1、火车站的“四电”机房空调通风设计摘要：介绍了火车站“四电”机房的分类及其特点，空调通风设计与其他房间的不同之处，总结了一些站房“四电”机房内设备发热量及对应的设计数据。详细介绍了“四电”机房通风设计的特点，气体灭火后排风设计要求，平时与火灾的转换和控制要求。 关键词：火车站；“四电”机房；空调通风；气体灭火后排风 中图分类号：TU248 文献标识码： A 前言 火车站作为铁路系统的一部分，起着衔接、中转、指挥铁路运输等重要作用，更是一个城市的形象窗口。火车站设计的成功与否不仅在于外表，还在于内部的每个细节设计，本文所讨论的 “四电”机房空调通风设计就是不可忽视的细节设计之一。 “四电”机房对铁
2、路运输的指挥和安全保障起到至关重要的作用，而良好的空调和通风又是“四电”机房安全稳定运行的保障。本文对“四电”机房空调通风设计的特点、要点进行了分析和总结。 1 “四电”机房的分类及其特点 “四电”机房是指铁路站房通信、电力、信息、信号四大专业的相关机房。其中通信专业主要是指“通信机机械室” ；电力专业包括“电力远动间（或信息变电室） ”、 “变配电室” ；信息专业包括“信息电源室” 、“信息机房” 、 “信息总控室” 、 “信息配线间”等；信号专业包括“信号电源室” 、 “信号继电器室” 、 “信号计算机室” 、 “综合值班室（运转室） ”等。 “四电”机房全年运行每天 24 小时工作，室内
3、设备发热量大、散湿量小，防火要求严格，全年四季要求维持室内一定的温湿度范围1，对暖通空调设备的可靠性有着较高的要求。 2 “四电”机房的空调设计 2.1 室内设计参数 “四电”机房对室内温湿度、净高、地面、墙面等均有着一定的要求，对于空调通风设计而言，下面重点讨论室内温湿度的设计控制（见表 1）1。 表 1 “四电”机房室内设计参数 2.2 负荷计算 “四电”机房的空调负荷计算，除了按常规的方法计算围护结构的负荷外，还应着重考虑机房内设备的发热量，这些设备的发热量是其空调冷负荷的主要来源，准确把握设备的散热量才能有效的计算出机房的冷负荷，为空调设备选型提供可靠的依据。 下表是大同至西安线、合肥
4、至福州线部分站房的“四电”机房设备用电量和设备发热量的统计数据，当没有提供准确的发热量时，也可以按照 250350W/ m来估算。 表 2 “四电”机房设备用电量及发热量 说明：1.电力专业发热量由于站房规模不同，变压器容量不同而差异较大，故不作统计。 2.各机房发热量应以具体项目工艺专业提资为准，此表仅供参考。 2.3 空调设计 “四电”机房的特点是全年运行每天 24 小时工作，设备发热量大，空调通风设备也应保证不间断工作，且空调送风以大风量小温差为特点。一般的分体空调或多联空调是难以满足其要求的，风机盘管等带有水系统的空调方式也不宜在机房中使用，所以“四电”机房一般采用机房专用空调。由表
5、1 可知， “四电”机房对温湿度允许的波动范围较大，故不必采用精密的恒温恒湿空调，采用普通的机房专用空调即可。 为提高空调设备运行的可靠性，选型时应充分考虑设备之间的备用关系。一般单个机房内专用空调的数量不宜小于 2 台，各台空调独立运行，互为备用，当其中一台故障时，其余几台空调所提供的冷负荷不应小于总冷负荷的 70%。 “四电”机房内空调的气流组织是影响空调设计效果的关键因素，气流组织设计不当容易造成气流阻塞、冷热空气在房间上部混合、进入机柜的空气温度偏高，洁净度较差等后果。火车站“四电”机房可根据机柜的散热方式、散热量大小、机房大小及布置方式，采取不同的气流组织设计2-3： 1）下送上回的
6、气流组织形式。如图 1 所示，机房内一般铺设有防静电活动地板，架空地板净空一般为 300400mm，将架空层作为送风静压箱，送风由地板送风口分别送入各个冷通道，进入机柜给机组冷却降温后从对侧排出，热空气向上浮至房间上部，再集中回到机房空调机组。此气流组织设计方式将冷热空气分离，避免冷热空气在进入机柜前混合，能将较清洁的冷风第一时间送入机柜，提高了冷却降温的效率；由于利用活动地板作为送风口，风口可随意布置和增减，具有非常高的灵活性和扩容性。此方式适用于机柜侧进侧出或下进上出的散热方式，对于大中型机房效果较好。 2）侧上送侧下回的气流组织形式。如图 2 所示，机房空调上出风口设置导流风帽，在机房侧
7、上方向机柜送风，冷风下降至机柜区由机柜下方进入机柜进行冷却降温，热空气由机组上方排出，回流至机房空调机组。此气流组织设计是将机柜置于空调送风的回流区，此方式应使机柜的布置方向与气流的回流方向平行，防止气流阻塞。侧上送侧下回的缺点在于机柜内的热空气与空调机组的送风相互干扰混合，室内气流较为紊乱，送风距离有限，故只适用于室内设备简单，散热量不大，无需敷设送回风管道的小型机房。 “四电”机房一般不设置采暖，严寒地区等如冬季室内散热量不足以维持设计温度，则需在机房空调中增加电加热装置，冬季采用电加热空调方式采暖。 大多数地域的“四电”机房冬季不需加湿，特别干燥的地区或者工艺要求加湿的场所，应采用电极加
8、湿方式，加湿给水管应设有漏水检测报警装置，并应在管道入口处装切断阀，漏水时应自动切断给水。 图 1 下送上回空调原理图 图 2 侧上送侧下回空调原理图 3 “四电”机房的通风设计 “四电”机房应设置机械通风设施。一方面可以适时地排出室内污浊的空气，进行通风换气，另一方面在空调设备故障时或过渡季等可以辅助通风降温。 “四电”机房一般都采用气体灭火，由于气体灭火后需及时将灭火的有毒气体排出室外，故需设置气体灭火后排风设施4。 由以上两点可知， “四电”机房的通风系统应由平时的通风换气和火灾气体灭火后排风两套系统组成，在实际工程设计过程中，往往将两套系统合设为一套系统。如图 3 所示，选用平时排风兼
9、气体灭火后排风风机，此风机应为消防供电，以保证火灾后能正常启动。排风管穿越机房外墙时应设置 70电动防火阀，平时排风支管和气体灭火后排风支管上分别设置电动开关阀，各阀门的控制要求为：平时，70电动防火阀、平时排风支管电动开关阀开启，气体灭火后排风支管电动开关阀关闭；火灾时，机房门窗、所有风管阀门关闭并连锁送排风机关闭；火灾后，70电动防火阀、气体灭火后排风支管电动开关阀开启并连锁送排风机开启。当无自然通风条件时，应设置对应的送风系统，系统控制要求与排风系统对应。 图 3“四电”机房排风原理图图 4 气体灭火后排风口安装实例 “四电”机房通风系统的设计应注意以下几点： 1）气体灭火大多采用七氟丙
10、烷或者 CO2，此类气体密度都大于空气，灭火后该气体 往往聚集在房间下部，所以排风口应设置在房间下方，一般排风口下边缘距地 300mm400mm 之间（见图 3 和图 4） 。 2）气体灭火后排风的排风口设置应远离送风口和门口，防止送排风短路。 3）设置平时通风兼气体灭火后排风时，排风量宜按房间换气次数56 次/h 选取。 4）灭火系统与机房通风系统设计连锁控制，灭火前确保机房所有防火阀，电动开关阀都关闭，防止灭火气体泄漏。 5）各机房单独设置排风机，并采用消防供电，以提高使用的安全性和可靠性。 4 “四电”等相关机房暖通设计汇总 除“四电”主机房外，火车站还有一些相关的机房，如“接触网开关室
11、” 、 “防灾设备机房”等，在设计时对暖通专业均有着各自的特殊要求。为方便叙述和总结，便于以后查找借鉴，现将合肥至福州线“四电”机房等各类机房的暖通设计要求汇总如下表： 表 3 各类机房暖通设计要求汇总 说明： 1.表示必须设置的选项；表示若站房设有中央气体灭火系统，则设置气体灭火装置，否则不设；表示若机房有对外的百叶门或窗，满足自然进风时，可不设进风系统，否则应设进风系统。 2. “四电”机房气体灭火的设置与否应以给排水专业提资为准，本表只针对合肥至福州线部分站房，仅供其他站房参考。 5 小结 “四电”机房在火车站的暖通空调设计中虽算不上重点内容，但“四电”机房是铁路系统的中枢神经，优秀的暖
12、通空调设计对保障“四电”机房的安全稳定运行有着极其重要的作用。 “四电”机房暖通空调设计的关键因素在于以下几点： 1）除了围护结构的负荷计算外，还应着重考虑机房内设备的发热量。2）空调设备应选择安全可靠的产品，并考虑临时故障时的备用量。 3）进行合理正确的气流组织设计。 4）注意气体灭火后排风的风口布置。 5）明确平时、火灾、灭火后三种状态的转换和控制要求。 参考文献： 1 铁道第三勘察设计院集团有限公司.TB 10011-2012 铁路房屋建筑设计标准S. 北京：中国铁道出版 社，2012 2 中国电子工程设计院.GB 50174-2008 电子信息系统机房设计规范S.北京：中国计划出版社，2008 3 吴灵敏.IDC 机房空调设计浅析J.中国勘察设计，2008， （12）：55-58 4 公安部天津消防研究所.GB 50370-2005 气体灭火系统设计规范S.北京：中国计划出版社，2005
