地铁建设:地下城市的风水流转
城市地铁为居民出行带来方便和快捷。而暖通空调专业设计者,正通过研究地下的风流动、水流动、气压变动、噪声状况以及它们之间的联动,努力思考着如何通过技术和工艺的改进和创新,为居民创造出更舒适、更完美、更节能、更绿色的地下环境。在这里,风、水、电、气……一切都息息相关。动与静的转化中,蕴涵着人类在工程领域的大智慧。
江南西站——螺蛳壳里做道场
1998年,广州地铁2号线。
来自北京城建设计研究总院(现北京城建设计发展集团,下文简称北京城建总院)的地铁设计者正在为一个巨大的设计难题绞尽脑汁。江南西站——规划于广州海珠区江南西路与江南大道交叉路口的地铁站点,上面是鳞次栉比的高层建筑和商业中心。繁荣的氛围映衬出这里的经济活力,却为地铁设计工作带来了巨大障碍。经实地考查发现,车站的位置布满市政管道,走线异常繁杂,可用空间极其有限;工程不宜明挖或浅埋,施工涵洞不宜大……经过无数次比选,结构设计师决定用暗挖式工法进行地下结构施工。由于两侧上下行隧道间隔较宽,为了使车站规模更趋合理,他们确定在分离的行车隧道中布置侧式站台,将地铁暗挖隧道的洞孔直径缩小至极限,以保证中间部分最大限度地支撑路面,使江南大道交通保持畅通。有些部位还设置了站台间的联络通道,形成假岛式即分离式岛型车站。
上述方案降低了暗挖方案的施工难度及风险,有效节约了成本。不过,结构设计师的巧妙构想却给后期通风空调系统设计带来麻烦:洞区和站台区狭小窄仄,无法安置体型巨大的风道和空调箱。传统的设计经验无法实施,这让设计师们一筹莫展。
螺蛳壳里做道场,全靠创出新思维。结合国内外城市轨道交通建设和改造先例,经过研究,北京城建总院暖通空调小组设计人员决定,用一种全新模式解决江南西站通风空调系统的设计矛盾。简言之,他们利用空气—水空调系统原理,单独设置小的新风道、全新风道和排风道,与车站通风、排烟系统有机结合,构造出满足地下车站功能要求的新系统,从而达到正常通风、空调、火灾排烟三重功效的目的,成为新型的城市轨道交通通风空调系统 简称新型空气—水空调系统 。
据此,江南西站将全新系统的集中通风空调机房分散为若干小型机房。设计人员利用暗挖施工的拱形结构特点,巧妙地利用废弃的空间布置机房,将风机盘管布置在拱形结构上部和站台侧面的废弃空间;将空调冷水直接送入盘管,新风则通过专用风管送入车站。通风工况下,新风直接送入车站公共区;空调工况下,新风与回风混合后送入风机盘管进行冷处理,最后送入车站公共区。在此过程中,风机盘管的凝结水被引入行车隧道的排水明沟,通过蒸发冷却的方式达到降低隧道温度的目的。
这一设计最终减小通风空调机房面积约500平方米,车站结构断面从90平方米减小至50平方米,土建初投资节约300万元。2003年8月,该系统进行实际测试结果表明,车站空气环境的控制效果很好,全年运行费用比采用传统系统减少70多万元。
编辑:ljing
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