地下城市的风水流转

城市地铁为居民出行带来方便和快捷。而暖通空调专业设计者，正通过研究地下的风流动、水流动、气压变动、噪声状况以及它们之间的联动，努力思考着如何通过技术和工艺的改进和创新，为居民创造出更舒适、更完美、更节能、更绿色的地下环境。在这里，风、水、电、气……一切都息息相关。动与静的转化中，蕴涵着人类在工程领域的大智慧。

江南西站——螺蛳壳里做道场

1998年，广州地铁2号线。

来自北京城建设计研究总院（现北京城建设计发展集团，下文简称北京城建总院）的地铁设计者正在为一个巨大的设计难题绞尽脑汁。江南西站——规划于广州海珠区江南西路与江南大道交叉路口的地铁站点，上面是鳞次栉比的高层建筑和商业中心。繁荣的氛围映衬出这里的经济活力，却为地铁设计工作带来了巨大障碍。经实地考查发现，车站的位置布满市政管道，走线异常繁杂，可用空间极其有限；工程不宜明挖或浅埋，施工涵洞不宜大……经过无数次比选，结构设计师决定用暗挖式工法进行地下结构施工。由于两侧上下行隧道间隔较宽，为了使车站规模更趋合理，他们确定在分离的行车隧道中布置侧式站台，将地铁暗挖隧道的洞孔直径缩小至极限，以保证中间部分最大限度地支撑路面，使江南大道交通保持畅通。有些部位还设置了站台间的联络通道，形成假岛式即分离式岛型车站。

上述方案降低了暗挖方案的施工难度及风险，有效节约了成本。不过，结构设计师的巧妙构想却给后期通风空调系统设计带来麻烦：洞区和站台区狭小窄仄，无法安置体型巨大的风道和空调箱。传统的设计经验无法实施，这让设计师们一筹莫展。

螺蛳壳里做道场，全靠创出新思维。结合国内外城市轨道交通建设和改造先例，经过研究，北京城建总院暖通空调小组设计人员决定，用一种全新模式解决江南西站通风空调系统的设计矛盾。简言之，他们利用空气—水空调系统原理，单独设置小的新风道、全新风道和排风道，与车站通风、排烟系统有机结合，构造出满足地下车站功能要求的新系统，从而达到正常通风、空调、火灾排烟三重功效的目的，成为新型的城市轨道交通通风空调系统（简称新型空气-水空调系统）。

据此，江南西站将全新系统的集中通风空调机房分散为若干小型机房。设计人员利用暗挖施工的拱形结构特点，巧妙地利用废弃的空间布置机房，将风机盘管布置在拱形结构上部和站台侧面的废弃空间；将空调冷水直接送入盘管，新风则通过专用风管送入车站。通风工况下，新风直接送入车站公共区；空调工况下，新风与回风混合后送入风机盘管进行冷处理，最后送入车站公共区。在此过程中，风机盘管的凝结水被引入行车隧道的排水明沟，通过蒸发冷却的方式达到降低隧道温度的目的。

这一设计最终减小通风空调机房面积约500平方米，车站结构断面从90平方米减小至50平方米，土建初投资节约300万元。2003年8月，该系统进行实际测试结果表明，车站空气环境的控制效果很好，全年运行费用比采用传统系统减少70多万元。

旧线改造——英国专家由疑至赞

事隔十年。恰逢2008年奥运会前夕，北京市政府带领专家组考察拥有150年地铁历史的伦敦地铁运营及改建。在谈及老旧地铁暖通空调进行改造时，英国专家自豪地宣讲了刚刚改造完毕的维多利亚车站项目。北京城建总院李国庆作为暖通空调专家，随后也介绍了当时正进行的北京地铁1、2号线改造方案。不过，当他表示“北京地铁38个车站、六大系统同时进行改造且不停运”时，英国专家满脸疑惑：“我们仅改造维多利亚一个地铁站都觉得很难，你们这样做绝对不可能。”

的确，北京地铁旧线的改造难度对于通风空调系统设计者而言是空前的。随着社会需求提高，空调已成为几乎所有地铁车站的标配品。然而，这条始建于1965年的地铁线在设计之初并未考虑过安装空调系统。设备和风道如何安置？曾担任过广州地铁2号线设备总体负责人的李国庆再次想到空气—水空调系统。这条地铁旧线虽然没有为空调系统预留空间，但苏式建设风格却让站台空间显得冗余。于是，这套曾应用于江南西站的系统经过改进，被成功移植到北京地铁改造工程中——设计者利用废弃空间布置机房，将风机盘管布置在车站结构上部，并通过将风道布置到站台行车道顶部空间内，使空调冷水直接送入盘管。这一系列举措，最终成为北京地铁1、2号线的通风空调系统得以全面提升的关键。

车站之外，冷却塔设置是摆在设计者面前的又一道难题。在寸土寸金的“帝都”，冷却塔常成为制约车站建设总体进度、耗费大量资金的因素。其噪声也饱受诟病，运营过程中常为周围居民投诉。于是，在完成旧线改造的地下部分之后，设计者们便着手以蒸发式冷凝系统代替水冷式冷凝系统的新课题。蒸发式冷凝系统结合了风冷和水冷冷凝两种方式的优点，主要利用水蒸发吸收潜热传热热量。与前两种冷凝方式相比，蒸发式冷凝器节能节水、占地面积小、环境污染小、运行费用低。同时，这种系统效率高，体积较冷却塔小。未来，将蒸发式冷凝器置于车站内亦成为可能。

2009年，当年曾对李国庆提出质疑的英国专家参观了改造完毕的北京地铁1号线。车站内干净、清爽的空调风徐徐吹过，陪同参观的李国庆借机将新型空气－水空调系统原理和冷凝塔设置的想法解释给了英国专家。这次，对方的笑容舒展了，禁不住连连称赞，“unbelievable（不可思议）”。

在英国专家的推介下，另一位英国客人去年也悄悄造访了北京地铁1号线。他就是伦敦市长鲍里斯。虽然不清楚此行目的究竟是想亲身感受北京地铁改造的成效，还是为历史更悠久的英国地铁改造和运营寻求经验，但他的到来无疑向全世界有力地诠释了如下结论：中国的地铁技术已走在世界前沿。（来源：中国建设报）