站房设计

2024-07-18

站房设计（精选七篇）

站房设计篇1

1 火车站站房建筑节能设计中存在的问题

我国传统的火车站站房设计中, 由于受用地面积等多种客观因素的限制, 其拥有较差的通风和采光条件;同时建筑只是单纯的应用单一的空调气流组织方式, 送风效果极差;其较大的外部窗墙比和较小的绿化和水体面积都促使站房建筑在使用过程中增大了能耗量。

1.1 通风与采光差

在通常状况下, 各大火车站的朝向都应当是坐南朝北的, 车站前会建设一个广场, 各火车站建筑应围绕这一广场进行布置, 站房的位置应正对广场。然而广厂周边的建筑会极大的影响到站房内部的热环境, 因此在对站房进行节能设计的过程中, 必须对周边建筑的设计及格局进行详细的考察, 只有这样才能够为站房内部提供更好的热环境。但是由于火车站附近用地相对紧张, 因此设计过程中就无法进行全面的考虑, 有些地区为了节省防火间距, 甚至将两大建筑勉强合为一体, 这就导致过小的山墙双侧间距无法满足通风和采光的要求, 站房内部的通风和采光需求全都靠电能等来进行, 极大的提高了能耗量[1]。

1.2 单一的空调气流组织方式

站房通常在设计过程中都拥有较高的层高和较大的室内空间, 大部分车站在室内送风的过程中都使用同一种方式, 即从天棚顶部开始沿着一侧墙壁向下进行。现阶段建筑内部空间较大的时候都会采用这种送风方式, 然而这种方式存在一定的弊端。如果从天棚顶部直接向下进行送风, 可以使内部的不同部位都接收到空气, 这种方式的缺陷在于由于车站的上部在空调区域之中, 就会造成较大的负荷和较高的能耗。这种单一的空调气流组织方式严重提高了能耗量[2]。

1.3 外部窗墙比大

现阶段我国大部分火车站站房都拥有较大的外部窗墙, 单层玻璃是其应用的主要玻璃种类, 进而无法针对不同的季节来进行有效调整以达到节能的要求。冬季时, 这种玻璃会极快的将内部的热量传递出去, 无法进行保温, 只能靠内部不停的制造热量来保持温度;夏季时, 日光极易穿透过去, 热量会快速传入内部。不同的季度当中, 空调和采暖的能耗都大大的增加[3]。

1.4 绿化及水体面积小

通常情况下, 火车站的位置都位于城市中心位置, 该区域具有人流量和交通量大的特点, 这样一来在建设过程中就会大面积使用硬质来铺地, 这就会导致火车站的周边绿化和水体的面积缩小。当夏季到来, 外部温度升温将会将大量的热量传递到站房建筑当中。以往条件下, 我国大部分地区在对人群进行疏散的过程中会使用广场, 这就导致广场的面积在城市的建设过程中逐渐扩大。并且, 相当一部分面积还会被公交车和社会车辆等来占用, 广场的负荷又一次被增加, 促使无法在广场处有效的进行水体、绿化的建设。

2 火车站站房建筑节能设计措施

近年来, 我国经济的不断进步给建筑行业提出了更高的要求, 不仅要充分使用先进建筑技术, 还应当达到节能环保的目的, 从而满足人们越来越高的生活质量要求。以下从三个方面展开对火车站站房节能设计措施的研究, 及自然通风、维护结构节能措施和建筑材料的选择。

2.1 自然通风

火车站站房在设计过程中, 通常以矩形、T形和圆形为主, 不同的外形将会导致其产生不同的气流涡旋位置。该区域和正压越大, 通风效果就会越好。所有形状的建筑当中, 圆形建筑拥有最小的涡旋区, 在不利于通风的条件下却能够有效的进行风压的抵抗。因此在站房的设计过程中应及时根据当地不同的地理和气候条件。同时越高的建筑物就拥有越小的进深, 此时如果面宽相对较大, 就会拥有较大的涡旋区, 能够顺利的进行通风。火车站站房拥有较多的楼层, 通风的加强设计应当将平面形式进行有效的确定。T形站房建筑能够拥有不同的矩形平面, 可以产生较大的气流涡旋, 产生良好的通风效果。在综合考虑当地具体情况的背景下, 设计师应当及时应用科学的平面形式[4]。

2.2 维护结构节能措施

新时期在进行站房节能设计的过程中, 要重视保温功能的实现。现阶段外墙外保温能够有效的实现其内保温和夹芯保温两种形式, 并在技术上解决了这两者无法解决的问题。外墙外保温具有较好的热工效果和较强的保温性能, 其成本低并且能够增加站房的使用周期。

在进行外墙外保温施工过程中, 需要黏贴聚苯板并将其钉挂在墙体外侧, 之后再将玻纤网布覆盖其上, 最后应用聚合物水泥沙浆将其表面笼罩起来;也可以粘贴岩棉板并将其钉挂在墙体外侧, 其上应以钢丝网覆盖, 最后用同样的聚合物水泥沙浆将其表面笼罩起来。过程中应注意使用不锈钢钉, 防止锈蚀现象的发生。

如果墙体的建造使用的是玻璃幕墙, 那么窗墙比、构造形式和玻璃的类型都将对其保温效果产生重要的影响, 所以在设计节能玻璃幕墙的过程中应按照以下原则进行:首先, 充分体现科学性。将各种客观限制性因素进行综合考虑, 并结合该材料的特点和性能等多个方面进行选材和构造。幕墙受当地的气候因素、站房建筑外形和自身材料的传热系数的综合影响;其次, 充分体现经济性。维护结构的建设过程中, 玻璃幕墙的建设通常只是建造的第一步, 因此建设过程中必须充分考虑到各种成本, 应以最低的成本达到最高的节能目标[5]。

2.3 选择适当的建筑材料

在建筑材料的选择过程中, 应在节约成本的基础上, 减少使用对建筑造型无作用的装饰构件;设计施工要努力实现装修、土建的结合, 这样一来, 在对建筑进行二次装修时, 既能够节省部分材料, 还能够不破坏原有结构, 施工时间和能耗量都会大大的减少和降低, 建筑垃圾和噪音污染减少;布置建筑平面时, 在特定空间要求以外, 应对其他空间地区应用隔断式设计, 如售票室和候车室等地, 这种设计更加灵活实用, 还能够节省大量的二次装修材料, 减少浪费;材料的选择应精确按照国家有害物质含量标准来进行, 保证所用材料能够符合要求, 例如可以应用人造石材来取代天然石材, 从而减少放射性。

3 结论

综上所述, 本文对火车站站房建筑的节能设计进行了详细的分析, 针对传统站房建筑设计中通风和采光差、空调气流组织方式、外部墙比和绿化及水体问题等的分析, 指出要想实现这一建筑的节能设计就需要结合建筑实际情况, 选择现代节能材料、实现系统化设计, 以充分发挥建筑各部分的节能功效, 提升火车站站房节能效果。为铁路客运站实现现代建筑节能化设计, 推动我国建筑朝着绿色化方向发展, 最终为促进我国建筑行业的稳步发展奠定基础。

参考文献

[1]周燕来.夏热冬冷地区大中型铁路客运站站房建筑节能设计方法研究[D].西南交通大学, 2008.

[2]吴迪, 刘丛红.寒冷气候区火车站用能特点及节能潜力分析[A].中国城市科学研究会、中国绿色建筑与节能专业委员会、中国生态城市研究专业委员会.第十一届国际绿色建筑与建筑节能大会暨新技术与产品博览会论文集——S11供热计量改革与建筑节能[C].中国城市科学研究会、中国绿色建筑与节能专业委员会、中国生态城市研究专业委员会:, 2015∶5.

[3]王景昱.重庆市公共建筑节能75%设计技术路线及冷源系统节能指标研究[D].重庆大学, 2012.

[4]杨晓华.住宅建筑节能设计探讨——汉中青龙关小区的建筑节能设计[J].陕西建筑与建材, 2004, 09∶7-8.

铁路沿线车站站房系统化设计研究篇2

近些年来，伴随着中国高速铁路事业的蓬勃发展，铁路旅客车站处于大规模建设的黄金机遇期，越来越多的铁路车站出现在了我们的眼前。一条铁路沿线的站房设计，多则十几座，少则五六座，在设计中我们通过归纳总结设计方法，突出体现地方特色，设计出以人为本、符合时代特征、地域特征的车站是我们主要研究的方向。

铁路车站全线系统化、整体化设计是要以树立整条线的完整形象，服务于铁路、城市形象的建设为目标。车站全线系统化设计应该是符合全线整体基本风格特点，同时结合地方特色的产物。使全线标准化与各站个性化相结合的设计思想贯彻设计始终，既保证车站风格整体的统一性，又有地方特色的多样性、可识别性。使宏观设计以现代、高效、明快的设计理念为基调，进而深化体现以人为本，广义化的独特地域文化内涵。

2 系统化设计原则

我们对车站的系统化设计研究包括:总体设计风格及理念确定、总平面设计、车站站型确定、车站平面设计、立面造型设计、剖面设计、站场跨线设施、站台雨棚每个方面都有所研究及控制，使之形成一个完整的系统化设计成果，指导整条铁路沿线车站的设计工作。

3 铁路车站整体规划设计原则

铁路车站的选址，在初期主要是结合铁路线路的走向，车场的设计位置，结合地方要求，初步选定建设位置的。这就需要建筑师，以构建一流的城市综合交通体系为目标，以铁路客站为中心，结合整个车站的区域规划，考虑未来发展，科学规划广场、公路客运、城市公共交通、出租以及社会车辆、邮政信息等等各种交通设施和相关配套设施，做到布局合理、功能完善、流线有序、方便换乘。

综合考虑铁路、公路、城市公共交通、出租等多种交通方式之间的换乘关系，统筹设计枢纽内外交通组织，对周边道路网提出优化、完善建议，建立站区道路与城市交通网络的有机衔接，形成顺畅、便捷、完备的车站周边道路系统，使进出站的人流、车流能够快速集散。

结合规划的条件，合理确定站区内各功能分区的用地容量，处理好车站与周边的用地关系。本着合理布局、节约用地的原则，兼顾社会、经济、环境三大效益，确定合理的土地开发强度以及环境容量。

4 车站规模及站型确定

结合铁路车场轨顶设计标高、地方规划条件及车站的批复规模，我们设计一般将站台标高高于城市广场3 m～5 m的情况，设计为线平侧式站房;站台标高高于城市广场6 m以上的，设计为线下侧式站房;站台标高低于城市广场标高的，按线上侧式站房设计。对于特殊规划条件及车站规模，还需结合实际情况分析站型设计。

5 站前广场设计

对于站前广场设计，结合车站选址、周边道路情况等等规划条件，站前广场设计一般均与站房10 m～15 m站前平台相连接，布局与站房中心对称，中间为人行广场。站前平台伸向两侧车场，实现人车分流。人行广场两侧设计有社会车上客区以及出租车落客平台，其余均为广场铺地、绿化、小品以及可供旅客休息的休闲座椅，为旅客创造了一个干净、美丽、轻松的环境。广场两侧其余地块规划为以住宿、餐饮、办公为主的商业开发项目(如图1所示)。

左侧靠近站房一侧为社会车停车场以及内部工作人员的停车位、贵宾停车位，社会车上客区紧邻站前平台，最大程度方便旅客换乘;贵宾车位及内部车位靠近贵宾候车室入口与车站办公入口，方便进出。长途车车场位于社会车车场的南侧(可以考虑预留)。

右侧靠近站房一侧为公交车车场;外侧为出租车待车场。出租车上客区紧邻站前平台，最大程度方便旅客下上。

站区的规划设计以车站建筑为中心，规划设计中为突出车站建筑的重要地位，其余生产、生活用房遵循集中综合布置的原则，布置在靠近车场一侧，位置尽量隐蔽，不影响车站及广场的整体景观效果。

进入车站的长途车、社会车、出租车、公交车等车辆均由城市道路进入站前规划路，根据各自停车场位置分别右转进入各自停车区及落客、上客区，再由各自停车区经由出站通路，到站前干道驶出车站范围。各种车流组织有序，互不干扰。

贵宾车道位于站房南北两侧，贵宾车流经站前路驶入贵宾车道，停靠在站房右侧专用停车区，落客后可经站房北侧地面通道离开，贵宾车辆还可经由贴近基本站台一侧坡道，由一侧坡道驶入基本站台，由另一侧坡道驶离车站。

铁路车站作为现代交通建筑，设计除了在功能上最大限度的方便旅客，满足铁路客运组织外，同时还应从城市规划入手，与城市整体形象的风格一致，体现建筑的地域识别性、文化性以及时代性。车站内空间与功能应是城市广场的一个延续，是城市功能的有机组成部分。铁路车站设计应该快捷、高效、舒适，处处体现以人为本的设计理念，体现城市的地域文化特征以及城市的时代面貌。

6 站房平面功能及流线设计

本着以旅客为核心，体现“以人为本，以流线为主线”的基本理念。根据车站采用站型、规模的不同，我们对于线侧式站房可以将平面设计大致分为两种主要类型进行研究设计。分别为10 000 m2及以上规模;10 000 m2以下规模。

平面功能分区主要可以分为三个区域:中间候车区与进站区，根据规模不同，候车区可以分为基本站台候车区及中间站台候车区。

右侧功能一般为售票厅、贵宾候车室及通信信号设备用房。左侧功能一般为出站厅、旅客服务用房以及变配电设备暖通设备用房(如图2所示)，上层布置有车站办公用房(如图3所示)。根据实际情况，还可以增加行包、公安派出所、间休等生活管理用房。

7 剖面设计

根据站房平面功能的设计分区，站房剖面高度也是需要有所区别的。

站房中央区域候车厅高度应根据站房立面设计的需要，单层候车厅室内净高一般不小于10 m。设置有两层候车厅的车站，1层候车厅原则不小于6.5 m,2层候车厅的室内净高一般不小于9 m。

售票厅、出站厅及1层旅服用房层高9 m，净高可以控制在6.6 m(吊顶下)。东西两侧办公、设备附属用房，1层、夹层层高为4.5 m，净高3.3 m;2层层高为5.4 m，净高3.6 m。

8 立面总体设计风格及理念确定

车站作为一个城市的门户，应该充分体现出该城市的地理地域文化特征。铁路沿线所经地区为我国经济较为发达地区，而且各地区具有不同的历史背景与文化特征。在设计中能够挖掘该地区的地域文化特征，并能够运用现代建筑设计手法对地理文化特征加以体现，将使高速铁路站房设计达到较高的境界。

设计结合车站所在地区及地域特点、经济社会情况，完成设计方案。下面通过举例来说明，该铁路沿线位于我国新兴的沿海城市，共设置六座车站，我们采用两种不同风格和线索作为我们设计的主题:现代篇与地域篇(见图4，图5)。

现代篇设计风格主要取材于沿线城市均位于沿海地区，是经济蓬勃发展的新兴海港城市的特点;同时考虑地处寒冷地区的气候特点，采用大面积实体幕墙和简洁的玻璃幕墙相结合的设计手法。突出表现出全线整体风格为稳重、大气、具有时代气息。

地域篇设计风格主要取材于车站所在地区的文化、历史以及纪念性建筑等等具有地方特色的元素;同时应考虑地处寒冷地区的气候特点，采用大面积实体墙面与简洁的玻璃幕墙相结合的设计手法，突出表现出全线整体立面风格为厚重、大气、具有地域文化气息。

9 跨线设施及站台雨棚设计

跨线设施包括旅客地道及天桥。根据站型与站房规模及进出站方式的不同，我们合理设计跨线设施。

根据设计确定车站的站型，原则上不足5 000 m2的线侧平式、线侧下式站房不设置高架进站天桥，统一利用地道进、出站，这样可以保证站台整洁美观的效果。站房规模较大的(10 000 m2及以上规模)，候车空间应分为两层设置，因此基本站台平进，中间站台采用2层候车，天桥进站、地道出站的客流组织形式。线侧上式站房设置高架进站天桥，满足进、出站要求。

站台雨棚设计结合站台宽度及铁路运输性质，在站台立柱处可以采用Y型钢结构或混凝土雨棚，在有地道及天桥出入口处采用H型钢结构或混凝土雨棚。

1 0 结语

以上总结归纳了铁路车站全线系统化、整体化设计过程中的一些设计原则与设计方法，希望可以在整条铁路沿线车站设计中起到一定的指导作用。

摘要：阐述了铁路车站全线系统化、整体化设计的原则,从总体设计风格、车站平面设计、立面造型设计站台雨棚等方面进行了探讨,从而形成了一个完整的系统化设计成果,对整条铁路沿线车站的设计工作具有一定的指导作用。

关键词：系统化,整体化,原则,设计

参考文献

[1]GB50226-2007(2011年版),铁路旅客车站建筑设计规范[S].

站房设计篇3

随着我国高速铁路的快速建设, 铁路大型枢纽一般会新建或扩建适合高铁运营需要的客运站房。这些站房规模都比较大, 建筑质量也比较高。由于新建站房普遍采用钢筋框架结构和新型墙体材料, 对无线电波有较强的屏蔽和吸收效果, 造成GSM-R信号在传输过程中产生较大的衰耗, 在站房内及站房地下建筑物 (地下中转大厅、出站通道等) 内形成了无线通信的盲区和阴影区, 导致这些区域出现单向通话或通话时断时续, 甚至不在服务区的现象, 影响了车站值班员和维修人员的正常使用, 在一定程度上危害铁路运营安全。因此需要在大型站房设计GSM-R室内覆盖系统, 解决站房内的覆盖和通话问题。

我国GSM-R网络只有4 MHz频率, 共19个频点, 而大型车站所在的枢纽地区话务量较大, GSM-R频率资源紧缺严重制约这些区域的系统容量, 给枢纽地区的频率规划带来极大的困难。因此需要确定合理的大型站房室内覆盖方案, 提高频率资源的使用效率。

目前一般在面积大于1万m2的站房新设GSM-R室内覆盖系统。

2 GSM-R室内覆盖系统方案

铁路大型站房GSM-R室内覆盖系统由信号源和信号分布系统两部分组成, 根据信号源的不同, 主要有以下3个设计方案。

2.1 微蜂窝有线接入 (方案1)

室内新建微蜂窝基站作为信号源 (见图1) 。根据站房的面积和结构, 该方案需要配置一定数量的光纤直放站近端机和远端机。

方案1的优点:微蜂窝基站能分担室外宏蜂窝覆盖基站的话务量, 增加网络容量, 且对室外宏蜂窝基站干扰小。其缺点是要为微蜂窝基站配置相应的传输和电源系统, 解决基站至交换机间的传输通道, 投资比较大。另外, 在车站进出口处需做宏蜂窝和微蜂窝的切换, 网络优化指标要求较高。

2.2 宏蜂窝无线接入 (方案2)

在室外基站容量富余的情况下, 室内新建射频直放系统, 通过施主天线接收室外宏蜂窝大站射频信号, 经放大后转发至室内天线阵, 覆盖室内弱场区 (见图2) 。

方案2对室外基站影响小, 不需要专用的传输通道引入, 但是通过空中接口接收室外大站信号, 信源不稳定, 易受干扰, 可靠性低, 因此目前铁路站房的室内覆盖基本不采用此方式。

2.3 宏蜂窝有线接入 (方案3)

在室外基站容量富余的情况下, 在基站所在处设置光纤直放站近端机, 在站房内的通信机械室或弱电设备间设置一定数量的光纤直放站远端机, 由此将室外信号引入室内的覆盖盲区 (见图3) 。

方案3成本较方案1低, 施工方便, 避免了室内覆盖与站场覆盖小区切换带来的影响, 缺点是光纤直放站会降低基站的接收灵敏度, 减小基站的覆盖范围。

目前, 全路已GSM-R做室内覆盖的站房都采用方案1或方案3。

3 信号源设计

方案1和方案3的主要区别在于信号源不同, 即新设基站与正线共用基站。信号源的选择应该从站房室内用户的业务量推算出相关的信道需求, 进而决定是否新设基站。

室内覆盖系统的用户主要有:车站值班员、运营管理人员、通信检修人员、信号检修人员和供电、电力检修人员等。根据目前铁路局GSM-R网络数据维护报表分析可知, 一个省会、直辖市或路局所在地的大型站房约有50个用户, 具体分类见表1。

3.1 新设基站信道需求

站房室内GSM-R覆盖系统新设基站专门给站房室内用户使用, 车站停靠的列车及其用户使用正线的基站。为避免列车、用户误切换, 正线基站与室内覆盖基站只做单向切换关系, 即室内用户可以切换到正线基站, 室外用户不能从正线基站切换到室内覆盖的基站。新设室内覆盖基站的载频配置应根据站房话务量需求确定。

《GSM-R数字移动通信系统工程设计暂行规定》对车站地区移动用户忙时话务量规定见表2。

根据表2推算出站房室内用户忙时话务总量为:

根据《GSM-R数字移动通信系统工程设计暂行规定》, GSM-R无线信道呼损应不大于0.5%。查爱尔兰B表可知, 站房室内覆盖系统新设基站时需要有12个业务信道。2载频基站能提供15个业务信道、1个控制信道, 即站房室内覆盖系统新设2载频基站才可满足室内用户业务需求。

车站室外用户的忙时话务量需要根据车站的大小规模而定。设铁路大型车站忙时有8列列车停靠, 2列列车通过。

车站通过列车忙时话务量为:

车站停靠列车忙时话务量为:

车站室外用户的忙时话务总量为:

设呼损率为0.5%, 查爱尔兰B表可知, 车站室外用户语音业务需要有12个业务信道。

对于CTCS-3级列控业务, 设同一时间在车站内有10列CTCS-3级列控系统的列车与地面RBC通信, 则需要10个业务信道。

车站室外用户共需要22个业务信道, 再加上1个控制信道, 1个GPRS信道, 则覆盖车站的室外基站至少应配置3载频。

3.2 共用基站信道需求

站房室内覆盖系统与正线共用基站时, 车站的忙时话务总量为室内覆盖用户忙时话务量加上车站停靠、通过列车及其用户的忙时话务量。

根据2.1节的分析, 在同样的设定条件下, 共用基站时车站的忙时话务总量为:

设呼损率为0.5%, 查爱尔兰B表可知, 站房室内覆盖系统与正线共用基站时语音业务需要有19个业务信道。对于CTCS-3级列控业务, 也需要10个业务信道。

以上29个信道, 再加上2个控制信道和1个GPRS信道, 共计需要32个信道。即站房室内覆盖系统与正线共用基站时, 共用基站应为4载频。

以上分析仅对较大型站房粗略估算, 在实际设计中, 应根据车站的实际情况和规模, 合理估算站房室内覆盖和车站站场通信的信道需求, 进而明确共用基站的载频配置。

3.3 方案对比及建议

室内覆盖新设基站时, 室内用户和室外用户共需要5个载频, 频率使用率低, 也增加了频率规划的难度。为了保证新设基站尽可能吸收话务, 同时保证小区边界通话的连续性, 必须设置好小区重选和切换参数, 以避免停靠和通过列车误切换和重选。做系统设计时, 应严格控制室内覆盖基站的信号强度, 避免对正线其他基站形成干扰。新设基站需要相应的传输系统, 因此投资也较高。

室内覆盖与正线共用基站需要4个载频, 频率利用率较新设基站高, 基站也无需特殊的参数设置, 室内信号泄露不会对其他基站造成影响, 投资也比较低。缺点是站房内用户较多时会占用外部站场的业务信道, 导致站场话务拥塞率提高, 降低了调度通信的可靠性。

从频率利用率、基站设置、频率规划和投资方面对2个方案的对比分析见表3。

根据以上分析, 建议室内覆盖系统与正线共用基站。但需要说明的是, 因为枢纽地区情况复杂, 有的枢纽地区两个大型车站相距较近, 如沈阳站和沈阳北站仅相距3.8 km, 这2个站之间还有皇姑屯站, GSM-R有限的频率资源根本不能满足3个车站各4载频的规划, 还需要考虑新设室内覆盖基站的方案。

4 信号分布系统设计

信号分布系统的设计主要是选择合适的馈线、耦合器、功分器和天线, 使得GSM-R信号覆盖站房内部尽可能多的地方, 同时天线的功率要满足国家《电磁辐射防护规定》 (GB 8702—1988) 和《环境电磁卫生标准》 (GB 9175—1988) 的要求。

以共用基站为例, 信号分布系统的设计以信号源所处位置为中心, 应先找通信机械室或弱电设备间, 确定每个直放站远端机的位置及覆盖区域。再分别对每个远端机覆盖区域的实际情况确定天线的布放位置和类型, 根据覆盖距离估算单个天线需要的入口功率, 确定天线的布放和馈线的路由, 计算该区域的总功率要求, 确定系统的结构。整个方案以最少的天线数目、最少的有源器件达到最佳的覆盖效果为目的。同时应考虑到特殊区域的特殊覆盖方式, 如高架候车厅顶棚不能安装天线, 要考虑选择壁挂天线或美化天线等。

4.1 理论分析

根据ITU-R P.138室内覆盖模型和Keenan-Motley室内传播模型, 结合工程设计和测试经验, 在铁路大型站房可以使用以下模型来预测天线的覆盖范围。

式中:f为频率, MHz;n为室内路径损耗因子, 取值为3.14;d为移动台到天线的距离, m;Lf为穿过一面墙的损耗;x为隔墙的数量, 根据经验, GSM-R网络的信号穿过一层普通砖墙约损耗8～10 dB, 穿过钢筋承重墙约损耗15～25 dB;Xδ为慢衰落余量, 取值与覆盖概率要求和室内慢衰落标准差有关, 一般取6 dB。

根据公式 (5) , 可以计算出, 设一个吸顶全向天线出口功率为10 dBm时, 相隔一道普通墙, 离天线15 m的地方, 无线信号边缘场强为:

4.2 馈线选型

馈线的选型根据最后各个天线入口功率而定。建议主干路馈线先采用1/2馈线 (每百米损耗7.3 dB) 设计, 若最后天线入口功率不能满足覆盖的要求, 再考虑将主干路馈线部分或全部换为7/8 (每百米损耗4.5 dB) 馈线, 7/8馈线主要用于长距离信号传输。室内覆盖系统在站房大部分区域与铁路信息专业合用槽道, 只有在无信息槽道时才专门布设走线槽。

4.3 漏泄同轴电缆

漏泄同轴电缆可有效减小信号阴影及遮挡, 且信号波动范围小。在一些狭长覆盖区域, 如地下通道, 可采取漏泄同轴电缆进行覆盖。需要说明的是, 漏泄同轴电缆的成本较高, 同时挂在地下通道的墙壁上也破坏了站房的整体环境, 而顶棚能否挂设也受房建和施工的影响, 所以实际设计中大型站房室内覆盖使用漏泄同轴电缆的情况较少。

4.4 天线选型

天线是室内覆盖系统最后的环节, 选用的天线是否合适直接影响无线信号的覆盖质量及站房整体环境。大型站房室内覆盖系统最常用的天线是全向吸顶天线, 主要用于站房内办公区域覆盖。其次是定向吸顶天线, 主要用于解决狭长通道或电梯间的覆盖问题。

根据公网室内覆盖经验, 对于一些不具备吊挂吸顶天线的地方要考虑安装壁挂天线。室内壁挂天线主要用于室内防信号外泄;八木天线、对数周期天线主要用于电梯内覆盖。

对于新设基站的室内覆盖系统, 一般在站房入口处布设天线, 以保证室内覆盖系统的基站与室外基站正常切换, 控制切换区域, 同时防止信号泄漏到室外, 造成干扰。

随着人们对电磁辐射的关注, 在铁路站房旅客较多的候车厅、售票厅和出站通道等地方也需要考虑布设美化天线, 或者与房建专业协调做一些伪装的设备来遮挡天线, 提高旅客和铁路用户的满意度。

5 需要进一步研究的方案

GSM-R网络4 MHz的频率资源制约了枢纽地区的频率规划。对于枢纽车站站房的室内覆盖系统来说, 有2个解决频率资源不足问题的方案值得研究。 (1) 新设室内覆盖基站时, 在部分枢纽地区, 可以将室内覆盖基站的频率设为与正线某小区的频率相同或相邻, 但该小区必须要与车站相隔至少2个小区, 同时要防止室内覆盖的信号泄露对对正线基站造成干扰。 (2) 当室内覆盖与正线共用基站时, 是否可以设定CTCS-3级列控系统的呼叫为高优先级, 这样在频率资源被占满的情况下, CTCS-3级列控系统列车可以强拆低优先级的呼叫, 保证列车的安全运营。

6 结束语

随着当前我国高速铁路的大面积建设, 需要做室内覆盖的大型站房将会越来越多。室内覆盖系统设计方案是否合理在一定程度上影响铁路的安全运营, 尤其对于要求高安全性和高可靠性的铁路通信网络更是如此。铁路大型站房所处的枢纽区域环境复杂, 应根据站房所处的环境, 因地制宜地设计合理的室内覆盖系统方案, 以达到既能覆盖站房内部关键区域又不影响正线行车的目的。

参考文献

[1]铁道部工程设计鉴定中心, 北京全路通信信号研究设计院.中国铁路GSM-R移动通信系统设计指南[M].北京:中国铁道出版社, 2008

[2]铁建设[2007]92号GSM-R数字移动通信系统工程设计暂行规定[S]

[3]华为技术有限公司.室内覆盖设计技术, 2009

[4]马君.铁路客运专线GSM-R室内覆盖系统的设计应用[J].中国铁路, 2009 (7)

站房设计篇4

鄂尔多斯站站房工程设计耐久年限为100年,结构安全等级I级,耐火等级I级。为确保防水施工效果,首先应该做好防水设计工作,合理选取防水卷材。从而有效指导后续工程施工,保证站房工程的防水效果。

出站层防水设计对策。包括底板与墙板的防水施工,要防止地下室外侧承压水和出站通道的清洗水渗入,确保出站层防水施工效果。底板用2mm厚聚氨酯防水涂料,墙板和底板外侧用3mm厚自粘型防水卷材。

2 防水施工对策

站房工程防水施工主要包括出站层底板、墙板外侧防水、轨道层面防水。为确保防水施工效果,根据不同部位的防水施工要求,分别采用相应的防水卷材。该工程出站层底板和墙板外侧防水采用自粘型防水卷材,轨道层面防水采用高聚物改性沥青防水卷材。下面将结合该工程实例,介绍相应的防水施工对策。

2.1 自粘型防水卷材施工对策

出站层底板、墙板外侧采用自粘型防水卷材,主要施工内容包括找平层、防水卷材、保护层,其中最为关键的内容是防水卷材施工。该站房工程施工中,施工单位综合采取以下对策,以达到提高结构防水施工效果的目的。

2.1.1 基层处理

防水施工前必须清理基层,让卷材粘贴牢固,避免出现松动现象,保证防水施工效果。清理地板垫层与混凝土表面,将砂浆疙瘩等突起物铲除,用1:2.5水泥砂浆内掺40%封口胶修整基层剥落、起砂、裂缝现象,用砂纸和清洁剂清除油污和铁锈,用填充料和密封胶处理宽度大于1.5mm的缝隙。保证基层干净、整洁,不存在杂物或垃圾,为后续施工创造条件。

2.1.2 防水附加层施工

底板垫层承台与转角等阴阳角处涂刷防水附加层,厚1.5mm,宽500mm。并且涂刷应该仔细,保证厚度均匀。常用自粘型密封胶带或聚氨酯防水涂膜,通常涂膜施工完成,等24h完全固化之后,才能铺贴防水卷材。

2.1.3 基层处理剂涂刷

基层修补完成且清理干净,含水率小于9%时,用滚刷和刷子涂刷基层处理剂,干燥1h至无粘性即可铺贴卷材。并且处理剂涂刷12h内必须进行卷材铺贴施工,超过12h仍未铺贴卷材的,需重新涂刷基层处理剂。

2.1.4 防水卷材的铺贴

为提高铺贴施工效果,防止卷曲现象发生,采用一边撕保护纸,一边推铺卷材的方式。重视搭接部位施工质量控制,电吹风加热后再用压辊压实,保证搭接处粘结牢固。卷材搭接长度控制在65～150mm之间为宜,长边搭接65mm,短边搭接150mm。用压辊压实,避免出现卷曲现象,确保压实施工到位,保证搭接部位的施工质量。平立面卷材铺贴时,按照自下而上的顺序进行,铺贴时不能将卷材拉得过紧,预防空鼓、粘贴不牢现象发生,保证施工效果。并尽量减少卷材短边搭接,重视卷材与墙板基层、侧墙处理工作,重视孔隙修复和基层处理工作,合理铺贴防水卷材,提高处理水平。

2.1.5 淋水试验

防水层施工完成后,封堵墙面所有洞口,进行连续24h淋水试验。然后全面仔细检查,确保不会出现渗漏现象。办理隐检手续,对出现的质量缺陷及时修复和处理,直至合格为止,进入下一道工序施工。

2.1.6 防水保护层施工

底板防水卷材铺贴完成且检验合格后,浇筑30mm厚的细石混凝土保护层。整个施工过程应该认真仔细,避免破坏防水卷材。外墙粘贴40mm厚聚苯板保护层,确保防水施工效果。

2.1.7 其他部位防水施工对策

除了顺利完成上述防水施工之外,该工程还注重加强地下通道防水质量控制,确保钢结构雨棚施工效果,从而有效预防雨水渗漏,实现对站房工程的有效保护。

2.1.8 地下通道防水

地下通道防水等级为二级,采用自防水C35/P8混凝土,结构采用全包3.0mmEVA防水板+350g无纺布防水层,外墙采用12cm厚砖墙进行防护。首先进行基层处理,确保基层干净整洁。然后涂刷基层处理剂,按照要求铺贴防水板和防水层,并做好质量检测和验收工作,实现对工程质量的有效控制,达到有效提升地下通道防水效果的目的。

3 结束语

防水施工是火车站站房工程建设不可忽视的内容,做好该项工作对有效预防渗漏现象发生,提高工程质量,确保站房运营效果具有积极作用。工程建设中应该结合实际情况,考虑防水施工需要,做好防水施工的方案设计工作,选择合适的防水材料,并严格按照工艺流程开展施工,从而提高防水工程施工效果,为站房的有效运营和作用的充分发挥奠定基础。

摘要：防水施工是站房工程非常重要的内容,做好该项工作能有效预防渗水漏水现象,避免工程结构受到雨水侵蚀,保证结构稳定可靠,对确保工程有效运营也具有积极作用。结合鄂尔多斯站站房工程实际情况,以自粘型防水卷材和高聚物改性沥青防水卷材为例,介绍了防水设计与施工对策,主要包括底层处理、涂刷基层处理剂、合理铺贴防水卷材加强保护层施工质量控制等内容。通过落实这些技术措施,有利于确保站房工程的防水施工效果,类似防水设计和施工也可以从中得到启示与借鉴。

关键词：站房工程,防水设计,防水施工,自粘型防水卷材,高聚物改性沥青防水卷材

参考文献

[1]曲慧,胡骏.我国建筑防水工程质量相关问题分析与对策[J].防渗漏研究,2013(1):9-14.

[2]CECS199:2006,聚乙烯丙纶卷材复合防水技术规程[S].

[3]田巧焕.天津站交通枢纽轨道换乘中心地下工程防水设计[J].地铁与隧道防水,2010(4):8-12.

站房设计篇5

大型铁路客站体量越来越大, 自动化程度越来越高, 并且有较高的持续可靠运行要求。因此铁路客站尤其是大型铁路客站, 对供配电系统也有相对更高的要求。因此在供配电设计中, 保护电器及电能输送导体的选型设计是非常重要的内容。以下针对站房低压配电设计中的若干重点、难点进行分析和讨论。

2 站房低压配电电缆设计的若干重点

2.1 电缆截面选择与保护校验

由于铁路站房建筑规模较大, 建筑内变配电房布置尚需综合考虑建筑的整体布局和功能分布, 相应各变配电房的低压配电距离可能较长, 电缆的供电半径往往比常规建筑大。因此相应的配电保护方式及整定便尤为重要。做好此部分的校验及关键设备的选择及参数整定, 能最大限度的消除事故隐患, 保证低压配电系统的安全。

2.2 不同场所的电缆选型

铁路站房配电系统中电缆种类、数量越来越多, 敷设越来越多样化, 消防安全性也越来越受大家的关注。电缆线路贯穿整个建筑物, 确保所设计的电缆满足功能要求、并不引发火灾, 不助长火势蔓延, 不因毒素、浓烟危及人的生命安全且在技术经济上较为合理就是电气设计中十分重要的方面, 在此部分设计中也存在一些常见的特点、难点。

2.3 电缆敷设与优化

由于电缆的长期容许工作温度以及电缆本身的散热性能均为产品本身的特性, 只能通过提高产品本身特性来实现, 设计无法予以优化。因此, 改善电缆装置情况及周围环境的散热条件成为本文低压电缆载流量优化设计的切入点。

《低压配电设计规范》GB 50054-95第2.2.3条所述“沿不同冷却条件的路径敷设绝缘导线和电缆时, 当冷却条件最坏段的长度超过5m, 应按该段条件选择绝缘导线和电缆的截面, 或只对该段采用大截面的绝缘导线和电缆”即表达了在考虑电缆局部敷设条件较恶劣的情况下, 当冷却条件最坏段的长度<5m时, 考虑到冷却条件最坏段的热量能传导到条件好的区段, 从而提供了按照较好冷却条件选择电缆截面的可能, 对电缆敷设载流量优化设计提出了要求。

自2012年6月1日开始实施的《低压配电设计规范》GB 50054-2011第3.3.6条在原95版规范2.2.3条的基础上使用强制性条文的方式提出了更苛刻的要求:“当沿敷设路径各部分的散热条件各不相同时, 电缆载流量散热条件应按最不利的部分选取”, 并以附录的形式将载流量修正系数的选择完整化、系统化, 在《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008第7.4.2条也作了同样地表述, 进一步强调了电缆敷设散热条件优化设计的重要性。以下通过若干方面的讨论, 阐述电缆敷设优化设计中需要注意的问题。

3 电缆截面选择与保护校验

3.1接地故障保护及其校验

1) 短路保护灵敏性的要求

《低压配电设计规范》GB 50054-95第4.2.3条规定“短路电流不应小于低压断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍”。

为达到短路保护灵敏性要求, 一般采用较低的短延时脱扣整定值 (电子脱扣器) 或采用较大截面的导体以提高线路末端短路电流从而提高灵敏性的方式, 其中第一种方式使用较多。

2) 接地故障保护方式的选择

在《低压配电设计规范》GB 50054-95第4.1.1条规定“配电线路应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护”。接地故障保护是以防止人身间接电击、电气火灾及线路损坏为目的的一种保护, 因而也是必须保证的。在上述规范 (《低压配电设计规范》GB 50054-95) 第4.4.1~4.4.22条中也分别说明了接地故障保护的三种方式:利用零序电流来实现接地故障保护、利用剩余电流实现接地故障保护、采用过电流保护兼做接地故障保护。

图1所示为笔者计算TN系统出线电缆采用热磁脱扣器进行过电流保护情况下, 满足接地故障保护灵敏性要求最大供电半径, 可供设计参考 (瞬动整定值按10倍In) 。

图1为满足末端保护灵敏性要求的最大半径典型值。

3.2 线缆热稳定的校核

1) 热稳定校验与短路保护设备的选择

线缆热稳定校验需按最大短路电流来校验。此要求在《低压配电设计规范》GB 50054-95第4.2.1条中提及:“配电线路的短路保护, 应在短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流”。

如前所述, 依铁路站房项目的规模, 其内设置的配电变压器容量往往较大, 低压母线配出线短路电流也较大。对于采用大截面电缆的短距离供电回路, 其配出断路器的分断能力一般要求较高。

2) 低压电缆热稳定校验的必要性

低压电缆热稳定校验要求的相关规定在多个规范均有提及。在《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007第3.7.8条要求“短路点应选取在通过电缆回路最大短路电流可能发生处”, 第3.7.7条中要求“对非熔断器保护的回路, 应按满足短路热稳定条件确定电缆导体允许最小截面”。

以上规范的要求, 对低压配电设计来说, 就是馈出线热稳定校验需按出线电缆首端短路的最恶劣情况进行计算, 此校验常用于对采用大容量变压器的配电系统低压侧母线馈出电缆的校验。针对“变压器低压侧出线电缆最小截面的选择”这一计算校验内容, 需注意变压器低压侧出线电缆截面的选择尚需按热稳定校验结果选择, 而不能仅以载流量为依据。

在热稳定校验中, 除了涉及系统和电缆本身的因素外, 断路器自身的电气性能也需进行考虑。部分厂家的塑壳断路器标注了其在分断短路电流时的限流作用, 按其具体参数进行计算, 往往能使热稳定计算结果更加准确和经济。

下面以某系列限流特性断路器为例进行讨论。其“热应力限制曲线”见图2。

按“热应力限制曲线”进行校验, 即按导体的热承受能力应大于短路防护电器切断电源前通过的短路电流的热效应I2t值方式校验。

通过此系列断路器“热应力限制曲线”查得, 在短路电流为50k A处热效应值I2t<7×105 (A2s) ;相应满足热稳定要求的电缆截面为:

由计算可得, 满足热稳定要求的YJV电缆截面需>5.4mm2。

据此, 按开关制造商提供的“热应力限制曲线”, YJV-0.6/1k V-5×6mm2的电缆已满足热稳定要求。

4 不同场所的电缆选型要点

4.1电缆阻燃等级的选择

1) 阻燃电缆分类

阻燃电缆按照电缆阻燃材料的不同可分为两类, 含卤阻燃电缆及无卤低烟阻燃电缆。

含卤型阻燃电缆在燃烧时会释放大量的浓烟和卤酸气体, 卤酸气体对周围的电气设备有腐蚀性危害, 救援人员需要带上防毒面具才能接近现场进行灭火。

无卤低烟阻燃电缆在电缆燃烧时无卤酸气体放出, 相应发烟量较小, 腐蚀性气体也较少。

2) 阻燃级别

阻燃电缆应按等效工程使用条件的燃烧试验以满足有效的自熄性。考核阻燃电缆阻燃性能的试验方法为《电缆在火焰条件下的燃烧试验方法第3部分:成束电线或电缆的燃烧试验方法》GB/T18380.3 (基本等同于IEC60332) 。

成束电线电缆燃烧试验是模拟电缆竖井敷设, 在燃烧的同时在试验箱内通入一定流量的空气。成束电线电缆燃烧试验根据试样每米所含非金属材料的总体积不同, 又分为A, B, C类 (IEC 60332标准分为A, B, C, D类, 前三种与GB/T1 8380.32001相同) 。也就是说, 可燃物越多, 燃烧越激烈、充分。A类燃烧试验所含非金属材料最多, 阻燃性能要求也就最严格。

规定为:

(1) A类试样根数应使每米所含的非金属材料的总体积为7L, 试样供火时间为40min。

(2) B类试样根数应使每米所含的非金属材料的总体积为3.5L, 试样供火时间为40min。

(3) C类试样根数应使每米所含的非金属材料的总体积为1.5L, 试样供火时间为20min。

(4) 上述试验结果评定:如炭化部分所达到的高度不超过2.5m, 则判定试验结果合格。

4.2 非金属物的计算

对于上述规定中所叙述的单根电缆每米所含非金属材料的容量计算采用如下方法:

V—电缆所含非金属容量之和L/m;

S1—电缆总截面积, mm2;

S2—电缆金属截面积之和, mm2。

不同阻燃级别相应的电缆根数, 可按下列近似公式计算:

N—不同阻燃级别相应的电缆根数;

Vs—不同阻燃级别规定每米电缆所含非金属材料容量, L/m;

V—每米电缆所含非金属材料容量之和, L/m。

每米成束电缆最大根数可参考表1。

4.3 阻燃电缆选型与敷设设计的要点

1) 阻燃电缆分为A、B、C3类, 其中A类阻燃电缆性能较B、C类更优, 价格也最贵。在设计时尚需标注所选阻燃电缆的类别, 避免笼统的标注为阻燃电缆的做法。

2) 由于敷设于同一桥架的电缆阻燃级别需按该桥架内的非金属总量来确定, 当同一桥架内敷设电缆数量较多、非金属含量较高时, 就可能提高桥架内阻燃电缆的阻燃级别。如合理安排干线电缆路径, 优化分支电缆敷设分配情况;或将原大规格桥架按照电缆类型、功能等合理分类布置, 改为若干小桥架敷设电缆, 则可以有利于降低所需电缆的阻燃耐火级别。

3) 无卤低烟阻燃电缆需要更大的弯曲半径, 这是由于无卤低烟电缆的电性能及机械性能与含卤型阻燃电缆相比较底, 在敷设电缆时相对要求较高。

4) 非阻燃电缆和阻燃电缆一般不宜并列敷设, 不同阻燃类别的阻燃电缆也不宜并列敷设。

5) 非阻燃性电缆不应与阻燃性电缆混合敷设。由于阻燃电缆的可燃质在规定值以内及外界无继续供火的条件下, 才能使电缆本体自熄而阻止延燃, 因此在采用阻燃电缆时, 仍然需采取相应防火阻燃措施。

4.4 防火措施对电缆载流量的影响

采取电缆防火阻燃措施时, 应考虑电缆防火措施对电缆载流量的影响。

当电缆全线敷设在防火槽盒或防火桥架内进行保护时, 根据有关试验电力电缆载流量将下降11%~13% (未包括温度、排列等修正系数) 。

对于防火材料的选择应注意考虑采用有机防火堵料与无机防火堵料、防火包的组合使用, 避免防火封堵处成为整个电缆敷设线路散热的瓶颈。

防火封堵材料中的防火包和无机防火堵料单独使用时, 对电缆的载流量影响较大, 特别是防火包对电力电缆的载流量将降低10%以上, 而有机防火堵料具有良好的散热性能, 对电缆的载流量影响很小, 可忽略不计。为减小防火材料对电缆载流量的影响, 应采用两种或两种以上防火材料组合使用。

由于耐火电缆的设计选用涉及到的标准、规范较多, 不是本文讨论的重点, 该部分内容将另文详述。

5 电缆敷设与优化

5.1 决定电缆载流量的因素

电缆长期允许载流量是指在电缆内通过规定电流时, 在热稳定后, 电缆导体达到长期允许工作温度时的电流数值。在实际工程中, 可依据载流量按需要选择不同型号的电缆, 并确定所需电缆的数量和电缆的敷设形式。因此, 选择电缆的许载流量具有十分重要的意义, 在校验电缆长期允许载流量时需考虑以下因素:

1) 电缆自身的长期容许工作温度;

2) 电缆本身的散热性能;

3) 敷设环境及散热情况。

5.2 电缆敷设散热条件的优化

1) 变配电房低压柜出线方式的选择

变配电房部分的低压电缆敷设方式主要分为上进上出桥架敷设以及下进下出电缆沟敷设两种, 低压配电柜的布置对其进出线电缆的散热也有一定的影响, 以下对这些因素进行分析比较。

(1) 下进下出电缆沟敷设

配电柜电缆下进下出方式。这种方式配电柜下设电缆沟, 利用电缆沟作为电缆敷设通道连通各设备。

(2) 上进上出电缆桥架敷设

配电柜电缆上进上出方式。这种方式在配电柜上方设电缆桥架, 利用电缆桥架作为电缆敷设通道连通各设备。

(3) 两种方式的比较

下进下出方式需在配电装置下设电缆沟, 电缆沟一般为800mm深, 与电缆上进上出方式配电装置上方设置桥架相比, 对室内高度的需求较大。

采用下进下出方式时, 在电缆沟转角处, 电缆沟汇集处容易出现电缆拥挤, 交错等问题, 对局部电缆散热条件产生不利影响。从而限制了整个线路的载流量。

由于电缆出配电室后一般是沿桥架引至各用电设备, 因此采用下进下出方式, 电缆由柜体先引下至电缆沟, 再自电缆沟引上并沿配电室外桥架敷设, 就不可避免地会增加垂直段的电缆长度, 考虑到配电室电缆根数较多, 相应地增加了电缆部分的总造价, 经济性略差。

由于在配电室设备施工安装完成后, 下进下出方式采用的电缆沟路径对于各种原因造成的电缆沟内局部电缆拥挤一般很难再作调整。而采用上进上出方式, 电缆桥架在电缆拥挤、交叉处则可比较容易地增加中间分支桥架解决。

2) 变配电房低压柜出线方式的选择

为改善配电室电缆敷设局部拥挤, 散热条件差的问题, 可考虑对低压配电柜出线电缆采用分段、分节的方式。未分段、分节布置电缆敷设走向见图3, 分段、分节布置电缆敷设走向见图4。由图中可见, 未设置配电柜分段、分节前, 在各配电柜出线电缆汇集处及以后区段, 由于电缆通道较拥挤, 可能对散热产生不利影响。而在设置了配电柜分段、分节后由于中间的电缆通道分流了部分电缆, 使得整个电缆分布更加均匀、合理, 改善了散热条件, 同时也缩短了部分电缆的长度, 优化效果明显。

以上方法对上进上出桥架敷设很容易增加中间分支桥架, 对下进下出配电柜则需通过分节布置来实现。

3) 水平段的电缆敷设

《民用建筑电气涉及规范》JGJ 16-2008第8.5.3规定:“同一路径无电磁兼容要求的配电线路, 可敷设于同一金属线槽内。线槽内电线或电缆的总截面 (包括外护层) 不应超过线槽内截面的20%, 载流导体不宜超过30根。”第8.10.7规定:“在电缆托盘上可无间距敷设电缆。电缆总截面积与托盘内横断面积的比值, 电力电缆不应大于40%;控制电缆不应大于50%”

线槽、桥架规格的选择应符合电缆填充率不超过有关标准规范的规定值。

对于干线桥架考虑单层平铺形排列, 按间距计算;对支线桥架按照填充率计算是比较合理的方法, 由于电缆在线槽里放的层数不同, 载流量校正系数相应不同, 采用此方式选择桥架规格, 在经济性上也是较为有利的。

在满足以上要求后, 对于弯曲段桥架电缆敷设的弯曲半径, 施工是否可行也是十分重要的因素, 在设计时不可忽略这一点。

下面以桥架内单层平铺一层电缆典型填充情况进行分析, 见图5 (均以600×100桥架为例) 。

(1) 图5中40%填充率所示的情况为动力干线桥架段, 由于干线段电缆截面一般较大, 图5中以185平方5芯电缆为例按照理论情况无间距平铺一层, 填充率即约为40%。

(2) 图5中20%填充率所示的情况为动力分支桥架段, 由于分支段电缆截面与干线段相比较小, 图中以35平方5芯电缆为例无间距平铺一层, 填充率即约为20%。

(3) 图5中32%填充率所示情况为动力干线桥架段, 图中以185平方5芯电缆为例按照电缆间距5mm平铺一层, 填充率即约为32%, 此情况考虑到电缆实际敷设由于弯曲, 固定产生的电缆间距, 与实际施工敷设平铺一层的情况较为接近, 也是较为合适的计算方式。

参考文献

[1]熊江, 李树庭, 魏素军.低压配电线路设计的造价统计及校验优化软件[J].建筑电气, 2009.2:10-16.

[2]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册 (第三版) [M].北京:中国电力出版社.

铁路站房大空间照明篇6

随着我国铁路事业尤其是客运专线的蓬勃发展,铁路旅客车站处于大规模建设的黄金期。相比之前,现在的站房高大、开阔,室内装修美观大气,同时对视觉环境的要求也相应提高。在站房的各个功能区域中,大空间(候车厅、售票厅、进站厅、出站厅等)是旅客出入最多的场所,直接影响到旅客对车站的整体印象。这些区域的照明设计相应地成为了重中之重。

1对照明设计的要求

一个良好的站房视觉环境要求是:照度合适、照度均匀度好、亮度分布均匀、眩光值小、光源色温合适及显色性高等。基本能满足旅客基本需求的系统要素包括:察觉到障碍物、标识物的视觉定向与识别、个人特征识别、阅读及操作、舒适与愉悦(造型立体感、眩光、灯具的视觉效果、色温、显色性、色彩)等[1];

此外,由于站房大空间灯具数量多,在布置灯具时要方便其日后维护,同时由于能源问题日益突出,节能降耗也成为照明设计的重点。

2照明设计理念及范围

过多的光源如果本身不能形成有意义的信号,或者不能和环境一起构成有美学规律的图案,则很容易形成视觉噪声,而且可能造成眩光[2]。为避免上述问题的出现,灯具位置应与天花板的图案协调一致。而且为了减少光源点和降低日后灯具维护量,可以采用双灯一组的布灯方式。

进站大厅、候车厅、售票厅、进站天桥(进站通道)、出站厅、出站通道、站台雨棚是铁路站房中的大空间,是人流相对集中的区域,因此这些区域是照明设计的重点区域。

3照明设计标准

铁路客站站房照明设计细则是站房照明设计的依据。经常用到的区域照明设计标准摘录如表1[3]:

4灯具的选型原则

4.1光源的选择

为了辨清周围人员的体貌特征,满足人们对周围环境的认知需求,同时营造一个愉悦、舒适的视觉环境,因此对光源的色温和显色性选择要慎重。

色温过高会给人一种生硬、发冷的感觉,过低会给人一种昏暗的感觉。站房大空间宜选择光线自然明亮的冷白色,兼顾了亮度感和舒适感,其色温在4 000～5 000 K。由于火车站房内人员流动量大,为保证旅客的安全和舒适一般选用Ra≥80的光源。

在环境日益恶化的今天,节能环保尤为重要,光源宜选用高效、节能、超长寿命的新光源。考虑到光源运行稳定性、光源规格、市场普及和实际使用情况,站房大空间照明现选用三种光源:陶瓷金卤灯150 W、陶瓷金卤灯70 W、荧光灯26 W,光源具体参数见表2。4.2灯具的选择

由于客流量大、人员拥挤,铁路站房的照明环境必须有较高照度、较高照度均匀度和低的眩光。根据照明环境特点,宜选用直接中照型或直接广照型的内置光源的照明灯具。

以华荣灯具为例,结合实际场所对灯具的选择进行详细说明,灯具外形及配光曲线如图1所示。

从图1a中灯具的配光曲线可知,70 W/150W金卤筒灯为直接中照型灯具,光束相对较集中,2×26W荧光灯为直接广照型灯具,光束相对较发散。

同时考虑到灯具的光通量,在为区域做灯具选型时按照以下原则:

4.2.1当空间净高在7 m以下时,兼顾舒适度和美观的要求时,宜采用直接广照型、光线比较柔和的荧光筒灯,如果采用金卤筒灯,则地面会出现亮斑,降低了照度匀度,形成眩光。对场所照度要求较高的区域,如售票厅(照度要求200 lx),可采用双灯一组。不仅使天花板更简洁、而且减少了光源点、降低了眩光出现的几率。

4.2.2空间净高在7～13 m,考虑亮度、舒适度和美观的要求,选用70 W金卤筒灯,双灯一组,配合室内装饰的设计安装。之所以不选择单灯150 W金卤筒灯有两个原因:

①150 W金卤筒灯光轴处光强值太高,会在地面形成亮斑,降低场所照度均匀度、形成眩光;

②虽然有的候车厅顶部曲面最高处高度适合安装150 W金卤筒灯,但为方便日后维修同一区域要选同一光源功率,因此只能全部安装70 W金卤筒灯。

4.2.3空间净高大于13 m时,如进站广厅,安装150 W金卤筒灯,双灯一组。

每款灯具都有明装和嵌入式两种安装方式,具体选择要根据天花装修来定。

5双层站大空间照明灯具的布置和照度计算

以某双层站候车厅为例具体说明灯具的选型及展示方案结果。

在天花装修方案未确定之前,通过功率密度(LPD)和专业照明设计软件导出灯具的大概数量,为装修人员确定装修风格提供依据,再根据室内装饰的设计确定灯具的具体位置和数量。本文中采用dialux照明设计软件进行的照度计算。

5.1进站广厅及候车厅灯具布置及灯具的使用情况

5.1.1进站广厅及侯车厅灯具的布置:图2中为二层候车厅,用了72套70 W金卤筒灯;进站广厅,用了36套150 W金卤筒灯。其中交界处的8套灯具同时为两个区域提供照明。一层候车厅用了140套荧光筒灯,如图3所示。

5.1.2进站广厅及侯车厅灯具的使用情况:进站广厅金卤筒灯的使用情况见表3;一层侯车厅荧光筒灯的使用情况见表4;二层侯车厅金卤筒灯的使用情况见表5。

5.2进站广厅及候车厅照度计算结果

5.2.1进站广厅的照度计算结果

进站广厅空间尺寸:65.2m×15.9m×15.8 m,面积1036.7 m2。

维护系数:0.7;空间最低处高度:13.4m;最高处高度:15.8m。

进站广厅的点照度计算结果见图4所示。

5.2.2一层侯车厅的照度计算结果

一层候车厅:69.2 m×18.4 m×6.0 m,面积1 273.3m2。

维护系数:0.7;空间高度:6.0 m。

一层候车厅的照度计算结果见图5所示。

5.2.3二层侯车厅的照度计算结果

二层候车厅:83.2 m×18.8 m×7.8 m,面积1 564.2 m2。

维护系数:0.7;房间最低处5.4 m;最高处7.8 m。

二层候车厅的照度计算结果见图6所示。

6灯具检修维护

灯具应安装在人员尽量可以到达并能作业的位置。高大空间尽量设置马道,在马道上应集中、分组布置灯具。低于10 m安装高度的灯具采用维修升降车对其进行维护。

每年清洗灯具玻璃和反射器,根据使用年限统一更换光源。用防护等级较高的灯具,以延长维护周期,室内灯具不宜低于IP44。

7结论

随着社会的发展,人们对照明环境的艺术性要求不断增加。灯具的安装要和室内装饰的设计紧密配合,提升空间艺术美感。由于铁路站房空间高、人流量大,对照明的要求相对较高,节能潜力也巨大。随着科技的发展和产品制作工艺的不断完善,期待节能新型发光二极管(LED)灯具广泛应用于铁路站房照明。

参考文献

[1]戎海燕,管亚敏,荣浩磊.铁路站房照明效果评价指标体系研究[J].照明工程学报.2012.

[2]魏永健.体育照明质量检测和设计的新方法[z].天津:天津大学,2005.

站房设计篇7

1 水力平衡技术和方案分析

自力式压差控制阀:无需外加能量即可工作的自力式压差控制阀,已经广泛应用于暖通空调系统中,通过保证系统各支路处资用压差恒定,以实现系统各末端水力平衡;该方案适用于末端设备可以根据需要调节其流量,可以吸收系统上下游由于流量改变而引起的压力波动,维持被控支路处资用压差恒定,使其内部各支路间的调节干扰显著的减弱。

自力式流量控制阀:无需外加能量即可在工作压差范围内,自动调节控制环路流量,保证系统支路的流量恒定;该方案适用于末端设备为流量恒定的系统,当装设自力式流量平衡阀以后,可以吸收管网流量变化而引起的压力波动,流量平衡调节阀门开大或关小,保持被控支路流量恒定。

静态平衡阀:一般用于解决不同环路之间的静态水力平衡,不具有自力式阀门那样自动地随系统工况变化而改变其开度的功能,静态平衡阀就等于一个可以改变局部阻力的节流孔板,准确调节流量满足用户要求,该方案适用于各末端设备流量在不同工况按同比例变化的系统,即使不在设计工况下运行时,水量也按照与设计工况一致的比例进行重新分配。

2 空调水系统水力平衡设计

2.1 商业开发空调系统案例

该商业为一层,建筑面积12 000 m2,总冷负荷1 870kW,夏季供冷工况,冷媒参数温度12/7℃。空调系统为风机盘管加新风系统,末端设备选用的是吊顶式风机盘管,同时含有新风机组两台,空调水系统平面示意见图1,从冷热源总干管分出A、B两路,A、B两路各分为1、2、3、4大支路,大支路各分为a、b、c、d小支路。

2.2 制定平衡设计方案

该系统的各末端风机盘管都设带三速开关的温控器,进而由温度控制器控制空调回水管处的电动二通阀;新风处理机组分组设置电动二通阀,因此末端用户为变流量系统,前文分析的一类和三类方案适合该类系统。考虑“节能/投资比”比较分析二种方案:如果是设置电动三通阀就是定流量系统,那么前文分析的二类和三类方案适合,此处不再论述。

方案a:只在干管A、B处设置静态水力平衡阀和自力式压差控制阀;

方案b:在A、B和其大支管1—4处设置静态水力平衡阀和自力式压差控制阀。

按a类方案设计后示意见图1,按b类方案设计后见图2。

2.3 方案比较分析

(1)如果不设置平衡措施时,该系统的水压图状况见图3,可以看出为使末端B路满足要求,导致A支路处资用压头ΔHA阀比其需要的压头大20%,同时为了使支路环路4处满足要求,1、2、3处资用压头ΔH1、△H2、△H3,比其需要的压头分别大40%、30%、15%,都会使其处于大流量下运行,能耗增加。

(2)如果按方案a设计后,该系统的水压图状况见图4,可看出在使B路满足要求的同时,通过静态平衡阀调节ΔH阀,使A路资用压头也满足要求;同时当末端用户负荷减小,而关小二通阀,系统水压图将会发生变化见图5,由图可以看出,干管上压力损失将会减少,提供给用户A、B的资用压头将会增加,引起用户流量相对增加,那么二通阀又会关小,使二通阀无法正常运转;然而自力式压差控制阀可以根据需要自动关小,增大消耗的压头△H自,使,相反阀门可以自动开大,减少其消耗的压头。

(3)如果按方案b设计后,该系统的水压图状况见图6,可看出在使4路满足要求的同时,通过静态平衡阀调节ΔH阀,使1、2、3路资用压头也满足要求,同时当末端用户负荷减小,关小二通阀,系统水压图将会发生变化见图7,由图可以看出,干管上压力损失将会减少,提供给用户1、2、3、4的资用压头将会增加,引起用户流量相对增加,同样自力式压差控制阀可以根据需要自动关小,增大消耗的压头,使,相反阀门可以自动开大,减少其消耗的压头。

3 节能性与经济性分析

3.1 节能性分析

以方案b为例进行分析,该系统进行完平衡设计以后,因为水力失调而引起的能耗将会降低,当不设平衡设施时流量G1为382 t/h,按方案b设计的计算流量G2为321 t/h,按方案a设计的计算流量G2为352 t/h,实际供冷量通过式(1)计算得出:

加平衡设施后的节能量通过式(2)计算得出:

整个供冷期的节能量ΔQ=ΔQ×N×18×0.517=

按方案a与方案b设计的节能量见表1。可以得出解决平衡问题后节能显著。如果是全年运行的系统其节能量会更加可观。

3.2 经济性分析

为了消除水力失调,降低能耗,投资也会相应增加。平衡设计的同时需权衡投资的经济性与运营期回收时间问题,按以上二种改造方案进行设计所需的投资费用主要是阀门的购置费用,方案a和b的投资费用见表1。

经过对方案a和方案b节能量与投资的权衡比较,如果全年运行,考虑冬季供热节能后,投资都可以在一年内回收,方案b的节能率更高,对于本商业开发的空调水系统平衡分析,采用方案b更为合适。

4 结论

经过对该站房商业开发的空调水系统平衡设计和分析,得出如下结论:

注:阀门设备价格按进口阀门和国产阀门的中间值,标准煤价格按当前市场价折算。