关于地铁地下车站站厅层设置中庭情况通风空调专业的分析

摘 要：通风与空调专业是地铁机电工程中的一个重要组成部分，对地铁功能有效实施、空间舒适度以及消防安全起着巨大的作用。《建筑防烟排烟系统技术标准》GB 51251—2017、《地铁设计防火标准》GB 51298—2018的相继实施，对处于新、老规范交替的新地铁线路车站设计产生重大影响。文章重点分析了新规范对标准地下车站设置贯穿站厅层、站台层中庭对通风与空调专业产生的影响，并结合某地铁车站的设计实例进行分析，总结在新规范实施前提下，地下车站中庭设置的可实施性。

关键词：轨道交通;通风与空调;地铁

随着人口密集度的提高及城镇化进程的加速，轨道交通已经成为现代城市生活中的重要交通工具。城市地下轨道交通具有运量大、速度快、噪音小、能耗较低等优点，客运量在世界大城市中占有较大比例。随着城市发展多样化及人口密度增加，城市轨道交通发展日新月异，设计标准及规范要求不断提高。

1    地铁通風与空调系统概况

地铁通风与空调系统分为车站通风空调系统及隧道通风系统。其中，车站通风空调系统分为公共区大系统、设备区小系统、冷源系统及备用多联机空调系统。公共区大系统确保车站站厅、站台层公共区的舒适度及消防防排烟要求;设备区小系统确保车站设备区房间满足人员、设备以及消防等使用需求;冷源系统为整个车站提供冷源;备用多联机空调系统确保重要设备房间在事故工况下，重要设备的正常运行需求。隧道通风系统分为车站隧道通风系统及区间隧道通风系统。车站隧道通风系统负责车站区间的隧道排热及防排烟;区间隧道通风系统负责区间隧道卫生、火灾、列车故障工况下的通风及防排烟。

2    地铁站工程概况

线路全长9.58 km，设4座车站，其中换乘站1座，全部为地下站。地铁站采用6辆编组B型车，采用AC25 kV架空接触网供电，列车最高设计运行速度为120.00 km/h。

本站为地下两层14.00 m单柱岛式标准车站，车站全长215.00 m，标准段宽为22.90 m。负一层为站厅层，负二层为站台层。

3    地下车站中板开中庭大孔方案的探讨分析

《地铁设计防火规范》（GB 51298—2018）中明确规定：“站台与站厅公共区之间除上下楼梯或扶梯的开口外，不应设置其他上下联通的开口。”严格限制其他开口的目的是减小站台层火灾对站台层公共区的危害及对人员疏散安全的影响，主要在于限制地下车站的站厅与站台公共区之间设置中庭等开口。但部分车站为了达到建筑效果上的优化，考虑在车站中板开孔设置中庭，因此对中庭方案进行研究分析计算，论证中庭方案的可实施性。

以某车站为案例进行分析研究，当在车站中板开双孔做双中庭方案时，不考虑车站覆土，顶板开孔设置自然排烟、越过人防段的情形下，根据《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251—2017）轴对称型烟羽流计算方式，得出中庭计算排烟量，与中庭相邻最大防烟分区计算排烟量的两倍相比，取大者作为中庭的最终设计排烟量。计算结果如表1所示。

由表1可知，双中庭计算排烟量受临近防烟分区影响，且在不加宽车站的情况下，中庭区域大尺寸排烟风管敷设势必影响站厅层层高，再加上地铁新线对大空间站厅公共区装修吊顶高度要求净高≥3 600 mm，综合考虑之后，站厅层层高最终在7～8 m，方能满足管线敷设净高要求。高层高反过来又影响排烟量的取值，由此计算得出的排烟量巨大，须在站厅层每侧排烟机房内各设置4台大风量排烟风机对每侧中庭进行排烟，增加站厅层层高约1.5 m，极大地增加了工程建设初投资，且双中庭串烟风险大增，不具备可实施性，因此只讨论单中庭方案。

单中庭方案为中板开单一大孔方案，中庭区域内电扶梯不参与疏散，在站台层公共区两侧靠近设备区的区域各增设两组疏散楼梯，具体防烟分区划分如图1所示。

根据《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB 51251—2017）中轴对称型烟羽流的计算方式，得出的中庭计算排烟量与中庭相邻最大防烟分区计算排烟量的两倍相比，取大者作为中庭的最终设计排烟量。计算结果如表2所示。

单中庭排烟方案，空调回风及站厅层排烟共用管道，在车站两端环控机房各设置2台排烟风机及1台回风风机，通过静压箱连接风机入口及公共区管道，中庭火灾工况时，电动风阀相互切换动作，回风风机电动风阀关闭，两侧环控机房共4台排烟风机电动风阀开启，同时对中庭进行排烟，至站厅公共区时接静压箱分单独排烟管道至中庭，加强中庭排烟效果;站厅层空调送风按标准车站布置，站台层空调送风围绕中庭布置，不侵入中庭区域，在中庭外围侧送，回风管靠屏蔽门布置，风管与屏蔽门之间预留检修空间。

此方案站厅层排烟管与空调送、回风管交叉布置，须适当提升站厅层层高。另外由于中庭火灾时，中庭内楼扶梯不参与人员疏散，须于站台中庭范围外两侧新增疏散楼扶梯，站台层往公共区方向大系统管线及轨排辅助排烟管线密集，管线敷设空间紧张，须根据车站公共区吊顶高度要求及管线计算截面积，适当提升站台层高度。管线敷设如图2所示。

另外，在车站存在折返线的情况下，站台层中庭跨越两侧站台区域，火灾工况时，由于中庭与站台层其他区域存在高差，当站台中庭区域外其他区域着火时，无法保证烟气不向中庭区域蔓延，且容易造成两个岛式站台相互串烟，当烟气在两侧站台互串时，由于两侧站台公共区楼扶梯开口处较多，无法保证楼扶梯口部1.5 m/s的向下风速;只开启站台层中庭外防烟分区的排烟系统，无法排除中庭区域聚集的烟气，采用同时排烟方式时，又与同一防烟分区着火、只开启相应防烟分区的排烟措施的原则相悖;站台层扣除中庭区域，可走管线区域狭小，易造成大系统送、回风之间气流短路，造成站台层部分区域冷量不均的情形。

4    结语

新规范对地下车站防排烟系统提出更严格的要求，对地下车站火灾情形人员安全更为重视。在新规范中明文禁止车站设置中庭的情况，特殊情况下不可避免地需要设置中庭时，排烟模式须重新模拟研究，由相应专家评审论证并取得消防部门同意后，适当增加车站层高及环控机房面积，合理设计车站火灾工况下排烟模式，确保火灾工况下，烟气组织方向顺畅、控制迅速及时、人员疏散路径安全快捷等一系列消防措施。

[参考文献]

[1]中华人民共和国公安部.中华人民共和国国家标准，地铁设计防火标准GB 51298—2018[EB/OL].（2018-05-14）[2020-05-10].https：//max.book118.com/html/2019/0308/8030003125002011.shtm.

[2]中华人民共和国公安部.中华人民共和国国家标准，建筑防烟排烟系统技术标准GB 51251—2017[EB/OL].（2017-11-20）[2020-05-10].http：//www.doc88.com/p-0856439556937.html.

作者简介：卢伟斌（1991— ），男，汉族，广东揭阳人，助理工程师，学士;研究方向：通风空调。