時間:2023-09-11 09:18:02
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發表網為您精選了8篇地下通道設計,愿這些內容能夠啟迪您的思維,激發您的創作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
關鍵詞:城市道路人行天橋地下通道選擇
Choices in the design of city road pedestrian overpass and underground channel
Hu Yinxiang
Traffic planning and design institution of Anhui province Anhui Heifei
Abstract: The pedestrian overpass and underground channels are important for city. This paper analyzes and compares by crossing the street facilities from safety and cost, energy conservation and environmental protection, management of city pedestrian overpass and underground passage quality and provides the design of urban road pedestrian overpass and underground channels.
Key Words: urban road, pedestrian overpass, underground channels, choice
隨著我國城市化的發展,各城市大幅增長的人流與車流,已經與有限的城市公共交通空間產生了直接矛盾。尤其在城市道路的部分路段或交叉路口附近,行人過街難的問題日益突出。一方面,機動車為了避讓橫穿馬路的行人,不得不頻繁停車,導致行駛速度大大降低,堵車現象更加嚴重,而油耗直線上升,額外排放的汽車尾氣加重了環境污染;另一方面,行人橫穿馬路時,安全隱患較大,一旦發生交通事故,后果都相當嚴重。
以往對車流與人流單純采用交通信號燈控制的設計模式,已經不能適應城市發展的需要。要解決當前人車爭道、道路交通混亂的局面,上修人行天橋,下建地下通道,構建城市交通的立體化格局才是關鍵。人行天橋及地下通道的建設可以提高道路的通行能力,保障過路行人的安全,實現人與車立體交叉,能起到人車分流、疏暢交通、解除交通隱患的作用。但城市道路設計中如何選擇人行天橋或地下通道一直是設計人員及城市管理者的一大難題。本文將目前城市人行天橋和地下通道存在的一些問題進行了總結比較,對如何選擇人行天橋或地下通道做了一些探討。
1.現有人行天橋與地下通道存在的問題
現有人行天橋與地下通道的建設往往只考慮解決交通問題,大多沒有從城市用地功能、城市空間開發利用的總體角度進行統籌考慮,不注重與中心區、商業區、公共建筑和軌道交通站點間的相互聯系,從而導致重復建設,步行交通無法形成網絡。
很多城市交通環境日益惡化,尤其老城區人行天橋與地下通道總是需求一個,建設一個,處在忙于應付、被動建設的狀態;同時在建設時往往只重視解決當時存在的問題,考慮當時建設條件,忽視了城市規劃的發展要求,并且建設的天橋與通道出口占用了人行道,以犧牲行人步行空間來換得人行過街天橋與通道的建設,往往還會與今后道路拓寬改造存在矛盾。
在我國,自行車的保有量和使用量非常高,自行車是普通市民出行的主要交通工具之一,對于這一部分市民來說,攜帶自行車通過人行天橋是非常費力的事情,尤其是有些城市的人行過街天橋只修建了階梯而沒有修建坡道,使騎自行車者過街非常不便。
2.人行天橋與地下通道的優劣比較
2.1 安全性
地下通道一到晚上,就成了流浪人員的地盤,還經常發生偷搶事件,下夜班的市民根本不敢走。如果要請保安值班,則增加了管理成本。人行天橋不存在這些安全隱患。
2.2 節能環保方面
人行天橋不需照明,而人行天橋建于地下,又較長,需要全天進行照明,且要設置通風裝置,不利于節能環保和可持續發展的要求。另外地下通道多為陰暗潮濕,衛生臟、亂、差,可為老鼠等有害動物提供良好的棲息地。
2.3 與地下管線的干擾
城市道路地下管線密布,地下通道因在地下貫穿道路,對地下管線的影響很大,甚至需對管線進行改移,額外增加工程量。人行天橋可通過跨徑及樁基避開管線。
2.4 造價大小
人行天橋的造價較小,從目前國內建設的天橋與通道的造價來看,地下通道的造價一般為人行天橋造價的1.5~2.2倍。
2.5 施工難易度及工期
人行天橋施工簡單,上部可采用預制拼裝結構,工期較短。地下通道位于地面以下,施工相對復雜,工期也較長,且施工期間容易發生安全事故。
2.6 管理難易度
人行天橋建好后除基本的維護,不需要怎么管理。地下通道因照明、通風設施及安全隱患方面的原因,需要專門人員進行管理。一般通道都是城市管理的死角。
2.7 其它
地下通道最怕的是下暴雨,下到暴雨,就是考驗一個城市的排水系統的時候,尤其是地下通道的排水。近兩年,武漢、南京、北京等大城市都有地下通道被淹的情況發生。而人行天橋沒有這方面的缺陷。
3.適宜建設人行天橋的位置
3.1 兩條城市主要道路的十字交叉
城市主要道路的十字交叉一般車道較多,上下道口可達到8個。若設置地下通道,行人在通道內很難搞清自己要到的出口在哪,尤其是外地人,更是找不到出口。故在這種道口宜設置人行天橋。
3.2 主城區人行天橋與商業廣場的連接
在商場前修建過街人行天橋時, 還可將人行天橋與商場的二、三樓連接, 增加商場的人流量, 從而增加商場的營業額,起到促進消費和繁榮市場的作用, 同時還可以吸引該處商家對天橋進行投資, 以減輕政府市政工程投資的負擔。比如重慶市朝天門大正商場人行天橋分別與大正商場、大生商場、盛隆大廈連接。上海的徐家匯商圈、淮海路商圈也有將天橋與商場的連接。
3.3 需考慮自行車過街的地方
近年來,世界各地都在倡導“環保出行”的概念,自行車數量日漸增多,我國又是自行車大國,很多市民出行都會騎上自行車,這使過街增加了難處,這就出現了無障礙人行天橋,即上下天橋考慮設置自行車坡道,以滿足非機動車過街的需要。如合肥的一環路多采用這種天橋,天橋的坡道較長、較平緩,自行車能順利通過天橋,同時,自行車坡道也方便攜帶大件行李或手推車的行人過街。
3.4 需要利用天橋塑造城市景觀的地方
隨著時代的進步,城市空間的開發向立體化三維發展,人行天橋成為新型城市空間的重要組成部分。通過運用景觀設計手法,合理布置景觀要素,可以提高人行天橋的整體景觀效果,創造出現代、新穎、美觀、獨特的視覺效果。經過精心設計的人行天橋已經越來越多地成為城市的地標性景觀建筑。同時富于形式的天橋造型,成為美化城市輪廓線的有效手段。
另外,天橋還可作為城市夜景照明的重要手段之一,亮化的天橋景觀是城市夜空中的絢麗長虹。天橋照明以輪廓照明為主,突出線性空間的形式,通過對橋梁造型的勾畫,為城市夜色增光添彩。
3.5 對不易于管理的人行過街設施
因通道建在地下,不管白天黑夜,都需要進行照明,需要通風,并且地下通道的衛生條件也比較差,且存在安全隱患,一般都要特定的人員進行管理。人行天橋建好后除基本的維護,基本不需要怎么管理。故在不易于管理的地方建議設置人行天橋。
4.適宜建設地下通道的位置
4.1 在街道較為狹窄, 兩旁建筑密集的地方修建天橋會遮擋視野, 使街道建筑顯得更加擁擠,因而建議采用地下通道。
4.2 對景觀要求高的地方。雖然人行天橋能塑造城市景觀,但有些地段,天橋不一定與周邊環境相協調,還是應考慮設置地下通道。
4.3 在地勢較高處宜設置地下通道,部分城市地形變化較大,若在地勢較高處設置人行天橋,就會與地形不符,而顯得不協調。故在地勢較高處設地下通道就比較適宜。如重慶市委黨校東西兩院地下通道,則利用地形的高差,使通道與改建的停車場巧妙地連接在一起。
4.4 街道兩側有地下商場的位置設置地下通道與商場相連接可為商場帶來人氣,能促進商場的消費。在城市廣場附近設地下通道,可將通道與廣場的地下車庫相連接,能促進通道與地下車庫的相互利用。
5.結語
城市道路人行過街設施到底是選擇人行天橋還是地下通道,一直是城市管理者、市民和設計人員爭論的一個問題,本文根據人行天橋和地下通道的優劣比較,分別提出了適宜建設人行天橋和地下通道的位置,以期望對今后的城市道路人行過街設施的選擇有所借鑒和參考。
參考文獻:
[1] ,黃怡.《城市人行天橋與地下通道方案設計及比選》.城市道橋與防洪. 2006年11月.
[2] 許強.《關于重慶市人行天橋及人行地道修建選擇應注意的問題》.城市道橋與防洪. 2001年12月.
[3] 翟國強,張玉坤.《當代國內人行天橋建設的幾個趨向》.建筑學報. 2005年2月.
關鍵詞:地下通道裂縫溫度 收縮沉降。
一前言
城市道路交通隨城市化建設的推進有了迅速發展,尤其是城市道路交叉口,人流常采用地下通道加以分流。傳統采用無挑底板的連續箱型結構和樁基礎形式。通過分析以往通道使用過程中的問題,結合某工程的特點,決定首次采用劈裂注漿來加固地基土控制主干道大荷載下的沉降。為了滿足上述功能要求和條件限制,其設計及施工做了如下改變。
二地基劈裂注漿加固處理
根據設計要求箱型結構底板下地基的承載要達到90MPa以上。而該區域為淤泥和淤泥質粘土,屬弱水性地基。經方案比較,采用劈裂注漿加固技術,總加固面積約2000,計1199個孔,成孔深度約10m(箱型結構底板以下),注漿深度6m。
孔距為方型1.2×1.2,雙液主劑(A液)由32.5 硅水泥、粉煤和水按1:0.4:0.8配比;外加劑(B液)為硅酸鈉水玻璃(=10~15,模數3.4左右)按A液的15%加入。采用單管雙液注漿工藝,每孔注入混合漿液約860L,注漿壓力0.2MPa~0.6 MPa,注漿流量不大于30L/min.注漿由深層向上每隔0.5m分層注漿。劈裂注漿工藝示意如圖1:
加固后經N10輕型動力觸探,數據處理和評價以一定厚度被加固土體的N10擊數之總和平均進行評價;且觸探陡深度增加桿壁摩擦阻力影響也陡之增大。數據無代表性等綜合考慮,取加固土體0~0.9m和0.9m~1.8m兩層為數據統計與分析依據。其結果0.0~0.9m厚度范圍內 N10的平均擊數為15.6擊;0.9m~1.8m厚度范圍內∑N10的平均擊數為24.4擊。均滿足國標《建筑地基基礎設計規范》GB50007和其他相關地方標準同類土質條件加固后地基土承載力≥90 MPa的要求,也滿足設計規定。
需要指出,由于工期緊,該靜力觸探工作是在加固完成后一星期進行的,隨注漿水泥結石體逾期增長,地基土 度還會進一步提高,加固達到了預期效果。
三地下箱型結構分段設置沉降縫
由于地基不能設樁基處理,又下地道路規劃中要作地鐵出入口保留使用以及混凝土施工裂縫等原因,人為設置沉降縫,以滿足功能要求和防止側墻開裂,布置如圖2示意
⑴溫度應力引起裂縫最大設縫間距
根據王鐵夢著《工程結構裂縫控制》,對地基上長墻不留設伸縮縫(沉降縫)的裂縫間距計算公式:
最大間距[Lmax]=2 EH/CxXarcch|αT|/(|αT|-ζP) (2.1-1)
式中:E――混凝土彈性模量,一般可按設計深度等級的50%計;
H――地下長墻的高度;
Cx――土側段剛度系數,也稱地基水平阻力系數,對軟粘土可取1×10¯²~3×10¯² N/m;
α ――混凝體材料的線膨脹系數;
T――結合溫度變化梯度,由水泥水代熱溫差和收縮溫度組成;
ζP――混凝土極限拉應變,是一個配筋率,鋼筋直徑以及混凝土抗拉強度標準值有關;
ζP――混凝土抗拉強度標準值;
ρ――配筋率乘100值;
d――配筋的直徑。
經計算該工程最大伸縮縫(沉降縫)間距長22.9 m;最小間距為11.5 m;平局間距為17.2 m。考慮功能性的要求,最終該地下通道設。如圖2示意。設置沉降縫后,在整個施工階段和使用過程,均未發現裂縫出現滲漏現象發生,說明主動設縫也是一種有效阻止混凝土開裂的有效方法之一。
⑵沉降縫防水處理。沉降縫的防水處理按常規方法,采用可卸式止水帶變形縫防水構造,如圖3示意
經實際工程應用,沉降縫處均未發現滲漏等耐久性問題,說明采用的方法和構造是合理的。
⑶長墻裂縫開展寬度計算
式中wfmax ――計算最大裂縫寬度;
Ψ――與配筋率大小有關的裂縫寬度或系數;根據公式(2.3―1)和(2.3―2)計算結果,最大裂縫寬度僅0.056。實際結果并未發現裂縫出現,從另一側面說明計算公式的可信性和最大裂縫間距計算結果的可靠性。
四結論
關鍵詞 人行地下通道 環境設計 通過能力 空間品質
中圖分類號:TU972+.12 文獻標識碼:A 文章編號:
一、韶山南路及地下通道分布
韶山路位于長沙市雨花區,是一條南北向城市生活干道,于2003年10月改造成幅寬60米雙向八車道。韶山南路兩側分布著若干高校校區、大中型醫院、購物中心、建材家具市場、住宅小區等等,車水馬龍,其交通暢達情況直接影響到長沙市南二環的交通壓力。
中南大學鐵道校區到中南林業科技大學之間路段,共分布了四處地下通道,分別位于鐵道校區東大門、長沙市中心醫院前廣場、韶山南路與香樟路交叉路口、中南林業科技大學東大門(如圖1)。四處通道間隔不遠,均是臨近公交車站所建,修建過程中即考慮到城市綜合交通規劃的要求。
二、地下通道環境藝術設計分析
城市中有些設施之間雖然近在咫尺,但由于交通的阻隔,其被寬闊的道路劃分成一座座“孤島”,利用地下公共通道則能夠有機地聯系這些空間。這些地下公共通道通常是區域過街人行道,但目前這類空間的質量不高,臟亂差,商業開發少。所以了解地下人行通道系統布局原則是很有必要的,地下人行通道系統布局原則有:
1、以交通樞紐站為節點,形成立體的交通聯系網絡。
2、以便捷通達為目標,注重其聯系能力和通過能力。
3、以環境舒適宜人為根本,為市民提供文明、潔凈的出行空間。
三、地下通道實例調研及分析
1、雨花區11號地下通道
雨花區11號地下通道是為保證長沙市中心醫院救護通道的完全通暢及緩解醫院前廣場的交通壓力而修建。該通道與10號地下通道僅僅間隔約50米,但因為其特殊的“職責”——生命線而存在。
該地下通道的最大特點即為人車“混流”(圖2)。此并非真正意義上的人車混流,而是將車行地下通道與人行地下通道結合設計,采用抬高人行道路緣和建造護欄等措施來保證行人安全。因結合車行通道設計,人行通道僅1.8米寬。就在如此寬度的人行道上,依然有商販違規擺攤,導致局部同行能力較差,攤位前僅能通過一人。
2、雨花區10、13號地下通道
雨花區10號地下通道位于鐵道學院東大門,13號地下通道位于中南林業科技大學東大門。該類地下通道的共同特點是純人行地下通道,寬度達4M左右,均進行了無障礙坡道和盲道引導設計。
存在的共同問題也比較突出。由于位于高校大門前,人流以學生為主——學生是流動商販最青睞的消費對象,因此地下通道內兩側擺滿了地攤,如此一“夾擊”使得真正人行通過的部分僅有1.2M左右,而且空間品質較差(圖3)。由于進行了無障礙坡道設計,不少非機動車也會由此“借道”,造成了地下通道內人車流混雜,影響了行人的安全,也影響了通過能力。
3、雨花區28號人行地下通道
雨花區28號人行地下通道位于韶山南路與香樟路交匯處,為其周邊的大型購物廣場提供了便捷的可達性。
該處地下通道位于交叉路口,為了節省道路面積,其無障礙設計采用了轉折式坡道(圖4)。對無障礙坡道的寬度也限制到了1.2M左右,一定程度上也限制了機動車和流動商販的小貨車的通行能力,保證了行人的安全。
除了上述的實例簡介,調研過程中還總結了所有地下通道存在的共同問題:
通道內無證商販違規擺攤,占用了通道面積,影響通過能力。
不少摩托車、電動車“借道”無障礙坡道,干擾行人安全。
衛生狀況難以保證,常常給人以臟亂差的印象,無安全感。
入口沒有雨棚等遮擋設施,內部缺少公用電話亭、垃圾桶等設施。
通道內常年需要電力照明,而且內部墻壁材質單調,環境感受單一。
四、結語
在長沙市岳麓大道東段有一條太陽能供電、LED燈照明的地下通道已經投入使用,其利用安裝在四個出入口雨棚上的108塊太陽能板為通道中88條LED燈管提供電力。此類生態節能技術措施宜大面積投入到公共交通空間環境設計中。
從設計到施工建造,到最后的投入使用,空間品質往往會經歷急劇的“變臉”。設計者盡力考慮到各方面因素,大到規劃層面,小到節能技術、人性化設施等細節,拿出了合乎要求的設計方案,但是由于后期的管理不善以及使用者的疏忽,很多本該舒適宜人的公共空間成為了人們不愿意涉足的地方。在要求管理者提高監管力度的同時,也要提倡廣大使用者文明出行,共同維護城市公共空間品質。
參考文獻
蘆原義信 《外部空間設計》 中國建筑工業出版社 1985,3
關鍵詞:城市地下空間 導向系統 研究方法 設計教學
隨著城市的發展與城市地面空間日益緊缺,地下空間與地下交通網絡的建設正越來越被各大中心城市所重視,城市中越來越多的活動從地面轉向地下,人們身處地下空間,存在著眾多與地面空間和環境不同的體驗,具體表現在:
(1)地下空間環境相對比較單一,由于參照物的缺失,非常容易導致人們方向感的迷失;
(2)由于空間和光照條件的局限,導致人們的視覺識別能力相對減弱;
(3)由于陽光被遮蔽,容易導致人們時間概念的模糊;
(4)由于地下網絡的復雜性和封閉感受,將會導致人們通過地下空間時產生幽閉感受等心理障礙。
由于上述原因,對于在地下空間活動的人來說,交通導向系統對空間的公共安全和使用效率的影響顯得尤為重要。
然而,現有的地下交通導向系統設計,由于對地下識別特性與識別效率的研究缺乏,導致設計和設置缺乏針對性,并不能完全適應人們在地下活動的需求。容易產生混淆自己所在位置,引起人們在地下無法有效辨識導向信息,造成地下交通空間的混亂,并隨之帶來由于地下空間的使用效率低下,地下通道方向不明確等因素而產生的公共安全隱患,尤其出現緊急情況時,缺乏有效導向系統設計的地下空間安全難以得到保障。
就此課題,筆者在2010年至2011年底的一段時間內,以實踐教學與課題教學的形式,圍繞此課題進行了持續的課程試驗與教學,期間指導學生完成了實地調研、設計實踐、試驗論證等多個設計中的重要步驟,鍛煉了學生的實踐能力和課題研究的能力。
一、地下導向系統的研究現狀
本文討論的地下導向系統是指通過傳達有效的導向信息幫助人們在地下到達目的地的信息整合設計。其功能主要是引導人們順利地在地下從事相關活動。
作為城市交通不可或缺的重要部分,國家出臺過相應的標準來規范交通導向系統的設計和設置。近年來,專門針對地下交通導向系統的設計與研究,因其關系到城市運行的效率與公共安全性等多個方面,在國內外已經成為一個新興的研究方向。一些相關領域的研究者,如日本學者Toshio ojim、Makoto Sei,德國學者Rauch Jfirgen等,從政府政策,導向系統的功能,地下導向系統的發展史、人居環境、心理學等角度探討影響地下空間導向系統的設計要素,并對地下空間設計和防災規劃的策略,地鐵站導向系統的規劃、設計等問題進行了有效的研究,而美國和加拿大早在1950年就開始關注文字的識別性在交通導向系統的中的作用,并意識到其重要性,在兩國一些地區(包括得克薩斯、賓夕法尼亞、多倫多和不列顛哥倫比亞省)在20世紀50年代晚期開發有針對性的導向系統專用字體,并于1966年、1977年和2000年了修改過的FHWA的多款字體版本用于交通導向系統,從而加強了文字信息在交通導向系統中的識別效率。德國著名的設計公司MetaDesign也從導視系統在空間中的布點和材料以及燈光的運用等方面出發,為柏林地鐵網絡設計了交通導向系統,有效地提高了柏林地鐵的使用效率和公共安全性。
雖然西方發達國家對地下空間設計的理論探索和實踐活動比較成熟,并在一些研究成果中比較多的涉及地下導向系統的理論和解決方案研究,然而,專門針對地下導向系統在地下空間安全性和使用效率方面的研究,尚未形成全面和系統的理論體系。
從系統理論的角度,目前國內還沒有專門系統地研究和探討關于地下空間導向系統方面的問題。僅有部分對城市地下空間發展動態及一般性設計原則進行簡單描述的論文文獻。此外,也有一些涉及到地下導向系統識別性,地下空間環境特征以及人在這種環境中的心理、生理特征,城市地下商業空間與市政公共空間出入口在導向系統設計方面等問題的研究文獻。一些國內中心城市也在地下交通導向系統的設計實踐中有一些嘗試。然而還是由于缺乏相應的有針對性的研究,還是存在著眾多問題,以上海地鐵為例,存在著(1)信息不明確;(2)信息放置位置不合理導致用戶無法及時看見;(3)部分圖文識別性比較差等諸多問題。
二、當前地下導向系統存在的主要問題
在地下交通網絡與地下商業空間中,一些實際因素對地下活動有著各種程度的影響,這些因素包括了空間、光照條件、行為心理,視覺心理等多個方面。
通過實地調研、用戶調查與資料研究,分析地下空間環境中由于導向不清晰所帶來的安全隱患;將安全隱患的種類及出現原因進行分類,從使用性與環境角度切入,以用戶、交通導向系統與空間環境三個要素為基礎,對現有地下導向系統存在的問題進行分析,概括如下:
1.從使用性角度而言,地下導向系統存在如下通病
(1)公共標識不完善,部分標識識別性比較弱;
(2)導向標識設置過于孤立混亂,難易形成系統的識別與導向;
(3)導向系統布點不合理,缺少整體規劃,導向標識安裝缺乏規范;
(4)圖形標識等出現錯誤規范及錯誤使用;
(5)英文標識缺乏及不規范;
(6)后期維護的缺乏與設計更新的低效和不及時;
(7)用戶的生理心理特點與導向系統各設計要素(圖文尺度、風格化方式、使用方式等)之間的關聯性缺失;
2.從環境性角度而言,地下導向系統存在如下方面通病
(1)對地下空間環境(城市大環境與地下小環境)的特殊性考慮不足,導致在交通導向系統設計的尺度與空間分部上缺乏科學性;
(2)導向系統載體(材料、工藝與形態等)的不能完全符合地下空間的特殊性。
三、關于地下導向系統研究方法的探討
對地下導向系統的研究可從信息傳遞的有效性、安全性、可用行和審美需求等理論基礎入手,進行用戶與環境調研。通過對調研數據的分析,來建立地下交通導向系統的模型體系。以該模型體系為指導依據,結合視覺傳達設計、用戶設計心理學、人機工程學、產品語意學、公共空間設計等設計理論,進一步研究地下交通導向系統設計的具體對策,筆者在指導學生完成此項研究時,存在以下幾個關鍵問題:
1.地下空間導向系統的現狀分析;主要通過用戶、導向系統和空間環境的調研獲取數據。通過實地調研,以及對地下空間導向系統設計的管理部門進行針對性訪談、地下空間用戶的行為模式跟蹤與調研訪談等途徑,建立現有地下空間導向系統的數據庫。數據庫內容包括:導向系統要素種類、功能作用、地下空間圖文識別、導向信息的載體、材料工藝、人機尺寸、使用步驟、裨益弊病等要素;同時,本著“以人為本”的設計思路,提請用戶提出針對地下導向系統的不足與缺陷,獲取相關改進設計的需求點,提出問題,及在用戶調研的基礎上探討問題解決的可能性。
2.由以上相關數據分析得出地下導向系統對地下空間用戶的使用高效性(圖文識別效率、導向信息的及時性等)、公共安全性(疏散引導作用、危險提示設置等)、行為便利性(用戶定位、搜索等行為的便利性等)、心理愉悅性(形態的美觀性、與環境的適宜性、多媒體等現代手段的領先性等)及所產生的影響;
3.分析地下空間環境的特殊性對視覺識別帶來的影響,以及產生這些影響的具體因素,這些因素應該大致包含以下方面:
(1)地下空間環境特征以及參照物的缺失,對用戶帶來方向感帶來的影響;
(2)由于陽光被遮蔽,對用戶時間概念和視覺識別能力帶來的影響;
(3)由于地下網絡的復雜性和封閉感受,對用戶心理產生的影響;
(4)地下空間的非開放性和復雜性,對公共安全性產生的影響。
4.地下空間中的人體活動形態研究,即包含用戶行為模式和行為習慣在內的行為心理學研究,以及相關的交通導向系統在布點方案對圖文識別性與信息傳達效率的影響;
5.包含形態、材料、制作工藝等設計要素在內的信息傳達載體的運用與圖文識別性與信息傳達效率的關系。
筆者指導學生對這些因素逐條進行分析研究,實踐比對,在課程實踐和課題教學過程中試完成了一套地下導向系統設計的檢驗標準。
四、關于地下導向系統設計的幾點建議
1.從地下空間的特殊性出發,充分考慮圖文識別性
文字和圖形的識別效率指的是用戶閱讀文字和圖形的速度和準確度。對圖形形式、文字的基本屬性與版面形式在識別性與信息傳達效率的優劣進行比較分析,規范地下導向系統的圖形和文字使用法則,以此指導地下空間導向系統的圖文設計,提高其識別性和識別效率。這在地下空間導向系統能否正確有效地發揮作用過程中,起到了至關重要的作用。
在前期調研和基礎研究中,我們發現圖形和文字在不同的視距和空間環境中存著在識別效率上的巨大差異。尤其是文字部分,其識別效率直接受視距影響,在導向系統的文字設計中,應該充分考慮到觀看距離的因素。
此外一些文字的其他基本屬性(字體、字距、行距等)也對導向信息的有效傳達起著重要的作用,過粗或者過細的字體都會出現識別困難的問題,影響識別的其他因素也必須被考慮,比如發光材料的光漫射現象等。
2.合理安排導向系統布點
在依賴導向系統行進的過程中,導向系統的設計者必須在地下空間中在用戶需要時及時提供導向信息,導向系統的分布和設置應該盡可能的使人感到輕松和簡化。
一般情況下,空間導向系統的布點有以下四種基本模式:
(1)連接體模式:通過某些中軸線把相關導向信息連接起來,形成導向系統;
(2)區域模式:通過區域劃分來布置導向系統;
(3)地標模式:建立某種地標式的導向信息;
(4)街道模式:通過行走路線的指示,來布置導向系統。
根據地下空間環境的特殊性和在地下空間殊的用戶需求,使用有效的布點模式,合理安排導向系統的布點,才能有效引導人們在地下活動。
3.選擇合理有效的材料與工藝
由于地下空間的環境特征和光照條件,在地下導向系統的設計與制作過程中,可以適度考慮內發光設計和使用發光材料。在選擇有機玻璃等發光的形式的時候,要注意光線漫發射產生的對文字和圖形的侵蝕作用。
4.通過地下空間用戶心理分析和行為模式分析,形成基于提高地下空間的安全性和使用效率的地下交通導向系統設計策略
通過地下空間導向系統提高地下空間的安全性和使用效率,需要結合用戶心理分析與行為模式來分析研究,從用戶的行為習慣模式入手,以導向系統的物理功能為設計基礎,使設計易于使用,有效辨識,且利于防范意外,提高公共安全性;以地下空間導向系統的心理功能為設計基礎,使設計與環境更好的結合,在滿足用戶的信息獲取去秋和用戶人群的審美性等精神需求。
參考文獻:
[1][美]大衛·吉布森編.王晨暉,周潔譯.導視手冊 公共場所的信息設計.遼寧科學技術出版社,2010.9
[2]向帆著.導向標識系統設計.江西美術出版社,2009.12
關鍵詞:排水設計;泵站;潛水泵;沉井
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
通甲路為南通市規劃路網中的城市主干路,通京大道為城市快速路,通甲路拓寬改造工程在通京大道交叉口為保持通京大道直行方向的快速連續行駛,通甲路主線直行方向交通流采用下穿通京大道形式,機動車下穿孔采用雙向四車道,單向行車道下穿孔寬8.05m,兩側非機動車及行人下穿孔寬4.5m,下穿孔兩側各設置寬為6.5m的地面輔道及2m人行道。下穿段總長為434m。
1.雨水流量計算及取值
雨水設計流量計算公式為:Q=ψ×q×F式中:ψ為綜合徑流系數;q為暴雨強度;F為匯水面積
暴雨強度采用南通市暴雨強度公式: q=2007.34(1+0.752lgP)/(t+17.9)0.71L/(s?ha)
式中:P為設計暴雨重現期,a;t為降雨歷時,min。t=t1+mt2; t1為地面集水時間,min;t2為管渠內雨水流經時間,min;m為折減系數。
1.1綜合徑流系數ψ的取值
降雨量一部分下滲,一部分消耗于蒸發,其余部分則形成地面徑流。徑流系數ψ是一定匯水面積內地面徑流量與降雨量的比值,是<1的無量綱參數。混凝土及瀝青路面ψ按0.85~0.95取值,綠地取值0.10~0.20, 綜合徑流系數按地面種類加權平均計算。對于一些下穿立交,綠化帶由于下滲渠道不暢,降水基本形成徑流,如果仍按綠地性質進行加權平均計算顯然是不合理的。本工程綜合徑流系數ψ取0.90。
1.2設計暴雨重現期P的取值
根據《室外排水設計規范》(GB50014-2006)2011年版規定:雨水管渠設計重現期,應根據匯水地區性質、地形特點和氣候特征等因素確定。重現期應采用1年~3年,重要干道、重要地區或短期積水即能引起較嚴重后果的地區,應采用3年~5年。立交道路重現期應>3年,重要區域標準可適當提高,同一立體交叉工程的不同部位可采用不同的重現期。通甲路為城市主干路,下穿的通京大道為城市快速路,屬于重要地區,故適當提高標準,采用P=5年。
1.3地面集水時間t1和折減系數m的取值
根據《室外排水設計規范》(GB50014-2006)2011年版規定:地面集水時間視距離長短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定,立交一般采用5~10min,由于本工程下穿段坡度達4%,坡長較短(185m),本工程t1取5 min。根據規范暗管折減系數m=2,明渠折減系數m=1.2,在陡坡地區,暗管折減系數m=1.2~2,經濟條件較好、安全性要求較高地區的排水管渠m可取1;本工程從安全性考慮m取1。
1.4匯水面積的計算
立交雨水泵站一般采用高水高排、低水低排,人為創造條件以盡可能減少排入低水系統的匯水面積。通常在地道的兩端設置駝峰以阻止其他區域的雨水涌入地道,從而減少泵站負荷。駝峰之間敞開段道路的投影面積計為匯水面積。
1.5計算結果
根據上述取值原則,本工程計算的匯水面積ΣF=1.37ha,q為306L/(s?ha),泵站進水總管設計流量Q為376.4L/S。
2. 收水形式
本工程在下穿孔兩側各設置一道排水溝,上設雨水篦子,同時在道路低點設置一道橫截溝,該方式截水、收水效果好,道路兩側排水溝上設置鋼纖維雨水篦,具防盜功能,結構簡單,布置美觀。
3. 泵站工藝設計
本泵站d800進水管管底高程為-2.98m,采用頂管法施工,泵站沉井兼作頂管工作井。泵站d800出水管管底高程為1.25m,通過道路雨水管排入北側法倫寺河。泵池采用內徑10米的鋼筋砼圓形水池,水池用隔墻分為兩間,一間內設進水閘門、格柵,并與集水池合二為一,另一間內設出水閥門及止回閥。集水池底高程為-4.45米,泵池采用沉井法施工。
3.1進水閘門采用d800雙向受壓鑄鐵鑲銅園閘門一座,閘門采用手電兩用啟閉機一臺,閘門采取附壁式安裝。格柵采用GL型鏈條回轉式多耙不銹鋼格柵除污機GL1.2-7.8,格柵寬1.2m,格柵井深度為7.8m,柵條間隙25mm,格柵安裝角度為80°,柵條高2.2m。格柵前后設置液位計,格柵前后控制液位差為10cm,通過格柵前后的液位差來控制格柵的啟閉。
3.2 集水池停泵水位為-3.28米,開泵水位為-2.28米,集水池有效水深為1米,有效容積為50 m3。對雨水泵站集水池的容積,我國現行《室外排水設計規范》規定不應小于最大一臺水泵30S的出水量。筆者認為集水池容量盡可能大些,這樣可為水泵的安全運行提供更好的保障。本泵站集水池容積適當放大,約為一臺泵5min的出水量。潛水泵具有占地小、土建工程簡化、安裝快捷方便、噪聲小、運行維護方便、效率高、阻塞小、自動化程度高等優點,且生產和使用經驗非常成熟,本次設計推薦采用潛水排污泵,共2臺工作泵,要求泵工況點數據為:Q=677.5 m3/h,H=9.0m,N=30KW,n=980r/min。潛污泵采用自動耦合安裝方式。
4. 泵站監控設計
4.1 監控設計要求
本次監控設計按"遠程監控"原則進行設計,泵站設有通訊接口,可與泵站監控中心進行數據通訊,另外為了使泵站管理人員能及時了解掌握現場情況,提前發現隱患,以保證泵站正常運行,設立攝像系統、紅外探測儀、雙簽探測儀、夜間補光燈,監測泵站內生產及安全狀況,防止外人非法入侵。
4.2 監控系統描述
采用集中監測、集中控制的控制模式,在泵房控制室內設置PLC柜,并預留與遠程監控中心的通訊接口。在泵站站區、控制室設置攝像監控系統,保護泵站的運行安全,可在泵站遠程監控中心或專門的保安部門相關的計算機上方便地實現云臺、變焦、歷史充錄、變化報警等操作,可配合邊界紅外探測儀、室內的雙簽探測儀實現泵站的無人值守。夜間補光照明燈僅在探測泵站有異常情況或遠程巡視時開啟。
5.泵站運行主要控制過程
兩臺潛水泵能實現依據泵池液位高低自動運行(液位高低設定參工藝數據),并可根據運行時間、累計時間或運行狀態的不同自動選擇水泵的運行切換。機械格柵依據進出口液位高差設定自動運行,也可按設定時間定時運行。泵站內潛水泵、機械格柵、電動閥門等主要設備均可在遠程監控中心計算機上實現遠程集中控制。
6.沉井施工
6.1 排水下沉與不排水下沉
沉井施工有排水下沉及不排水下沉兩種。排水下沉適用于滲水量不大、穩定的粘性土,或在砂礫層中滲水量雖很大,但排水并不困難時使用。不排水下沉適用于在嚴重的流砂地層和滲水量大的砂礫層中使用,且地下水無法排除;降水施工可能引起沉井周圍建(構)筑物地基基礎和道路的不均勻沉降或影響安全生產;在沉井下沉深度范圍內,土層中存在著承壓隔水層,沉井下沉破壞隔水層會導致涌土、涌砂、冒水、位移、傾斜以及沉井在終沉階段下躥較快,繼而可能越過設計標高的情況。施工前應根據地質、地下水、周邊情況通過技術經濟比較確定下沉方法。本工程沉井位于粉砂夾粉土層上,該層土滲水量較好,易發生管涌、流砂等不良地質現象;泵站南側緊鄰南通高等師范學校,離泵池約5.5米處為學校剛建的二層樓的食堂,降水施工可能引起二層樓地基基礎不均勻沉降,故本工程采取不排水下沉。
6.2 排水封底與不排水封底
封底方法有排水封底與不排水封底。正確地選擇封底方案對能否成功封底至關重要。本工程采用不排水封底法,在封底砼與底板間布設插筋,底板與井壁處的防水措施按《地下工程防水技術規范》執行。水下封底砼強度達設計強度,沉井滿足抗浮要求時,將井內水抽除,鑿去表面松散混凝土,然后進行鋼筋混凝土底板施工。
關鍵詞:地下汽車庫 誘導通風系統
中圖分類號: U468.5 文獻標識碼: A 文章編號:
前言
在建筑設計中大型汽車庫特別是地下汽車庫項目越來越多,地下汽車庫的通風排煙設計成為暖通專業的重點。地下車庫內汽車排放的有害物質主要是一氧化碳( CO )、碳氫化合物( HC )、氮氫化合物( NOx )等,還有聚積的汽油蒸汽,這些有害成分要么對人體生理系統造成損害,要么有易燃易爆的危險,形成安全隱患,如何改善地下車庫的空氣品質,防止和減少火災危害,并有效降低工程成本,是通風與排煙設計的基本點。所謂車庫的通風,也就是要排除汽車尾氣和汽油蒸汽,送入新鮮空氣,以便有害物(這里主要指CO)的含量稀釋到國家規定的衛生標準要求。防排煙就是保證火災發生時迅速排除滯留煙氣,限制煙氣的擴散,保證人員和車輛安全撤離現場,減少傷亡。
一 誘導通風系統的工作原理及組成
誘導通風系統又稱自動噴流導引系統,其理論依據是動量守恒定律和空氣動力學中高速噴流的擾動特性。當誘導風機的噴嘴向一個不受界面表面限制的空間噴出高速的空氣時,就形成了自由射流。射流與周圍的空氣之間不斷發生質量、動量的交換,帶動周圍靜止的空氣流動,使射流的質量流量、射流的橫斷面積沿著射程方向不斷增加,形成了向周圍擴散的錐體狀流動場,隨著錐體狀的范圍的擴大,其射流軸心速度則不斷衰減。當軸心速度衰減到某一速度時采用另外一個射流來接力,從而形成氣流推拉作用,使得空間產生流動的速度場。誘導通風系統由送風機(非必選)、多臺誘導風機、排風機、測控設備組成。誘導風機的機箱內裝有噴嘴、污染物質感受器、程序控制器、電磁接觸器、變壓器等元件。送風機輸送新鮮的空氣;誘導風機把車庫內的空氣擾動均勻,并把新鮮的空氣沿著設定的路徑向排風口輸送,同時把污染物吹至排風口,經排風機排出室外;測控設備感測庫內污染物的濃度,自動開啟或關閉誘導風機、送風機、排風機。當某誘導風機附近污染物質濃度達到80ppm時,誘導風機開啟,此誘導風機對污染物進行吹散稀釋,直到污染物濃度下降至30ppm時,誘導風機關閉。如果在一定時間段內,誘導風機感受到的污染物濃度沒有下降至30ppm時,此臺誘導風機將信號通過網線傳至誘導通風系統的集中控制器,然后集中控制器通過網線將信號傳至送風機和所有誘導風機的程序控制器,使其開啟所有送風機和誘導風機,誘導風機將新鮮的空氣和污染物吹至集中排風機房,集中控制器再將排風機開啟,將污染物排出室外。
二 誘導通風系統的特點
1 節省空間。減少土建投資一般誘導風機箱體僅250mm高,在梁間布置,直接吊掛于樓板下,可降低地下汽車庫設計層高約400mm,減少地下工程開挖費用和混凝土澆筑費用,使室內空間開闊,布局簡潔美觀。
2 施工簡單,減少安裝費用。誘導風機體積小,重量輕,無需接管;安裝形式多樣,縱吊、橫吊、壁掛式均可;單相220V電源,配線簡易。
3 管理方便,節省運行費用。由于無管路阻力損失,送、排風風機所需風壓低,使風機電機功率大幅下降。誘導風機采用高效低噪音風機、消聲箱和符合空氣動力學特性曲線的高速噴嘴,噪音較低,所用的高品質無油式軸承電機無需定期添加油,維修量很小。
4 通風效果好。誘導通風系統能夠有效擾動周圍空氣,不易產生死角。當出現有害物滯留時,可隨時方便地調整噴嘴向,以適應不同的建筑形式。室內空氣分布均勻,混合效果好,有害物經充分稀釋后平均濃度低。即使送、排風風機停止運行,誘導風機單獨運行也能使空氣流動。
5 噪聲小,一般A聲級噪聲均小于等于56dB。誘導風機風量小,送排風機壓頭低,地下停車庫內噪聲明顯減小。
6 其系統設計簡單,變動彈性大,即使系統施工完畢,仍可視實際情況增減風量。
三 誘導通風系統設置及設計要點
現以同時需要排風排煙設計的地下車庫為例概述誘導通風系統的設計要點。
1 風機選型:按《民用建筑暖通空調設計技術措施》要求,如無計算資料時可參考換氣次數計算,一般排風量不少于6次/h送風量不少于5次/h;按《汽車庫、候車庫、停車場設計防火規范》(GB50067—97)要求,面積超過2000平方米的地下汽車庫應設置機械排煙系統排煙風機的排煙量應按換氣次數不小于6次/h計算確定計算。送風機不需克服風管阻力,采用軸流風機;排風(煙)風機采用排煙風機,保證280℃時能連續工作30min,電機為防爆型。
2 計算出誘導風機的數量,再按兩個噴嘴前后間距保持在17m以內的原則布置。
3 氣流組織誘導通風系統的布置按送、排風風機的位置、停車方向等來組織氣流行程。
(1)誘導風機回風口與障礙物的間距不小于600mm,噴嘴出風口向下15b前無障礙物。風機吊裝高度以允許最低高度為宜,一般取箱體底部與梁底或管線底部相平,誘導風機沿車道布置時,前方射流中心,到第二臺誘導風機處水平方向保持在8m左右,且射流中心到達此處距地面應在1m高度。
(2)確定氣流走向:主氣流通道一般設置在車庫的通道上,此處設備和隔墻少,有利于射流運動和卷吸周圍空氣,可發揮誘導風機的射程優勢。
(3)空氣流方向盡量與車行方向一致。
(4)通風空間內有多個進風口或排風口時,盡量使各進、排風口均衡發揮作用。
(5)進風口和排風口最好不設在同一側,若在同一側時,二者的距離宜大于20m,避免相反方向的氣流相互影響,形成氣流短路。對于一般長方形的地下停車庫,理想的主氣流方式是:采用機械送排風方式,一側送風,對面一側排風,形成推拉式通風換氣。
(6) 排煙口與該防煙分區最遠點水平距離不超過30m,距疏散出口水平距離大于2m,使疏散方向與煙氣和有害物濃度降低的方向保持一致,以利于迅速排除車庫內的廢氣和煙氣。
4 排煙風管可按排煙口距防煙分區內最遠點的水平距離不超過30m的原則布置。風管管徑按規范規定的風速上限20m/s來確定,這樣排煙風管的面積大大減小,減少了管材用量和安裝費用,少占用層高,也為其他專業的管線布置留出了空間。
5 系統切換:平時排煙防火閥開啟,排風口開啟,排煙閥關閉。通過誘導風機高速噴出氣流帶動周圍空氣,使大量新鮮空氣與室內空氣混合稀釋后,沿預設方向運動至排風口,由排風(煙)機排出室外。當發生火災時,誘導風機關閉,排風口關閉,排煙閥開啟進行排煙。當煙氣溫度超過280攝氏度時,排煙防火閥自動關閉,同時風機停止運行。
四 與傳統通風系統經濟性比較
據有關工程實例所提供的數據,一個6000平方米左右的地下車庫,分別采用誘導通風系統與常規風管通風系統設計,對其進行經濟比較,前者比后者初投資節省約40%。因為地下室層高降低節省的土建造價為19萬元,運行費用一年節約5萬多元。
1 選用設備:雖然誘導風機所選設備數量較傳統通風系統所用設備多,但傳統通風系統所用排風機壓頭高、造價高,兩者在設備初投資方面比較基本相當。
2 安裝材料:傳統通風系統所用風管系統復雜,排風口、排煙口數量多,比較誘導通風系統在這方面的投資大3-5倍。
3 運行費用:由于傳統通風系統管路龐雜,所選設備電機功率較誘導通風系統設備電機功率總和大,運行費用高。
綜合以上比較,加之誘導通風系統在節省車空間,減少土建投資方面的優勢,可見誘導通風系統在地下車庫中的應用較傳統通風系統優勢明顯。
結束語
誘導通風系統是一種先進的地下車庫通風系統,理論、實驗研究以及工程實際都證明誘導通風系統優于傳統的通風系統,它具有節省空間、降低運行費用、提高室內空氣品質、便于管理等優點,值得在地下車庫的通風排煙工程中推廣使用。誘導通風系統在我國的應用時間很短,還有很多課題需要繼續研究,如系統的智能控制、誘導風機的開發等,以便其能更好的應用。
參考文獻:
[1] 董培庭,金林. 智能型誘導通風系統在地下汽車庫中的應用探討[A]. 2005年山東建筑學會優秀論文集[C].濟南:山東科學技術出版社出版,2005(02)
[2] 于偉,梁清水,周太江.無風管誘導型通風系統的應用[J].消防科學與技術,2003(26)
關鍵詞地鐵綜合接地 接地電阻
中圖分類號:U231+.3 文獻標識碼:A 文章編號:
1、地鐵綜合接地設計
為滿足地鐵供電、通信、信號等設備系統的工作接地及安全接地要求,防止可能發生的觸電事故,地鐵一般設置綜合接地系統。與地面工程接地系統相比,地鐵綜合接地系統要兼顧防止地鐵直流牽引供電系統產生的雜散電流向道床和地下結構泄漏。整個接地系統包括全線所有車站的共用接地裝置和區間跟隨所接地裝置等。各車站及區間跟隨所的接地裝置通過敷設在區間隧道的鍍鋅接地扁鋼及電纜的金屬鎧裝層進行連接,從而使整個地鐵線構成一套完整的綜合接地網。地鐵綜合接地設計應滿足以下功能要求:
保護運營人員及乘客安全,防止電擊。
滿足沿線因接觸導線和饋電線斷線可能搭觸到設備的安全接地要求。
滿足變電所設備工作接地與安全接地要求。
滿足各類通信、信號、計算機等弱電設備的工作接地和安全接地要求。
滿足車站其它設備工作接地和安全接地要求。
滿足接觸網系統工作接地和車輛基地防雷接地要求。
車站共用接地裝置由接地網及用來連接強弱電設備及金屬管線、架構和接地網的接地線構成。接地網由多個垂直接地體和水平連接導體構成,通過接地引出線連接到強、弱電接地母排,并通過強、弱電接地母排連接至車站系統機房接地端子箱。接地網設計要結合各車站的具體結構形式,其工頻接地電阻應不大于1Ω,跨步電壓與接觸電勢應滿足安全標準。
2、沈陽地鐵九號線首批開工段4站綜合接地設計
2.1、沈陽地鐵九號線工程概況
沈陽地鐵九號線是近期沈陽地鐵建設規劃中“兩L”線中的一條重要線路。本工程近期實施范圍為線路起點至建筑大學站,線路全長28.996km,均為地下線,共設23座車站,平均站間距約1.282km。首批開工的四個車站分別為吉力湖街站、汪河路站、曹仲站和沈蘇西路站。
2.2、首批開工段4站綜合接地系統設計中出現的問題
根據首批開工段巖土工程勘察報告,這4個車站在人工接地體設置位置的土壤電阻率見下表。
表14站土壤電阻率情況
依據上表中數據,結合車站結構形式,對4個車站接地網的接地電阻進行了核算,計算公式如下:
式中 ——任意形狀邊緣閉合接地網的接地電阻,Ω;
——等值(即等面積、等水平接地極總長度)方形接地網的接地電阻,Ω;
S——接地網的總面積,m²;
d——水平接地極的直徑或等效直徑,m;
h——水平接地極的埋設深度,m;
L0——接地網的外緣邊線總長度,m;
L——水平接地極的總長度,m;
ρ——土壤電阻率,Ω·m。
經計算,當僅采用人工接地體做車站的綜合接地裝置且不采取其他措施(如使用降阻劑)時,汪河路站、沈蘇西路站接地裝置的工頻接地電阻理論計算值分別為0.57Ω和0.9Ω,能滿足設計要求。而吉力湖街站、曹仲站綜合接地裝置的工頻接地電阻的理論計算值不滿足不大于1Ω的要求,需采取降低接地電阻措施。
2.3、降低接地電阻的措施及優缺點分析
減小接地電阻的措施主要有以下幾種,下面分別對其優缺點及適用情況進行分析:
(1)增大接地網面積
在接地網埋設深度及土壤電阻率固定的情況下,接地網的工頻接地電阻主要取決于接地網的有效面積,有效面積越大,其工頻接地電阻值就越小。在地鐵工程中,由于受地下工程結構外部條件的限制多采用外引式接地裝置,將外引式接地裝置埋設在車站結構范圍以外土壤電阻率較低的地下。此方法降低接地電阻的效果比較明顯,但對工程造價的影響較大。
(2)深打垂直接地極
地鐵車站的接地網是由水平接地極和垂直接地極組成的立體接地網。流過大地的電流在均勻電阻率的土壤中呈半球形等位面擴散,深打垂直接地極可充分利用電流在垂直方向的擴散分量,將較大的電流引入大地的深層,同時增大了接地體與土壤的有效接觸面積。
(3)換土和使用降阻劑
當接地電阻達不到要求時,可對接地網埋設區域局部換土或使用降阻劑。置換土一般采用電阻率較低的土壤,如粘土、黑土等。降阻劑常見的有化學和物理兩大類,其表面有活性劑,能夠使接地體與土壤緊密接觸,形成足夠大的電流流通面。換土和使用降阻劑對降低接地電阻的效果比較明顯,但一般來看流失都比較嚴重,時效性相對較差,且降阻劑一般對接地體都有較強的腐蝕性。地鐵為百年工程,工程建成后一般沒有條件對地下車站接地系統進行置換。
(4)利用自然接地體
目前國內的城市軌道交通工程中,有些綜合接地系統的接地網在采用人工接地體的同時也利用了自然接地體。此方法適用于土壤電阻率較大的環境中,用于減小接地網的工頻接地電阻,投資小,效果較明顯。利用自然接地體又有兩種做法,其一是將車站綜合接地裝置直接與車站主體結構鋼筋進行電氣連接,使整個車站成為一個等電位的“法拉第籠”。其二是利用結構圍護樁鋼筋,按一定的距離將結構圍護樁內的鋼筋用鍍鋅扁鋼進行焊接,連成一圈接地體,而后將車站底板下埋設的人工接地體與這圈接地體進行電氣連接。
2.4、沈陽地鐵已開通線路的綜合接地設計情況
沈陽地鐵既有一、二號線車站接地裝置設計均未采取降阻劑的措施,也未利用自然接地體,僅利用了人工接地體。接地裝置與車站結構鋼筋絕緣。
2.5、設計方案
通過上述分析,考慮九號線綜合接地設計方案盡量與既有線路方案一致,對吉力湖街站和曹仲站采用利用結構圍護樁鋼筋降低工頻接地電阻的方案,同時以深打垂直接地極的方法做為實測電阻率仍不滿足要求時的補救措施。連接結構圍護樁鋼筋的做法見圖1和圖2。
圖1 利用鍍鋅扁鋼連接圍護樁鋼筋示意圖
圖2 利用鍍鋅扁鋼連接圍護樁鋼筋剖面圖
如圖所示,連接結構圍護樁鋼筋后,相當于將車站底板下埋設的人工接地體與結構圍護樁主筋及連接主筋的扁鋼構成的接地體進行了并聯。人工接地體采用的是材質為T2紫銅的扁銅排,考慮到不同金屬材質之間的電離反應,在焊接時要求采用熱熔焊,且搭接長度不小于100mm。我們對連接結構圍護樁鋼筋后的接地網接地電阻進行了核算,計算公式如下:
式中R——接地裝置的計算電阻,Ω;
——單根鋼筋體的接地電阻,Ω;
——結構圍護樁鋼筋的總電阻,Ω;
K——鋼筋體的形狀系數;
L——單根鋼筋體的長度,m;
n——做為接地體的結構圍護樁鋼筋的根數,根;
——結構圍護樁鋼筋之間的屏蔽系數。
根據核算,吉力湖街站及曹仲站采用利用結構圍護樁鋼筋降低工頻接地電阻的方案后,綜合接地裝置工頻接地電阻分別為0.56Ω和0.57Ω,均能滿足不大于1Ω的要求。
3、結束語
沈陽地鐵九號線工程吉力湖街站和曹仲站最終采用利用結構圍護樁鋼筋降低接地電阻的設計方案。對后續設計的車站,在設計綜合接地方案前應對綜合接地裝置的接地電阻進行核算,若不能滿足不大于1Ω要求,則也應進一步考慮采用其他措施。
綜合接地系統是城市軌道交通長期、安全、可靠運行的重要保障。因各地的地質條件差異很大,故選擇接地裝置的設計方案應因地制宜,以滿足功能要求為前提,適當考慮工程實施的可行性和經濟因素。
參考文獻
[1] 《地鐵設計規范》GB 50157-2003 北京:中國計劃出版社,2003
[2] 《民用建筑電氣設計規范》JGJ 16-2008 北京:中國建筑工業出版社,2008
[3] 《工業與民用配電設計手冊》-3版 北京:中國電力出版社,2005
關鍵詞:地下汽車庫誘導通風排煙 補風雙速風機設計
TU2
1 誘導通風系統概述 1.1與傳統通風方式比較傳統通風方式下,風管復雜龐大,不僅占用有效空間,還大大增加了土建投資和安裝費用,而且難以避免風管與其他管線(電纜橋架、消防噴淋管道等)的交叉問題。誘導通風系統的出現有效解決了上述這些問題,不僅可以保證車庫良好換氣,并減小通風管道占用車庫的有效層高。 1.2誘導通風系統的基本原理 誘導通風系統的噴嘴射出的氣流可視為等溫自由射流,由于射流邊界與周圍介質間的紊流動量交換,周圍空氣不斷被卷入,射流斷面的速度場從射流中心開始逐漸向邊界衰減,而各斷面總動量保持不變。
但現實環境中有許多非理想條件,如建筑物中有梁、柱等障礙物和來自各方向的其它自然氣流,所以在噴流的中心速度衰減至某一速度時必須有另一噴嘴來接力,從而形成整個空間產生流動的速度場。圖2為噴流射程與速度分布示意圖。
誘導通風系統包括送風風機、多臺誘導風機和排風風機,其中誘導風機由超薄箱體、低噪音前向多翼離心風機、可任意調節方向的噴嘴三部分組成。送風機提供新鮮空氣,誘導風機將室內空氣與之充分混合后,沿一定方向到達排風口,由排風機排出。如圖3
1.3誘導通風系統的特點 1.3.1節省空間,減少土建投資 一般誘導風機箱體僅250mm高,在梁間布置,直接吊掛于樓板下,可降低地下汽車庫設計層高約400mm,減少地下工程開挖費用和混凝土澆筑費用,使室內空間開闊,布局簡潔美觀。 1.3.2施工簡單,減少安裝費用 誘導風機體積小,重量輕,無需接管;安裝形式多樣,縱吊、橫吊、壁掛式均可;單相220V電源,配線簡易。
1.3.3管理方便,節省運行費用 由于無管路阻力損失,送、排風風機所需風壓低,使風機電機功率大幅下降。誘導風機采用高效低噪音風機、消聲箱和符合空氣動力學特性曲線的高速噴嘴,噪音較低,所用的高品質無油式軸承電機無需定期添加油,維修量很小。
1.3.4通風效果好 誘導通風系統能夠有效擾動周圍空氣,不易產生死角。當出現有害物滯留時,可隨時方便地調整噴嘴方向,以適應不同的建筑形式。室內空氣分布均勻,混合效果好,有害物經充分稀釋后平均濃度低。即使送、排風風機停止運行,誘導風機單獨運行也能使空氣流動。
2工程實例
2.1工程概況 某小區地下汽車庫共包括十二個防火分區,第六防火分區為移動電站和設備用房,其余防火分區為車庫。以第一防火分區為例說明。該防火分區層建筑面積約3940m2,層高3.6m,梁下凈高2.8m,地上28層為住宅。
2.2系統設計 由于該車庫層高較低,加上小區的室外敷設在汽車庫的頂板下,若采用傳統通風系統勢必會使室內凈空高度低于2.2m,根本無法滿足《汽車庫建筑設計規范》的最小凈高要求,而且滿布管道和橋架的頂棚會使整個車庫顯得擁擠壓抑,因此平時通風設計采用誘導通風系統。 該車庫設有火災自動報警系統、自動噴水系統和消火栓系統,形成1個防火分區,由于面積超過2000 m2,根據《汽車庫、修車庫、停車庫設計防火規范》第8.2.1條,以隔墻和頂棚下突出不小于0.5m的梁分成2個防煙分區,每個防煙分區面積均小于2 000m2,在每個防煙分區內設置1個排風排煙合用系統即可。參見圖4。
排風與排煙風機合二為一,選用雙速離心風機箱,可節約設備的初投資,還可根據汽車出入頻率切換高速和低速檔位進行調節,以節省運行費用。風機常年運行,故障易于發現并排除,確保系統安全可靠。排風與排煙系統共用部分風管,可減少管材用量和安裝費用,也為其他專業的管線布置留出了空間。 平時排煙防火閥開啟,排風通過誘導風機高速噴出氣流帶動周圍空氣,使大量新鮮空氣與室內空氣混合稀釋后,沿預設方向運動至排風口,由排風機排出室外。當某一防煙分區發生火災時,誘導風機關閉,風機在高速檔位運行進行排煙。當煙氣溫度超過280℃時,排煙防火閥自動關閉,同時風機停止運行。平時合用風管和風口的允許風速均按排風時考慮。 防煙分區1設1個機械送風系統,防煙分區2有直接通向室外的疏散出口,依靠車道自然進風。送風風機平時關閉,火災時運行。當送風溫度超過70℃時,風機入口處的防火閥自動關閉,同時風機停止運行。 2.3風量計算 地下汽車庫的通風量按稀釋廢氣量計算,排煙量按換氣次數不小于6次/h計算。設計機械排風按每輛車300m3/h的通風量設計,機械送風系統可用來補風, 補風量不小于排煙量的50%設計。風量,詳見表1。
2.機選型 送風機不需克服風管阻力,采用軸流風機;排風(煙)風機采用雙速離心風機箱,保證280℃時能連續工作30min,電機均為防爆型。 確定誘導風機的數量可參考表2,并根據具體情況進行計算。
本工程PF(Y)-1、P F(Y)-2系統均屬第3種類型,再按兩個噴嘴前后間距保持在17m以內的原則布置,數量見圖5。
2.5氣流組織 誘導通風系統的布置按送、排風風機的位置、停車方向等來組織氣流行程。誘導風機回風口與障礙物的間距不小于600mm,噴嘴出風口向下15°前無障礙物。風機吊裝高度以允許最低高度為宜,一般取箱體底部與梁底或管線底部相平,見圖6。
3結論 3.1在汽車庫層高受限,傳統方式布置有困難的場合,不妨采用誘導式系統解決可能出現的矛盾。 3.2誘導通風系統排風口處的CO濃度真實地代表了車庫內CO的最高濃度,在此設置CO濃度傳感器控制送、排風風機的風量及誘導風機的啟停,可進一步節省電力,降低運行費用。 綜上所述,只要合理劃分系統和布置誘導風機,誘導通風系統完全能夠滿足地下汽車庫的使用要求,是一種經濟可行的通風方式。
參考文獻
1 GB 50067-97汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范
2JGJ 100-98汽車庫建筑設計規范