提高地铁运营维护便利性的通风空调系统设计探讨

魏军 1 赵伟 2

1宁波市轨道交通集团有限公司 浙江省 315100

2天津中铁电气化设计研究院有限公司 天津市 300250

摘要：通风空调系统是地铁工程中重要的设备系统，由于通风空调专业设备及管道尺寸大、占用空间多、排布密集，且土建工程一旦定形，后期很难调整。因此在土建配合及施工图设计中，需要特别重视后期运营维护便利性问题，通过合理的检修空间预留、管线排布及设备布置优化等措施，为施工安装及运营维护创造更多的便利。本文结合工程实际经验，提出了通风空调系统运营维护便利性的要点及实施建议，值得在后续工程中借鉴参考。

关键词：通风空调；配合；运营维护；检修；便利；

0引言

对于地铁工程来说，受地面条件、车站规模、投资概算等方面限制，一般车站的建筑空间布置较为有限，需要在有限的建筑空间内实现地铁工程将近20个设备系统专业的功能，因此车站内的风道、设备房间、管理房间的布置就跟搭积木一样，需要一定的技巧，更需要合理的规划。

建设地铁的目的为了开通运营、服务乘客，建设地铁一般需要5年左右的时间，而后期的运营是长时间的。地铁一旦建成通车，所有机电系统的运营维护均需要在既有的空间和条件下完成，而且不能影响正常的行车运营。这个空间是否合理，维修是否便利将直接影响运营人员的操作及检修难易程度，甚至关乎系统功能的真正实现与否及运行安全。因此，有必要从前期配合到施工图设计全过程坚持“建设为运营服务”的理念，提升设计理念，强化细节设计，进而提高设备的运营维护便利性。

1、检修空间的预留要点

1. 1. 土建空间及孔洞预留要点

通风空调专业是地铁工程里的专业“大”户，一是通风设备占用空间大，二是通风专业孔洞尺寸大。因此在土建配合预留阶段，需要结合专业功能对风道、风孔、设备、机房进行合理排布，做到既能保证设备安装及后期维护便利，又能节省建筑空间，减少土建专业投资。

1. 1. 1. 1. 1. 风道内的活塞风孔、事故风孔位置应综合考虑人员通道、电动组合风阀安装空间等因素，并尽量与盾构始发井孔洞边平齐。

            2. 电动组合风阀孔洞四周距离隔墙应至少留有300mm的安装空间；并尽量留有人员进出及操作的空间，一般可按照500mm预留。安装执行器的一侧，应至少留出1200mm左右安装及检修空间。

            3. 车站内的通风空调孔洞应综合考虑上下层的关系，避免出现孔洞布置在下面房间的隔墙上、污水泵房、废水泵房吊钩等处。

            4. 通风空调机房内的孔洞宜靠一侧墙体设置，并应充分考虑后期设备尺寸变化的可调整空间，尽量不要靠近空调机组等落地安装的设备。

            5. 通风空调预留孔洞不应设置在下层设备的正上方，以避免渗水对设备造成损害，影响行车及运营维护。

            6. 吊装孔的设置位置应综合考虑设备运输路径、设备尺寸、上下层建筑布置形式等因素，宜专设吊装平台。吊装孔避免设置在接触网上方、设备区走道管线密集处。吊装孔周围应考虑人员操作空间。

            7. 单独设置的吊装孔平时应严密封堵，一般不考虑采用水泥板，一般采用硬质、耐风压性能好，安全可靠的封堵措施，便于运营人员操作。

            8. 吊装孔周围宜设置围护栏杆，且围护栏杆应便于移动或拆卸，以方便使用时进行相应转换。

1. 1. 1. 1. 9. 吊装孔宜独立设置，当风孔上未设置电动组合风阀等设备时，可合并设置，但要以满足吊装需求的尺寸为前提。

            10. 吊装孔周围应设置挡水台，防止渗漏水影响下方房间。

            11. 吊装运输路径上的墙体宜设置可拆墙，可拆墙的范围按照满足设备运输最大的尺寸需求确定。

            12. 可拆墙范围内的墙体上不应设置有就地控制箱等设备、运输空间范围内不应敷设各类管线。

            13. 设备的吊运措施应综合考虑设备的重量与尺寸、安装位置、吊运需求综合考虑，一般采用工字钢吊梁或吊钩，吊运装置的承重宜取所吊设备最大重量的1.5倍。

   2. 设备检修维护配合要点

      1. 1. 1. 风道内的隧道风机、排热风机的就地按钮箱、控制箱等宜靠近风机的风道门附近，需考虑就地操作时不会经过风机设备前后，避免风压过大影响人身安全。

1. 1. 1. 1. 2. 事故风室两侧或单侧的电动组合风阀应设置在风室内部，以减少电动执行器对走廊通道的影响，同时风室内应设置防火密闭门，增加运营维护的便利性。

            3. 结构式消声器基础两端与风道隔墙需留出至少100mm的空间，以保证消声器两侧风道内积水的有效排出。

            4. 结构式消声器不应阻挡风道内人员通路，尽量在消声器前后均设置防火密闭门，方便人员进出。如土建无条件，可在消声器侧面设置一道防火门。新风道、排风道内防火门应在消声器迎风面端部设置，并开向正压侧。

            5. 空调机组非检修侧距隔墙一般不应小于1000mm。检修侧的操作空间宜按照一倍机身宽度进行预留，以保证表冷器、过滤器定期更换清洗的需求。

            6. 空调机组的冷冻水管接管一般宜在非检修侧设置，同时考虑门型支架安装，管道上各类阀门宜在下方设置，方便后期调试及检修。

            7. 空调机组设置有检修门及检修需求的各功能段不应被墙体、柱子等遮挡。

            8. 空调机组设备本体上设置的各类箱体及配电桥架的安装不应压住各功能段间的连接板，以保证后期更换功能段时不至于拆除更多的线缆桥架及控制箱体，如下图所示，由于静电除尘箱体及桥架的遮挡，空调机组送风段无法拆卸。

1. 1. 1. 1. 9. 空调机组基础四周设置排水沟，水沟宽度为200mm，深度不小于80mm，且应满足空调机组水封的设置要求，排水沟坡向机房排水地漏，排水沟坡度为3‰，应保证水沟内没有积水，并做好防水层。

            10. 为便于新风管道、相应的风阀施工及后期运营维护方便，空调机组一般要求距新风道隔墙1500mm。

            11. 冷水机组前端应根据设备要求，留有蒸发器和冷凝器抽管空间（一般不小于3000mm）。抽管空间应与水管接管位置异侧，以减少拆管的繁琐。

            12. 冷水机组应尽量设置在吊装孔旁，以便于运输操作。

            13. 冷却塔应设置在通风良好的空旷地带，并保证进风侧与车站出入口、新、排风亭有至少10m的距离，冷却塔基础四周2m范围内需做硬化地面，硬化地面边缘四周做围护栏杆。为了后期更换水管的便利性，冷却水管不宜敷设在硬化地面以下。

            14. 设置在风亭附近的多联机分体空调室外机应做围护栏杆，或者绿篱分隔，但应留有不小于1m的检修空间及检修门。

            15. 当多联机室外机设置在地下风道内时，为保证室外机的日常清洗及排水，室外机基础周围1m范围内的地面应做防水处理，并应设置水沟连通至就近排水沟。

            16. 空调机房内泄水管、水封装置等与室外相通的水管、风管端部应设置防鼠网等装置，避免堵塞管道。

1. 3. 管线布置便利性设计要点

      1. 提高运营安全性的相关措施

         1. 1. 区间射流风机安全性措施

在存车线、出入段线等大断面区间，需设置射流风机进行辅助排烟。根据区间隧道断面形式，射流风机有壁龛式安装，轨行区吊装、落地式安装等几种安装形式。由于射流风机设置在行车区，其安装的可靠性对于安全运营影响重大。在限界核实、支吊架及安装平台形式、锚栓选择、备用拉绳、控制箱门开启方向等方面进行细化设计，保证行车安全。

1. 1. 1. 1. 2. 车站轨行区安全措施

轨顶土建风道上严禁设置任何电动操作的风阀，避免影响运营检修。轨顶风口要安装牢固，避免因列车运行活塞风造成风口脱落等问题影响行车。

1. 1. 1. 1. 3. 车站冷水机组、分集水器属于压力容器，相关的生产制造及安装需具备压力容器生产许可证，分集水器的水管开孔需在有资质的工厂制作完成，严禁现场随意开孔及焊接操作。冷水机组的冷媒泄漏管需与机组可靠连接，并排放至排风井口处。

      2. 房间内管线布置的合理性

         1. 1. 地铁车站空间有限，而通风空调风管种类多、尺寸大、密布广，如果对于风管的排布没有合理规划，将造成风管在房间内布置杂乱无章，而且影响动力照明专业桥架、灯具以及火灾报警探测器的安装，风管布置宜采取共用空间，上下叠落布置，将尺寸较大且不需要开设风口及检修的风管布置在上方，并充分合并利用空间及综合支吊架，减少对周围空间的占用，减少对其他专业桥架安装的影响。优先采用布置方案一或方案二，尽量不要出现方案三的布置形式。

1. 1. 1. 1. 2. 部分设备房间内设置有动照配电箱、BAS监控箱、就地按钮箱等各类箱体，布置时需考虑通风设备控制箱打开空间，避免造成检修不便。

            3. 高大空间内设置风阀、风口，不方便安装及检修，如风管穿楼梯间处设置的防火阀、加压送风口、污水泵房内设置的排风口等。设计时需周全考虑。

1. 1. 1. 1. 4. 高架车站部分设备用房采用自然通风方式，对于自然通风百叶的选择，需采取带防尘过滤网的可开启防雨百叶，既能自然通风，又能在室外空气不好或者南方梅雨季节关闭，避免进水，同时也方便清洗。在布置时需要综合考虑百叶的位置及可抽拉式过滤网的空间，侧面没有条件的，可采用顶部抽取方式，同时要注意与疏散指示、插座等合理配合。

1. 1. 3. 走道内管线布置的合理性

         1. 1. 设备区走道空间有限，同时各专业桥架、水管密布，无关的风管尽量不要在设备区走道内敷设，仅设置走道排烟风管和补风风管，其他横穿走道的风管也应考虑横穿位置标高一致，减少对其他专业管线的影响。

            2. 设备区走道的排烟管道应尽量设置在上层，以减少对下方管线的遮挡和检修空间的遮挡。同时要注意结合吊顶形式（镂空、实板）考虑排烟风口设置及敷设路由；如果为实板吊顶，需将排烟风口接引至吊顶上。

            3. 走道排烟风口需要满足排烟要求，同时兼顾灯具、FAS探头的布置。

1. 1. 4. 提高设备智慧运维性能

通风空调设备众多，虽然有些设备是传统设备，但在设备功能设计时，需要始终秉承智慧化的理念，利用先进的监控性能及云平台、大数据等手段，打通传统设备智慧化信息传输及实时监控的通道，从而实现精细化、节能化、智慧化、运营。

1. 1. 1. 1. 1. 风水联调节能控制系统

常规的通风空调系统运行控制模式为简单的PID线性控制，即：要么调风（改变风机频率），要么调水（改变进入空调机组的水量或改变水泵频率），仅能简单对风系统或水系统进行控制，不能对风水进行优化配置。

风水联调方案通过采集各个参数，通过“软件大脑”的算法进行冷量预判、优化设备启停数量、优化设备运行频率等手段，通过控制水系统及风系统相应的设备运行工况，在满足室内温湿度等环境条件的前提下，实现最优化控制及节能。

1. 1. 1. 1. 2. 智能过滤清洗系统

智能过滤清洗系统可根据空调机组过滤器前后的压差判定，对设备进行自动清洗，在保证车站空气品质的同时减少运营人员工作量。

1. 4. 小结

细节决定成败，工程设计除了要有先进的系统方案，还需要在工程实施细节、运营维护便利性上多征求实施方和使用方的意见，建设、设计、施工、厂家、运营各方群策群力，加强沟通与交流，提升设计理念，加强实施管控，才能做成精品工程，并让后期的运营维护更为便利。

参考文献

[1]GB50157-2013地铁设计规范（S）

[2]设计接口文件

[3]工程经验总结