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技師報於85年11月18日土木日創刊
新聞局出版事業登記證局版省報字第48號


中華民國一○九年十月三十一日

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鐵路地下化 車站環控系統工程之介紹

林建志  技師

壹、     前言

鐵路地下化為政府近年來大力推展的重大交通建設,環控系統的設計及施工,扮演著舉足輕重角色。良好的環控規劃,可使旅客進站乘車時感到舒適、清爽,亦可降低車站設備的維保次數,增加運轉壽命。本文旨在說明,地下車站之「空調通風系統、排煙系統、隧道通風系統」等三大環控作業,提供業界先進卓參。

貳、     環控系統工程介紹

車站環控系統分為空調通風、排煙系統、隧道通風等三類,分述如下:

一、空調通風

() 設計條件

車站室內溫度與濕度的設計條件,取決於室內之使用性質,有關各空間的溫、濕度設計規範,如表1

1 車站空調系統設計規範

地下車站冷氣區域
區域 夏季 冬季
辦公室、票務庫房 250C±20C;濕度<60% 通風
電腦與電子設備室、通訊機房 220C±10C;濕度50%±5% 220C±10C;濕度50%±5%
中央監控室 220C±10C;濕度50%±5% 220C±10C;濕度50%±5%
繼電器室、行車室 220C±20C;濕度<60% 通風
餐廳、販賣店 230C±20C;濕度<60% 通風
不斷電系統室 250C±20C;濕度<60% 通風
行動電訊設備室 250C±20C;濕度<60% 通風
穿堂層候車區 260C±20C;濕度<60% 通風
月台層 260C±20C;濕度<60% 通風

() 穿堂層空調系統

車站穿堂、機房及站務室等區域,將提供空調,其空調系統採全氣式系統,送風機集中設於通風機房中,經由送風管,將冷氣採噴射式出風口,送至大廳層公共區域或通廊;另為避免設備容量過於集中而使機房加大(設備噪音亦增大),穿堂層空調設備採分散式空調配置。

() 月台層空調系統

月台層之冷氣負荷須涵蓋由列車活塞效應進入車站之隧道空氣,一般列車停靠時,車廂下方有大量剎車熱,可於月台上方設計排風管(OTE)將列車熱量排除;同時送風部分,則可由月台上方將送風管接到天花送風口提供冷氣。冬季時,以自然通風為主。當月台溫濕度升高至旅客感覺不舒適時,則採局部空調(Spot Cooling)理念,提供部份冷氣,以提高舒適感,惟為防止吹拂效應,氣流吹送之風速及角度應適度調整。

() 車站整體之空調節能(配合綠建築)

國內車站日常耗能以空調用電佔最大比例,全年佔總平均用電的40%,尤其以夏日尖峰空調耗電約占50%為最大,空調用電以綠建築指標規劃節能措施,因此車站的站體與空調規劃儘量朝向單純化處理,有助於空調節能及維持室內環境舒適度。

二、排煙系統

列車隧道內發生火警,通風系統必須提供緊急排煙功能,使隧道內風速超過臨界速度,方可壓制煙塵擴散,維持人員逃生路徑安全,一般逃生方向與通風氣流相反,人員逆風逃生,由最近的逃生口或車站逃出地面。

車站排煙系統注意事項如下,流程如圖1所示。

1)隧道通風緊急運轉模式啟動時,該區域緊急出口之排煙機,須(依消防法規)聯鎖運作,此功能可由軟體設定連動,或在現場以硬體接點方式連動。

2)使用於地下車站之排煙風門,須使用氣動方式來驅動,整組風門作動時間(完全開或關),皆不可超過15秒;各種運轉模式下,所有相關風門組同時開或關作動的時間,不可超過30秒。

車站排煙系統流程圖

三、隧道通風系統 (風機規格如表2;風機設備如圖2)

主要在提供安全、舒適的環境、合乎要求的空氣品質,及緊急應變防災配合之需求,尤其電聯車因故停於隧道內,車站兩側可提供機械通風氣流;若電聯車於隧道內發生火警,機械通風需可產生一定速度的氣流,以抵擋煙塵擴散及維持逃生路徑。依據鐵路地下化環境模擬(SES)分析模式,可分為正常運轉模式、塞車運轉模式、緊急運轉等三種。

(1)正常運轉模式(提供乘客及車站工作人員舒適之乘車及工作環境)

在正常運轉時,隧道通風以自然通風為主,以節省運轉費用。隧道需有足夠自然通風口開孔,引進足夠外氣,稀釋柴油機車所排放的氮氧化物濃度,使車站、隧道的空氣品質合乎要求;同時自然通風口所引進的外氣,要冷卻由列車所散發的熱量,使隧道溫度保持在400C 以下。

(2)塞車模式(環控系統必須提供適當通風,以維持車內人員基本空調及新鮮空氣需求)

列車因故停於隧道,由列車行駛時活塞效應所造成的氣流,逐漸趨於消失,列車散發的熱量,會使隧道中密閉空間的溫度昇高。若隧道內溫度高於450C,將使列車空調機效率減少一半以上,甚至跳機。此時必須由機械通風,造成移動氣流,以帶走熱量,降低隧道溫度;使隧道溫度保持在要求的400C以下。

(3)緊急模式(須維持人員逃生路徑不受煙之干擾)

列車隧道內發生火警,隧道通風系統必須提供緊急排煙功能,使隧道內風速超過臨界速度,方可壓制煙塵擴散,維持人員逃生路徑安全;一般逃生方向與通風氣流相反,人員逆風逃生,由最近的逃生口或車站逃出地面。

車站隧道風機規格

規格 區域 總排煙量(CMS) 設置風機數
隧道通風 K01機房 120 x2 2
隧道通風 K02機房 120 x2 2

 

車站風機設備

參、結論

車站環控系統是一門獨特的學問,尤其空調通風工程介面繁多,系統分區及全區測試是車站營運績效與品質的表現,謹慎踏實確認每項測試細節及期程符合要求,是通車啟用與旅運安全的保證,藉本文給辛苦的工程人員讚美喝采。

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