员构成”数量，无人值班设备房按不少于2人计算。（4）照明负荷：站厅、站台按20W/m2，区间隧道按5Kw/公里；（5）自动扶梯、垂直电梯、售检票机和屏蔽门、广告牌等设备的发热量，应依据各专业供应资料设计。（6）壁面产湿量：1～2g/m2·h。（7）渗透风对车站的影响车站出入口的渗透风影响按200W/m2断面面积计算。屏蔽门渗出于隧道风量每个车站按9m3/s计算。站厅和站台的比例支配为6：4。2.2.7防排烟设计标准地下车站站厅、站台和区间隧道仅按同时只有一处发生火灾设计，列车区间隧道内发生火灾时，应首先尽可能将列车行至车站。车站站厅站台公共区需划分防烟分区，防烟分区不得跨越防火分区。防烟分区最大面积不超过2000m2。站厅和站台的排烟量按60m3/h.m2计算，当排烟设备负担两个防烟分区时设备容量应按同时解除两个防烟分区的烟量配置。站台火灾时，站厅至站台的楼梯、自动扶梯通道口向下风速不应低于1.5m/s。同一个防火分区内地下设备及管理用房的总面积超过200m2，或面积超过50m2且经常有人停留的单个房间应设机械排烟，防烟分区面积不宜超过750m2。设备管理用房担负一个防烟分区时，应按该部分面积60m3/h·m2计算排烟量；担负二个或二个以上防烟分区排烟时，应按其中最大防烟分区面积不小于120m3/h·m2计算排烟量，但应均衡各防烟分区的面积，避开面积相差悬殊。设备最小排烟量不应小于7200m3/h。最远点到地下车站公共区的直线距离超过20m的内走道设机械排烟，连续长度超过60m的地下通道和出入口通道设置机械排烟，排烟口距最不利排烟点不超过30m。防烟楼梯间及其前室设置加压送风系统。列车火灾规模按≤7.5Mw计算。车站范围内排烟风机耐高温要求为250℃条件下能连续工作1.0h，和这些风机相关的帮助设备如风阀及消声器等，应保证在250℃条件下保证能连续工作1h。参和区间隧道排烟的风机及相关的帮助设备如风阀及消声器等耐高温要求为150℃条件下能连续工作1.0h，参和车站排烟的隧道设备应满足车站范围的设备耐温要求。列车堵塞在区间隧道内时，区间断面风速≥2.0m/s；列车在区间隧道内发生火灾时，区间断面风速≥2.0m/s，且最高风速不高于11m/s。穿越防火分区的防火墙、楼板、每层水平干管和垂直总管的交接处、穿越变形缝且有隔墙、进出空调通风机房等处的风管应设防火阀；2.2.8噪声标准通风空调设备传至站厅，站台的噪声<70dB(A).通风空调设备传至工作、休息室的噪声<60dB(A).通风空调机房的噪声<90dB(A).事故工况下传至轨道交通区间及车站公共区的通风设备噪声≤92dB(A);通风空调设备传至地面风亭的噪声应符合《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）2.3通风空调系统设计重庆轨道交通一号线通风空调系统由以下部分组成：车站站厅和站台公共区空调（含出入口通道）、通风和排烟系统车站设备管理用房空调、通风和排烟系统空调冷冻水系统区间隧道（包括帮助线）活塞通风、机械通风和排烟系统（简称TVF系统）车站屏蔽门外轨行区排热和排烟系统（简称OTE系统）2.3.1车站公共区空调通风系统（大系统）车站大系统接受全空气一次回风低速风管系统，原则上在站厅层两端设通风空调机房，各负担车站一半公共区的通风空调。每端选择一台空调机组、一台新风机和一台回排风机，空调机组内的风机和回排风机配备变频器，接受变频调整风量。气流组织车站为站厅层、站台层公共区接受上送上回方式。送、排风管原则按匀整送风和匀整排风设计，布置困难时可接受集中回风的方式，当兼作排烟时应满足消防排烟有关规定。地下车站的出入口通道连续长度大于60m（计算至距出入口近的一级楼梯或扶梯的第一个踏步）时，应单独设置风机盘管降温系统、通风及排烟系统。排风/烟风机结合出入口地面亭设置或设置在独立的排烟机房内，也可将排风/排烟风机设置在吊顶内，但吊顶需做防火处理。排风/烟风管布置在出入口通道吊顶内。风机盘管匀整布置在出入口通道吊顶内，但要避开扶梯和楼梯的顶部，以便修理。紧急疏散通道楼梯间设置前室时，应设置独立的加压送风系统。2.3.2管理用房空调通风系统（简称小系统）各车站设备管理用房通风空调系统组成和划分依据各站具体状况而定，按工艺要求、排烟要求进行空调、通风和排烟设计。小系统布置应尽量简化，子系统不宜过多过细，以免布置困难，限制困难。大致可分为如下系统：设备及管理用房一次回风通风空调系统：设置柜式空调机组和排风机，对有排烟要求的系统，排风机兼做排烟风机，空调机组兼做补风机。具体房间包括：车站通信设备室、信号设备室（含电源室）、综合电源室、综合监控设备室、商用通信设备室、安防通信设备室等设备用房以及站长室、站务室、会议室、警务室、售票室、更衣室、休息室AFC票务室、环控电控室、综合电池室等用房设置全空气空调系统；在进、出气体灭火房间的送、排风管支管上或风口上需设置70℃电动防烟防火阀。排风系统兼气灭后的排气系统。变电所冷风降温系统：设置柜式空调机组和排风机，接受一次回风。包括高压室、低压室、整流变压器室、变电所限制室等气体灭火房间。排风系统兼气灭后的排气系统。电阻吸取装置室独立设置排热系统，排入车站排风道，通过车站送风道自然进风。通风空调机房、冷冻机房设机械通风系统，兼排烟系统：设置送风机（兼补风机）和排风机（兼排烟风机）。排风机为双速（若无合适风量的双速风机，可选用两台风机），平常低速运行排风，火灾工况高速运行排烟。泵房、车站备品库、茶水间、清扫工具间、钢瓶间等用房的排风系统。设置排风机，自然进风。假如房间设置防火门，在侧墙开设自然进风口，并加装70℃防烟防火阀；假如房间设置一般门，则可在门上开设百叶。厕所、污水泵房设独立排风系统，所排出气体宜干脆排出地面。冬季对发热量小和经常有管理人员工作的且有温度要求的房间接受电加热设备供暖，并设采暖用电插座。采暖负荷指标，可按40W/m2考虑。设备管理用房空调、通风用新风亭、排风亭分别和公共区通风空调用新风亭、排风亭共用。2.3.3空调水系统（简称水系统）车站空调水系统接受定水量系统，即冷水机组和水泵的水量不变，当设备及管理用房的负荷占车站总负荷三分之一及以下时，选用三台容量相同的冷水机组，担当车站公共区及设备管理用房的空调冷负荷；当设备及管理用房的负荷占车站总负荷大于三分之一时，选用两台容量相同的冷水机组，担当车站公共区及设备管理用房的空调冷负荷。冷冻水泵和冷水机组台数一一对应，且分别互为备用。空调冷冻水温度：供水7℃，回水12℃；冷却水温度：供水32℃，回水37℃。在末端设备（组合式空调机组、柜式空调机组等）设置电动二通阀，依据负荷变更调整冷冻水量，供/回水干管或集水器和分水器间设置压差旁通阀。冷冻水系统的定压、补水接受膨胀水箱。2.3.4区间通风排烟系统（TVF系统）区间隧道通风系统包括设于车站两端隧道风机系统、活塞通风系统及设于区间的射流风机等。区间事故风机每台风量60m3/h.，风压1000Pa。2.3.5车站屏蔽门外轨行区排热和排烟系统（OTE系统）轨顶排热风机原则设于站厅层两端，每端一台，风机前后设置消声器，排风排入车站排风道。排热风机风量为30m3/h.，风压800Pa。列车顶设置土建排热风道，列车底无排热风道。2.4通风空调系统运行模式2.4.1车站正常工况运行模式当室外空气焓值大于空调回风焓值时，接受最小新风量空调模式，即运用最小新风量风机和回/排风机。新风和回风混合后通过空气处理单元，再由送风机经消声段分送至站厅层和站台层。当室外空气焓值≤空调回风焓值，且室外空气干球温度高于通风工况转换温度（此温度以后确定），接受全新风空调。当室外空气干球温度≤通风工况转换温度时，接受机械通风，停止制冷。2.4.2区间正常工况运行模式借助于列车行驶时活塞效应，新风由后方站区间隧道活塞风井自然进入区间，冷却隧道后，从前方车站活塞风井和车站轨行区排热系统排到地面。夜间停运后，可以依据隧道温度的状况进行0.5h～1.0h的全面地下通风。2.4.3区间堵塞工况运行模式列车因故障（非火灾事故）停留在区间隧道内时，由事故区间相邻车站事故风机或相关射流风机联合运行，满足堵塞运行。2.4.4火灾工况运行模式（1）车站火灾排烟工况车站站厅公共区火灾时，车站的送风系统以及站台的排风系统关闭，站厅的排风系统转入排烟状态，回排风机转为排烟风机，出入口自然补风；站台公共区发生火灾时，车站的送风系统和站厅的排风系统关闭，同时关闭屏蔽门，站台的排风系统转入排烟状态，回排风机转为排烟风机。为了加大楼梯口的向下风速，在站台至站厅的楼梯口设置挡烟垂帘，火灾时落下，在不影响人员疏散高度的状况下，尽量削减过风面积；同时在车站附属房间较少的一端，从排热风室接出一段排风管，在站台公共区处加常闭排烟口，利用排热风机帮助排烟，出入口通风楼梯口自然补风。有排烟要求的设备管理用房发生火灾时，排风系统转入排烟系统，送风系统转入补风系统；当走廊发生火灾时，开启走廊的常闭排烟口进行排烟，通过站厅至走廊的自然补风口补风，假如风口设计困难，则可以考虑走廊开设送风口机械送风；气体灭火的电器设备房间发生火灾时，关闭火灾房间的通风系统和相应的风口或电动防火阀，进行气体灭火，灭火后开启排风系统进行排气。在设备管理用房区域发生火灾时，在启动火灾区域的排烟系统的同时，应同时启动紧急疏散口的加压送风系统。出入口发生火灾时，启动出入口的排烟系统，出入口外自然补风。同时启动紧急疏散口楼梯间及其前室的加压送风系统。（2）车站轨行区火灾排烟工况当车站轨行区发生火灾时，开启火灾一侧的屏蔽门，关闭车站另一侧屏蔽门。同时关闭车站公共区的通风空调系统，开启排热风机和事故风机，对火灾侧的轨行区联合排烟，隧道和出入口补风。（3）列车在区间隧道内发生火灾排烟工况由区间两端车站的TVF风机及相关射流风机联合运行限制烟气，排烟方向和人员疏散方向相反。2.5系统限制通风空调系统的限制由就地限制、车站限制和中心限制三级组成。2.5.1就地限制在通风空调设备（冷水机组、水泵、组合式空调机组、通风机、冷却塔等）旁边设置电源限制开关，就地操作（调试、检查、修理）时，就地限制具有优先权。2.5.2车站限制各车站通风空调限制设在车站限制室内，设置显示操作台和通风空调值班员，对车站和相关区间隧道的各种通风空调设备进行有效监控。值班员依据车站内温、湿度和室外温、湿度限制空调通风系统，监控各设备运行状态，向中心限制室传送本站通风空调设备限制状况，并执行中心限制室的各项叮嘱。车站及车站车轨区域发生火灾时，对火灾区域进行排烟限制。2.5.3中心限制对全线的区间隧道通风空调设备进行远程集中限制。正常运行时对各车站通风空调系统进行必要的指导，在区间隧道发生堵塞或火灾时，统一限制全线区间隧道的通风空调设备运行。2.6通风空调机房布置车站通风空调施工图主要包括通风空调机房和空调管路及风口、风阀等配件，通风空调机房包括车站公共区通风空调机房、隧道通风机房、排热风机房、冷冻机房和设备管理用房通风空调机房。通风空调机房布置应充分考虑各种设备及管道的安装、更换、运输路途、荷载重量、设备吊装等问题。2.6.1区间隧道通风机房车站站厅层两端的区间隧道通风机房内各由2台TVF风机和若干扇组合式钢制多叶风阀构成活塞风/机械通风系统。在出站端线路中心线正上方或侧面设置活塞风孔。车站一端仅设一座活塞井，活塞风井面积不小于20m2,活塞风开孔面积不小于20m2。一般活塞风孔兼作机械风孔。若区间隧道活塞风孔和机械风孔独立设置，则每只机械风孔面积为16m2，设有联动组合式钢制多叶风阀，净面积不小于12.5m2。机械通风时均需考虑两台TVF风机相互备用或并联运行对同一区间隧道送排风。活塞风道长度一般限制在25m以内，弯头不宜超过三只。为了尽可能削减活塞风通风阻力，在活塞风道内原则上不设消声器，视通风亭四周环境要求可在通道内作吸声处理。当活塞风道的长度超过30米时，活塞风井的面积不小25m2，活塞风开孔面积不小于25m2。TVF风机前后设置渐缩/渐扩管和金属外壳片式消声器。车站端头TVF风机一般接受卧式安装在钢筋砼基础上，风机基础一般高出机房地面200mm以上，具体高度要和金属外壳片式消声器安装高度相匹配，金属外壳片式消声器安装在金属机架之上，风机设减振支座。风机一侧应至少留有约一倍直径的检修空间。风机前后扩压段长度不小于2米。消声器和组合式多叶钢制风阀相联接时，两者距离应≥800mm，且消声片立、卧方向应和多叶风阀叶片方向一样，削减阻力损失。射流风机设置在停车线、出入段线等帮助线内，风机前后设置2D的管式消声器。吊装，并和接触网吊架错开布置。2.6.2排热风机房布置车站轨行区排热风机原则上设于车站站厅层两端，每端一台，风机前后设置金属外壳或结构片式消声器，其排风井和车站通风空调排风井合用。排热风机接受卧式安装在钢筋砼基础上，安装工艺可参照TVF风机。2.6.3车站通风空调机房车站公共区的通风空调设备集中布置在站厅层两端。原则上每端设1台空调箱，1台空调新风机和1台回/排风机（兼排烟风机），负担一半站厅和站台的负荷。空调的回风和新风通过新回风混合静压室进入空调箱或干脆进入空调箱的混风段，混风段的长度大于2米；排风干脆排到和排热风机合用的车站排风井。回/排风机吸入端设置管道消声器，在和排风井和新风井相联的排风道和新风道上设结构片式消声器。组合式空调箱由混风段、初效过滤段、表冷挡水段、中间段、风机段、中间段、片式消声段和送风段组成。空调箱检修门在操作面侧。操作面侧应留有一倍以上空体箱宽度的通道，其它面应留有人员安装通道宽度。机房在空调箱表冷段操作面侧地面应设排水明沟和地漏，以便凝合水解除和检修时排水。由于表冷器处于空调箱内负压端，为保证凝合水畅通排出，其凝合水管应接水封，水封排水管接至明沟，排水明沟不应横跨诱导缝。组合式空调机组四周应留出足够的检修空间：操作面一侧检修通道宽度应不小于空调机组宽度，若此检修通道范围内设有土建立柱，只允许设置在消声段长度范围内；其他面检修通道宽度不小于500mm。通风空调机房内设置清洗水槽，水槽尺寸应满足清洗空调箱过滤器，上沿距地面0.8m。设备管理用房通风空调系统的设备设置在设备管理用房通风空调机房内。设备管理用房空调通风系统消声接受阻抗复合式消声器。防烟楼梯间及其前室加压送风机可设置在独立的加压送风机房内，也可以吊装在楼梯间顶部下方，通过独立的加压送风竖井送风。依据具体状况可对楼梯间和前室分别加压送风，也可以仅对楼梯间加压送风。2.6.4冷冻机房每座车站设置1座冷冻机房，为空调系统供应冷源。冷冻机房位置尽可能靠近负荷中心，力求缩短冷冻水供/回水管长度。冷水机组需整体吊装，是通风空调设备中最大设备，吊孔、吊孔处顶板予埋的吊钩和运输通道需满足冷水机组搬运的要求。冷冻机房内主要通道和操作通道宽度>1.5m。冷冻机突缘部分和配电盘之间距离>1.5m。两台冷冻机突缘部分相互之间>1.0m。冷冻机组和墙面之间距离>0.8m。非主要通道>0.8m。螺杆式冷水机组一端预留足够长度（视机组的型号）用作修理设备之用：一般为一倍冷水机组长度。冷水机组上部净空>1m。为防止积水，冷水机组基础应高出机房地面50～100mm。为防止和削减冷水机组振动和噪声，机组应作隔振处理，和机组相接的冷冻水、冷却水管道用挠性接头连接。冷水机组基础平台四周应设有明沟和地漏排水，排水明沟不应横跨诱导缝。水泵基础应比机房地坪高出50～100mm。为削减水泵运行振动对管道影响，水泵进出水管应设置挠性接管。水泵基础尺寸按台座四周各放大150mm设计，水泵基础应作隔振处理。通风空调机房和冷冻机房设机械送、排风系统，排风系统兼作排烟系统。2.7风道（井）和风亭设计车站的每头端部设送、排风道（井）、活塞风井各一座。进风亭位于空气清洁区，尽可能远离马路，削减汽车尾气排放影响。进风亭格删底部下沿距地面大于2m，当布置在绿地内时大于1m。送、排风亭、活塞/事故风亭在高度、方向或水平距离上尽量错开。若送、排风亭、活塞/事故风亭位于同一高度，则水平距离≥5m，并错开口部方向。若送、排风亭、活塞/事故风亭位于同一位置，则排风亭、活塞/事故风亭在上部，送风亭在下部，排风亭下沿距送风亭口部上沿≥5m，并尽可能错开口部方向，避开二次污染。单建或和建筑物合建的风亭，其口部距其他建筑物距离应不小于5m(含轻轨出入口)，接受敞口形式的排风亭、活塞/事故风亭和轻轨出入口的水平距离以及敞口风亭之间的直线距离均不宜小于10m。加压送风亭和排风亭（或出入口室外排烟口）如在同一高度，则水平距离宜≥10m，加压送风口和排烟口不应相对布置。室外排烟口要远离车站出入口。风亭宜按双面直角进/排风计算。各风道、风亭应作防水和排水处理。敞口风亭底部应设排水。每个风道（井）内应设检查门、检查梯及电力照明等设施。2.8其它2.8.1风管和水管管道材料风管接受镀锌钢板，具体规格详见《通风和空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002），轨顶排热风道接受土建风道。水管管径小于DN100接受镀锌钢管、丝扣连接；水管管径