轨道交通工程中通风排烟系统稳定运行是地铁正常使用的基础，能够为出行人员、地铁列车及辅助设备营造良好的通风、温度环境，同时对火灾事故产生的烟雾进行排除处理，确保出行人员的生命财产安全。在轨道交通的建设过程中，通风排烟系统设备的选型、安装及运行是地铁正常运行必不可少的因素，由于该通风排烟系统能耗大，因此需要重视设备选型具体的校核计算，在保证地铁通风及排烟系统安全稳定运行情况下达到节能要求[1]。地铁的机电安装空间有限，风管尺寸较大，在选择风管材质时，在保证性能满足规范需求的前提下，应解决地铁机电管线多而杂、施工工期紧等问题。1工程背景苏州轨道交通S1线全长41.25 km，共设28座地下车站，西起唯亭站和东至花桥站与上海地铁11号线花桥站无缝对接换乘。地铁站均为地下两层岛式车站，地铁站和区间隧道均深埋地下。轨道交通工程中通风排烟系统是多系统构成的复合系统，各系统之间相互配合、协调运作，维持地铁内舒适的环境。地铁通风排烟系统包括车站和隧道通风排烟系统。地铁通风及排烟系统组成如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.04.008.F001图1地铁通风及排烟系统组成地铁地下空间提供给通风排烟系统利用的空间有限，正常通风排烟系统的管道断面尺寸较大，机房空间较小，布置难度大，地铁公共区域受吊顶空间限制，因此隧道通风排烟系统共用一个系统，满足防烟、排烟和正常通风的要求，并采取可靠的防火措施且应符合防烟、排烟系统所需达到的各项要求[2]。车站公共区域通风排烟系统在机房外共用风管，减少公共区域管线排布，满足吊顶需求。车站公共区域通风排烟系统原理如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.04.008.F002图2车站公共区域通风排烟系统原理2地铁通风排烟系统风机选型2.1风管风速校核在机电综合过程中，为了各管线在空间及吊顶限制下满足规范，需要合理调整风管尺寸。根据防烟分区计算所需排烟风量，校核风管风速是否满足规范要求，项目选用漂珠防排烟风管为非金属材料，管道设计风速应不大于15 m/s[3]。根据车站公共区负荷计算所需空调通风量，校核风管风速是否满足规范要求，主管风速不宜超过8 m/s[4]。在满足安装空间的需求时，要控制好风管风速，风管内的风速对通风及排烟系统的经济性具有较大影响。风管风速高，风管断面小，材料消耗少，建造费用相应也低；风速过高将使系统的压力损失增加，动力消耗增加，还可能加速管道的磨损；若设定流速低则压力损失小、动力消耗少，但会使风管断面增大，材料和建造费用增加。确认典型车站公共区通风排烟系统的主风管尺寸，回排风（排烟）主风管为2 000 mm×800 mm，回排风风速8.4 m/s，排烟风速10.4 m/s，送风主风管尺寸2 000 mm×1 000 mm，风速7.4 m/s。2.2风压校核根据风管实际的尺寸及走向，画出各系统轴测图；确定最不利环路，管道进行分段编号并标注各段风量、尺寸及长度等。确认计算原则，选取局阻系数；计算各管段的摩擦和局部压力损失，其中风管选用漂珠防排烟风管，粗糙度需要修正[5]。摩擦压力损失表达式：Pm=Rm·l （1）式中：Pm——长度摩擦压力损失（Pa）；l——管段长度（m）；Rm——摩擦压力损失（Pa/m）。管件（三通、弯头）局部压力损失∆Pj表达式：∆Pj=ζρυ22 （2）式中：ζ——局部阻力系数；υ——风管内空气的平均流速（m/s）；ρ——空气的密度（kg/m3）。计算各管段的摩擦和局部压力损失总和P：P=∑(Pm+∆Pj) （3）本项目并联管路通过风阀调节以达到压力平衡。根据不同系统，考虑设备富裕量，排烟风机风压考虑20%富裕量，回排风机及空调箱考虑10%富裕量。通过可靠的校核计算，对设备进行合理选型。典型车站中一台风机计算参数与选型参数对比如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.04.008.T001表1风机计算参数与选型参数对比项目参数项目参数编号SEF-A1选型风量/（m3/h）72 000设备名称排烟风机选型压力/Pa1 100计算风量/（m3/h）72 000设备功率/kW37机外余压/Pa1 040备注满足3地铁通风排烟系统风管材料选用及施工3.1风管材料选择地铁通风及排烟为共用风管，风管材料是可靠的防火材料，且符合防排烟系统所需达到的各项要求。因地铁管线多、施工工期短及地铁吊顶空间的限制，本项目采用新型材料漂珠防排烟风管，能够满足系统所需的防火功能，且具有高强度、耐久性、保温、隔音、耐腐蚀及环保等优异性能。在使用前对漂珠防排烟风管的耐火性能、燃烧性能、风管强度、严密性、漏风量、变形量、抗冲击性能、防凝露及比摩阻等性能进行检测[6]，检验合格后可以使用。3.2漂珠防排烟风管应用优势漂珠防排烟风管具有优异的防火性能及防结露性能，不需要外包防火板及保温，在地铁通风工程中优势明显。当列车通过时，站台层活塞风大，采用镀锌钢板加离心玻璃棉板易造成风管玻璃棉被活塞风吸走脱落，吸附到轨行区的接触网上，将造成严重的电气事故和重大的经济损失。与传统镀锌钢板加离心玻璃棉板相比，漂珠防排烟风管厚度小，现场施工能够有效利用管道安装空间，且风管安装后，外加离心玻璃棉板的操作空间有限或达不到预期的耐火性能要求，容易被后续施工的单位破坏且修复起来难度极大[7]。由于漂珠防排烟风管耐火极限可达3 h，风管穿过防火隔墙、楼板和防火墙时，穿越处风管上的防火阀、排烟防火阀两侧各2 m范围内不需要外加防火板，可满足耐火极限不低于该防火分隔体的耐火极限。在安装的过程中，不需要外包防火板及保温，降低了施工难度，节约了施工时间。漂珠防排烟风管具有较好的防潮性能，不易发霉或生长细菌，保证了材料的长久使用和卫生的环境。漂珠防排烟风管的色彩丰富多样，地铁吊顶大多镂空，可以满足各种装饰需求，出色的耐用性使其在长时间的使用过程中能够保持美观。3.3漂珠防排烟风管的施工漂珠防排烟风管是一体化装配式复合风管，结构形式为内层镀锌钢板保护层+漂珠硅酸钙板+外层镀锌钢板保护层。3.3.1漂珠防排烟风管施工要点风管加固采用楞筋、立筋、角钢、扁钢、加固筋和管内支撑等形式。当中压、高压系统风管管段长度大于1 250 mm时，应采取加固补强措施；高压系统风管的单咬口缝应采取防止咬口缝胀裂的加固或补强措施。风管采用割锯开口，开口尺寸要大于标定尺寸5 mm，开完口后使用U型口进行四边镶嵌，镶嵌后在镀锌钢板风管外侧固定U型口。风管与法兰连接前进行技术质量复核。将法兰套在风管上，管中心线与法兰平面垂直，固定风管与法兰，法兰短边与长边交接处与风管接触面切45°。风管与风管连接采用承插式连接，且应满足强度试验要求。3.3.2漂珠防排烟风管与镀锌钢板风管施工对比漂珠防排烟风管与镀锌钢板风管对比如表2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.04.008.T002表2漂珠防排烟风管与镀锌钢板风管对比项目漂珠防排烟风管镀锌钢板风管安装施工不需要进行保温和防火板施工，节约时间，降低难度，节省安装空间。需要进行保温和防火板施工，工序多，费人工。连接方式采用承插式连接，连接较为简单。采用角钢法兰连接，空间较小时，法兰螺丝无法紧固。工艺需要预加工，成品送到现场，需提前根据设计图纸及现场实际情况做好机电综合，避免影响工程进度。工艺成熟，可加工成任意形状。重复性如果风管安装中出现变更，原有风管可能报废。可重复利用，损耗少。4结语地铁通风及排烟系统中，设备的选型及风管的选材对系统能够安全稳定运行及节约能耗具有一定意义。设备的选型参数需要具有科学合理依据，正确的风机选型能够带来数倍的经济效益。在风管材质选择方面，与传统的镀锌钢板风管相比，漂珠防排烟风管在材料性能、制作安装及环保等方面具有明显的优势，在管线多工期紧的情况下，能够缩短施工工期。