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(guī)劃引入地鐵、長途汽車、公交樞紐站,將建設(shè)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(nèi)首座按照站城融合一體化設(shè)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(shù)15 000人,高峰小時旅客發(fā)送量15 364人。站房主體地下一層、地面兩層,并在局部設(shè)夾層,建筑高度39.70 m。旅客站房地下一層為出站層,設(shè)置進站廳、出站廳及城市東西向聯(lián)系用中央通道、城市人行通道;地面一層為站臺層,東西兩側(cè)設(shè)置側(cè)站房并設(shè)夾層;地面二層為高架進站層,南北兩側(cè)設(shè)置商業(yè)夾層。

2站房空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

2.1空調(diào)設(shè)計標準

旅客站房地下層進站廳、售票廳、旅客服務(wù)用房、旅客公共衛(wèi)生間以及地上各層集散廳、售票廳、候車室、旅客服務(wù)用房、高架商業(yè)夾層、旅客公共衛(wèi)生間合設(shè)集中空調(diào),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(diào)系統(tǒng)設(shè)置局部降溫設(shè)施。旅客站房用通信、信息系統(tǒng)設(shè)備用房及10 kv配電所的控制室根據(jù)工藝要求設(shè)置工藝性空調(diào),采用機房專用空調(diào)。各區(qū)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(shè)多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng),分散布置的辦公管理用房設(shè)分體式空調(diào)器。

2.2集中空調(diào)冷源及空調(diào)水系統(tǒng)

該站房地處夏熱冬暖地區(qū),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(diào)區(qū)總面積141 100 m2,經(jīng)逐時冷負荷計算,總冷負荷為31 620 kw,空調(diào)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(diào)冷源側(cè)一般應(yīng)盡可能靠近空調(diào)集中負荷側(cè),但考慮到本站房冷源側(cè)所占面積大,以及為充分利用咽喉區(qū)的用地面積,本站房冷水機房設(shè)在南側(cè)咽喉區(qū),冷卻塔設(shè)于冷水機房屋面。咽喉區(qū)制冷機房距離站房主體約400 m,冷源側(cè)與負荷側(cè)距離較遠,若采用傳統(tǒng)的一級泵空調(diào)水系統(tǒng)和供回水溫度7/12℃的空調(diào)水系統(tǒng),系統(tǒng)輸配能耗勢必會較高,不符合節(jié)能減排的要求。

結(jié)合相關(guān)節(jié)能設(shè)計標準及類似項目設(shè)計經(jīng)驗,針對系統(tǒng)作用半徑大、設(shè)計水流阻力較高的大型工程,空調(diào)冷水宜采用變流量二級泵系統(tǒng)[1],因此,本站房空調(diào)水系統(tǒng)采用二級泵變流量系統(tǒng),冷水機組、負荷側(cè)均變流量運行。一級泵設(shè)于冷水機房內(nèi)且與冷水機組一一對應(yīng),變頻運行;二級泵設(shè)于南側(cè)地下停車場二次泵泵房內(nèi),末端分城市人行通道、南側(cè)站房、北側(cè)站房、旅客服務(wù)用房四套供回水管路,每套供水管路配套設(shè)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(shè)備阻力,二級泵負責各自回路中二級泵房分集水器到室內(nèi)空調(diào)末端供回水管道阻力及設(shè)備阻力。二次泵房分集水器之間設(shè)置旁通管及雙向流量傳感器,根據(jù)流量傳感器數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)一級泵運行頻率,實現(xiàn)一級泵、二級泵均衡運行?？照{(diào)水泵具體參數(shù)如表1所示。

此本站房空調(diào)水系統(tǒng)采用大溫差空調(diào)水系統(tǒng),空調(diào)冷凍水供回水溫度為6/13℃。相比傳統(tǒng)的空調(diào)冷凍水供回水溫度7/12℃,供回水溫差增大,從5℃變?yōu)?℃,在相同制冷量的情況下,空調(diào)水系統(tǒng)循環(huán)水量減少,水系統(tǒng)的運行費用也隨之減少。此外,空調(diào)供回水管道的管徑也會隨循環(huán)水量的減少而變小,一定程度上降低了初投資。本站房空調(diào)水系統(tǒng)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(shè);二次泵供回水管路室內(nèi)架空敷設(shè),高架層跨越軌行區(qū)的管道設(shè)置于高架候車層板下檢修管廊內(nèi)?？照{(diào)水系統(tǒng)原理圖如圖2所示。

2.3空調(diào)風系統(tǒng)

在節(jié)能減排的背景下,大溫差在空調(diào)水系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越多,且近年來的許多研究表明,大溫差對整個空調(diào)水系統(tǒng)而言具有一定的節(jié)能效果[2-5],因高架候車室、各集散廳、地下出站廳及中央通道等旅客公共活動區(qū)域采用全空氣系統(tǒng),根據(jù)建筑空間布局情況采用噴口側(cè)送風或頂送風方式。納入集中空調(diào)系統(tǒng)的地下南北側(cè)城市人行通道、旅客公共衛(wèi)生間、辦公管理用房均采用水-空氣系統(tǒng),室內(nèi)設(shè)置吊頂柜式空調(diào)器或風機盤管,無外窗的場所設(shè)置新風設(shè)施,氣流組織采用上送上回方式,旅客服務(wù)用房僅預(yù)留集中空調(diào)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(qū)域,也是旅客長時間逗留區(qū)域,其空調(diào)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(diào)設(shè)計是整個站房設(shè)計的重點。高架候車室室內(nèi)凈高21 m,空間高大,而旅客活動區(qū)一般是在2 m以下高度,候車室空調(diào)設(shè)計的主要目的是保證旅客活動區(qū)的舒適感,無須保證活動區(qū)上部空間的空調(diào)效果,而分層空調(diào)可以很好地達到這樣的效果。此外,與全室性空調(diào)方式相比,分層空調(diào)可節(jié)省冷量30%左右[1],能減少冷源和空調(diào)末端的容量,因此高架候車室采用分層空調(diào)在保證候車區(qū)空調(diào)效果的同時,也能實現(xiàn)節(jié)能減排的目標,并且能節(jié)省初投資。高架夾層南北兩側(cè)分別設(shè)置3個空調(diào)機房,內(nèi)設(shè)組合式空調(diào)機組和柜式空調(diào)器,服務(wù)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(jié)合座位設(shè)置兩列送風單元側(cè)送風,來保證候車區(qū)的空調(diào)效果,候車室全空氣系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)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(diào)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(yè)根據(jù)旅客活動區(qū)域吊頂空間盡可能高的原則,連廊板下裝修吊頂按緊貼結(jié)構(gòu)梁底敷設(shè)的原則進行設(shè)計,這給空調(diào)送風管的布置帶來了極大的困難。為保證建筑專業(yè)的凈高要求,需將空調(diào)送風管從梁底布置調(diào)整至梁窩內(nèi)布置,這將導(dǎo)致風管穿梁,結(jié)合相關(guān)項目設(shè)計經(jīng)驗,風管穿梁的案例少之又少,風管穿梁也給結(jié)構(gòu)專業(yè)的安全性驗證帶來了極大的挑戰(zhàn)。在設(shè)計過程中,經(jīng)與結(jié)構(gòu)專業(yè)密切配合,實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)梁上風管孔洞的預(yù)留(圖3),在保證室內(nèi)凈高的同時也解決了風管安裝問題,實現(xiàn)了梁窩空間的最大利用,這也將為日后項目設(shè)計中風管穿梁技術(shù)的應(yīng)用提供一定的參考。

3通風系統(tǒng)

衛(wèi)生間、污水泵房、氣體滅火防護區(qū)、變電所、會議室以及無外窗的辦公管理用房均需設(shè)置機械排風系統(tǒng),餐飲類旅服用房場所均預(yù)留排風管路接口,由承租人配套設(shè)置油煙凈化設(shè)施,油煙需經(jīng)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(shè)置防雨百葉進行排風。本站房面積大,排風量大,導(dǎo)致在外墻上需要設(shè)置的防雨百葉面積勢必很大?？紤]建筑外墻大部分為幕墻結(jié)構(gòu),幕墻上大面積設(shè)置防雨百葉風口對立面整體的美觀效果將產(chǎn)生極大的影響,因此,解決排風百葉與建筑立面結(jié)合的問題成為本站房通風設(shè)計的重難點。研究發(fā)現(xiàn),建筑專業(yè)在東西側(cè)站房外廊平臺設(shè)置有花壇,利用花壇作為排風亭將是解決站房內(nèi)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(nèi)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(nèi)排風從風室經(jīng)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(jù)排風需要作為排風亭,花壇頂板設(shè)置有通風效果的檢修蓋板,站房內(nèi)進入花壇的排風經(jīng)過該檢修蓋板排至室外?；▔敳克闹茉O(shè)置200 mm高擋水檻,且花壇底部設(shè)置排水設(shè)施,避免雨水進入風室,從而倒灌至風管進入站房內(nèi)。

4結(jié)束語

隨著高速鐵路的快速發(fā)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(fā)展,這也給站房設(shè)計提出了更高的要求。作為站房內(nèi)的能耗大戶,本站房空調(diào)系統(tǒng)突破傳統(tǒng)設(shè)計理念,采用二級泵變流量和大溫差兩大節(jié)能技術(shù),對降低空調(diào)系統(tǒng)能耗起到了很大的促進作用,符合節(jié)能減排的要求,為后續(xù)站房空調(diào)節(jié)能設(shè)計提供了一定的參考。風管穿梁技術(shù)在保證空間效果的同時,實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)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(xù)站房風管穿梁技術(shù)的應(yīng)用提供參考。排風口與建筑室外花壇的結(jié)合,最大程度減少了建筑外墻上防雨百葉的設(shè)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(xù)站房的通風出口設(shè)計提供一定的參考。