关于高铁站站房暖通设计方案研究
时间：2022-11-05 08:00:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
近年来，我国进入新一轮经济快速发展期，而交通建设作为我国国民经济的桥梁，在其中起着至关重要的作用。高铁铁路站房是高铁建设必不可少的工程项目，而暖通设计同样是其中重要的设计项目。加强暖通设计，可以提高高铁站的使用性能，提高旅客舒适性，对我国交通事业发展和经济发展具有积极作用。
（2）冬小麦和夏玉米籽粒OP、BPA和NP质量分数分别为 0.77~25.33、1.36~543.67和140.39~446.16 μg·kg-1，果蔬 OP、BPA 和 NP 质量分数分别为 11.39~204.53、93.42~893.86和220.33~392.07 μg·kg-1，均以 BPA 和 NP 含量为主。参考欧盟和丹麦提出的人体可耐受每日摄入量，本研究中农产品BPA和NP含量均低于相应参考限值。
1.1 高铁站站房特征
结合高铁站运行需求和规律，总结了四点站房特征：
第一，高铁站站房运营时间长。除高铁站正常运营时间外，高铁站站房运营时间接近24h，即便是在工作人员检修排查期间，也正常运营
。
第二，高铁站站房空间大。高铁站站房一般由三个平面层组成，即出站层、站台层和高架层，各平面层高度一般为6～15m。通过建设较大空间，可以有效避免视线交叉阻碍现象发生
。
D8 FOCUS X射线衍射仪(德国布鲁克)。工作条件：CuKα射线；
Ni滤波；
电压为40kV；
电流为40mA；
LynxEye192位阵列探测器；
扫描步长(2θ)为0.01°；
扫描速度每步为0.1s；
波长为0.154nm。
（3）贵宾室空调系统
1.2 高铁站站房暖通设计的一般要求
地源热泵系统是目前常见的冷热源，在设置一层地源热泵期间，通常会选用数量适宜的中高温型地源热泵机组。其中单组地源热泵机组制冷作业时的制冷量、地源侧进出水温度和用户侧进出水温度分别是527.9kW、31℃、35℃、7℃和12℃
。制热作业时的制热量、地源侧进出水温度和用户侧进出水温度分别是512.5kW、9℃、5℃、50℃和45℃。在寒冷地区，冷热源一般采用城市热网+地源热泵机组的组合方式，在太阳能资源丰富的地区，冷热源一般采用太阳能供热+空调的方式
。与此同时，当存在合适地下水源，或是污水源时，优先使用水源热泵或是污水源热泵形式供热、供冷。
第二，分层控制。因站房内各区域划分明确，而不同区域内适宜温度要求不同，基础设施区域、贵宾区域等对温度要求不同，要求暖通设计做到分层控制，分区域控制。
高铁站站房暖通设计主要包括以下几部分内容，冷热源设计、供暖系统设计、空调系统设计、防排烟系统设计、通风系统设计等。
文运同国运相牵，文脉同国脉相连，文化自信是国家强大的表现。西方资产阶级之所以对其文化充满自信，与其强大的经济实力密不可分。反观中国近代史，由于国力的衰弱，一些同胞在中西文明的冲突中，对自己的文化逐渐丧失了信心。可见，国力的强大与否，在很大程度上影响着人们的文化心态。改革开放40年以来，我们创造了举世瞩目的成就。国家兴旺，必将带来文化兴盛，特别是党的十八大以来，党把建设社会主义文化强国摆到更加突出的位置，中华文化正迎来一个繁荣发展的黄金期。
2.1 冷热源设计
冷热源是高铁站站房暖通系统功能实现的核心。具体设计应兼顾当地实际气候特征、水文地质、能源结构和站房规模合理确定冷热源方式，再进行详细设计。本文中主要介绍的冷热源系统是风冷热泵系统和地源热泵系统
。与传统的燃油、锅炉等热源相比，无论是风冷系统，还是热泵系统，不仅不会产生一氧化碳等有毒有害气体，也降低了爆炸发生概率，使用安全性和稳定性较高。
上述最小化问题是一个非凸二次约束二次规划问题(non-convex Quadratically Constrained Quadratic Program,non-convex QCQP)[18]，可描述为，
风冷热泵系统是由风冷螺杆式冷水机组和供回水管道等组成，其主要功能是弥补地源热泵供冷量不足。具体应用时的额定制冷阐述和回水温度需结合实际设定。
第一，调节范围大。不同区域温度调节要求不同。高铁站站房面积大，候车厅、售票厅人员较多且出入较为频繁，导致站房内换热量较大且需24h 供应冷量及热量；
办公区人员相对较少且仅需8h 供应冷量及热量。基础设施房间例如机房中设备发热量较大，需设置精密空调。
2.2 供暖系统设计
依据高铁站站房结构和区域划分，不同区域内的供暖系统设计大不相同。候车厅供暖则主要以地板辐射供暖为主，辅以无风管远程空调机组。一般情况下，冬季站房候车厅采暖热负荷460kW，其中地板辐射接近350kW，剩余部分由空调系统提供
。而且使用地板热辐射采暖具有如下优点：（1）围护结构上层空间热损耗降低，供暖效率优于对流供暖；
（2）供暖区域温度梯度较低，供暖舒适性较高；
（3）室内空间无明显散热设备，不占用空间。
2.3 空调系统设计
结合我国高铁站建筑设计规范和标准可知，大部分高铁站站房集中空调都宜采用全空气分层空调方式，即空调系统送风口和回风口均设置在中下部区域，以实现节能。相关理论研究和大量实践证明，相较于全室空调，分层空调较前者可有效降低投资成本，尤其是在夏季供冷期间，可减少冷负荷接近30%。
例5.The most unforgettable women in the world wear Revlon.(Relvon)
候车厅、售票厅是高铁站站房的主要场所，也是人流密集地。考虑到经济性、适用性要求，空调系统一般采用低速、单风道全空气系统，同时分开设置空气处理机和热回收装置。而由于不同区域大小和结构特征的差异性，其送风系统设置也存在一定差异。整体来看，候车厅、售票厅等高架层气流组织形式是上送下回。而且候车厅、售票厅等高架层送风系统中安装了光解杀菌净化装置
。具体设计期间，为了保证高架层空调系统设计的合理性、有效性，可以利用BIM、CFD 等技术对高架层空间进行热环境模拟。
（2）办公室等房间空调系统
办公室等房间空调系统主要采用新风系统+风机盘管的组合，其中新风系统需要的冷热量主要是由排风热回收装置提供，且注意在寒冷地区内的排风热回收装置需要设置加热盘管。与此同时，由于售票室内未设置窗户，为此，可以采用全热型新风换气机。在安装作业时，尽可能地减少风口数量，并接入风机盘管出风口处，由合用风口送出。
第三，高铁站站房材料通透性好。为了降低能耗，高铁站站房通常采用通透性、透明性好的材料建设外墙。站内天窗、外窗、大面积玻璃幕墙时应用该种材料，不仅可以保证采光效果，也可以减少照明能耗，节约成本。
第四，高铁站人员密集。高铁站站房人员密集，尤其是节假日、休息日期间，候车大厅及售票厅人员密度不小于0.67 人/m
。
贵宾室空调系统温度调节精度要求较高，且需要独立于候车厅、售票室等进行控制。为此，贵宾室空调系统设计常采用新风系统+多联机的组合。其中新风主要由新风机组提供。与此同时，寒冷地区贵宾室空调系统常采用地板辐射供暖。
（4）基础设施房间空调系统
基础设施正常运行对房间内空气湿度、温度要求较高，尤其是信号电源屏室、通信联合机械室和信息机房等。而且其正常运行对空调运行时间、温度参数等要求也不一致。为此，基础设施房间空调系统常采用机房专用空调，实现独立、精密控制。
（1）候车厅、售票厅等高架层空调系统
2.4 防排烟系统设计
建筑防排烟设计要以“消防安全”为导向，在具体设计时要结合场地空间特征、使用功能和特殊消防要求进行个性化设计。排烟设计首先应划分防烟分区，每个防烟分区之间应根据空间高度设置挡烟垂壁。挡烟垂壁底部应距离楼板面或地面2m 及2m 以上。其次应确定排烟形式，目前常见的排烟形式有两种，其一是自然排烟方式，保证高铁站站房高架层吊顶上不与外界相通部分围护结构的有效开口面积大于等于地面面积的2%；
其二是顶部机械排烟。其次计算每个防烟分区所需的排烟量且保证每个防烟分区内的排烟量满足规范要求。根据排烟量设置排烟风口尺寸及数量。并应核对每个排烟风口的最大排烟量及排烟口间距。
2.5 通风系统设计
东方宇轩心中的一段衷曲，七圣固然是不知，但大家的心思，也是宽慰的，来万花谷修身向道，固然可喜，修道的同时，聚天下英才少年而教育之，也是人生的至乐。一时大家点头含笑，将慈爱赞许的目光投向袁安、李离、上官星雨，好像目光里都要沁出蜜来，将三人梅子一般渍在其中。上官星雨悄悄地吐着舌头，袁安、李离也是松了一口气。只是，劳驾十位师父，冲暑犯露，晚上来到高高的摘星楼上，点灯费油，难道就是要通知我们三个白天的调皮捣蛋，并非是作弊，现在可以回去安心睡觉了吗？
候车厅公共卫生间及其他区域卫生间设置机械排风，候车厅公共卫生间设置双速风机，按空调季和过渡季两档控制，空调季换气次数15 次/h，过渡季25 次/h，并设置厕位下排风系统；
其余卫生间通风换气次数10 次/h。变配变电所设智能温控轴流风机机械排风，机械排风通风量按消除室内设备发热量计算确定。消防泵房、配电间等设置机械排风排除室内余热余湿。通信机械室、信息机房等设置气体灭火房间，设置气体灭火事后排风系统，换气次数5 次/h，平时关闭，气灭后开启，排出有害气体，在走道及房间内明显的位置设置手动复位开关。
2.6 地源热泵地埋管系统设计
地源热泵可以通过输入少量的高品位能源（如电能）实现由低品位热能向高品位热能转移。通常情况下，地源热泵地埋管一般设置在站前，常用竖直双U 型系统，其埋管方式、直径、孔径、钻孔深度等需要结合实际情况。以廊坊高铁站站房为例，其设置孔径为150mm，孔间距为4.5m，钻孔深度为102m。同时使用风冷热泵机组进行补充，以实现埋管区域内土壤热平衡。
基于交通载荷作用下顶管顶力计算优化分析………………………………………王晓凡，张玉廷，白延杰（6.37）
除此之外，管网设计还应满足如下要求：（1）管道网铺设要求暖通和水电等各个作业密切合作，减少管道网铺设冲突；
（2）遵循“非重要管道避让重要管道”“小管避让大管”原则，进行设计；
（3）管网设计需满足消防要求。一方面，风管设计需使用不可燃材料，通风管机房、防火楼板处需要设置防火阀。另一方面，防火管道耐火极限应大于1.5h。
2.7 控制系统设计
控制系统主要由三部分组成，包括新风机组控制系统、空调机组控制系统和热泵主机控制系统。其中新风机组控制系统可实现冷热水阀和新风机组联锁，由送风温度变化控制冷热水电动调节阀流量。空调机组控制系统同样可以实现冷热水阀和新风机组连锁，具体可以通过排风热回收装置检测二氧化碳浓度，以控制新风送入、送出，再利用回风温度实现对冷热水电动调节阀的控制。而且冬天联锁控制下，如果新风机组停机，则需要保证热水阀开度维持在5%。
3.1 廊坊站站房
廊坊站站房建筑面积接近10 000m
，占地面积11 897m
，屋脊高度19.4m，地下1 层，地上2 层，建筑檐口高度为12.9m，一楼候车厅面积超3 000m
，候车大厅右侧设置贵宾室、售票厅、办公室和基础设施机房，左侧设置出站通道和配电间等。站房示意图如图1 所示，站房内暖通设计相关参数如表1 所示。
在冷热源设计时，使用风冷热泵系统+地源热泵系统等组合，其中风冷热泵系统设计使用风冷螺旋杆式冷水机组，用于补充地源热泵供冷。热泵系统设计2 台中高温型地源热泵机组，同时在地源侧设置变频水泵。在供暖系统设计时，以地板辐射为主，空调系统进行补充。在空调风系统设计时，在候车大厅等区域采用自动温控球形喷口两侧设置对吹送风，送风口设置在两侧，安装高度是4.35m，具体安装温控球形喷口，喷口直径为500mm，单个风量为2 500m
/h，进行对吹送风。回风口设置在候车大厅侧墙位置，同时在长度方向上的中间区域内安装16 台无风管控送风空调机组，送风量为3 000m
/h，用于弥补球形喷口不能覆盖的区域。售票厅区域同样采用自动温控球形喷口送风，同时设置风口高度为4.35m，回风口设置在侧墙下方。通风及防排烟系统设计时，在变电室、地源热泵间等室内设置机械送排风系统，在灭火系统防护区内同样设置机械排风系统，并将排风口设置在房间底部。同时在候车厅前后立面安装电动排烟窗，保证其满足2%的面积大小要求。在地源热泵地埋管系统设计时，通过岩土热响应测试发现，针对DN25 双U 型地埋管而言，其夏季每延伸1m 孔深，则其向地下释放热量为54～58W，其冬季每延伸1m 孔深，则其从地下提取热量为28～32W，可见，其适用于地源热泵。为此，在具体设计时，保证钻孔深度为102m，钻孔间距为4.5m，孔径为150mm。
华南师范大学教育技术学专业本科阶段的培养目标为：培养德、智、体、美全面发展，能够满足现代信息社会发展需要，掌握计算机专业基础知识，学习多媒体与网络技术，可以进行多媒体策划与制作、动画的设计、音视频的编辑、游戏设计、网络系统集成与管理等工作的高级应用性人才。
3.2 杭州西站站房
杭州西站是杭州新晋高铁站，位于浙江省杭州市余杭区境内。杭州西站总建筑面积大约为510 000m
，站房建筑面积大约为100 000m
，站场规模为11 台20 线。候车室使用铝镁锰金属屋面板面积为56 222m
，防水等级为一级，防水设计使用年限为30 年。站台面相对低面标高为14.5m，正线与到发线间距为7m，到发线间线间距为6.5m，临靠正线的站台宽度为12.95m，临靠到发线站台宽度为12m，基本站台宽度为15m。站内一共拥有9 层站房，其内部景观图如图2 所示。杭州西站站房在冷热源选择时，结合杭州气候、水文和空调实际符合等因素选择冰蓄冷+地埋管地热源泵的组合方式。其中冰蓄冷设计时在出站层的站线两侧分别设置2 个制冷机房，其中安装5 台盘管蓄冰装置，单台盘管蓄冰装置蓄冰量为2 960kWh。地埋管地热源泵则采用2 台螺旋式地源热泵机组，其中单台螺旋式地源热泵制冷量、制热量、夏季供回水温度、冬季供回水温度分别为1 420kW、1 500kW、6℃、13℃、46℃和40℃。空调风系统设计时，候车厅和售票厅均采用低速单风道全空气系统，夏季送风温度为17℃，冬季送风温度为25℃，进站大厅有无夹层区域分别采用旋流风口顶送风和喷口侧送分，采用变频控制。
随着国内高铁事业的发展，相关设计单位有必要及时树立先进设计理念，兼顾经济性、功能性、实用性等要求，合理进行暖通设计。同时加强对送风方式、供暖方式等相关研究，以期实现节能增效。
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