簡析地鐵通風空調系統的設計特點

1.徐越璐 2.石宸宇

1.沈陽鐵道勘察設計院有限公司 2.北京中環世紀工程設計有限責任公司遼寧分公司

簡析地鐵通風空調系統的設計特點

1.徐越璐 2.石宸宇

1.沈陽鐵道勘察設計院有限公司 2.北京中環世紀工程設計有限責任公司遼寧分公司

隨著我國經濟社會的進步以及發展，我國城市軌道交通工程的建設也在如火如荼的進行，本文筆者則從實際出發論述地鐵通風空調系統的相關設計方法。

地鐵通風；空調；系統；設計

引言

我國是人口大國，對于能源的需求量較大，尤其是不可再生能源方面，供給與需求矛盾較大。地鐵作為主要的公共交通運行工具，通風和空調系統在節能方面的設計不足將產生嚴重的耗能問題。因此對地鐵通風與空調系統設計及施工常見問題做出分析研究，有利于進一步控制能耗消耗。

1、設計依據

對于任意一個車站，都需要依照通風空調系統相關設計規范展開工作，充分結合車站的土建特點、資金投資情況進行通風空調設計，合理布置通風空調系統。主要設計依據有通風空調系統的使用功能、與地鐵站的契合程度以及相關技術要求，設計人員應當嚴格遵循國家制定的規程、規范以及設計標準。

2、地鐵通風空調系統主要功能

對于地鐵車站與區間隧道來講，大部分都是比較狹長的地下建筑，只有車站各出入口、新、排風井以及活塞風井，是與外界相通的，其余基本上都是與外界隔絕。地鐵運營過程中，大量乘客集散產生廢氣和熱量，同時，設備運行產生熱量不斷的散發到車站內以及列車往返運行，產生大量的熱被帶入車站內及區間，由于地層的蓄熱作用將導致地鐵車站、區間隧道內溫度不斷升高，另外地鐵在區間內運行過程中將產生活塞效應，必須進行有效的氣流組織，避免對車站負荷產生不利影響。此外，考慮到在地下空間內發生列車阻塞或火災等一些緊急情況時，救援工作難度大，環境極易惡化，必須為疏散救援提供足夠的時間及有利的條件。鑒于地鐵環境的上述特點，要求地鐵通風空調系統在設計過程中必須滿足以下功能：地鐵通風空調系統正常運行中，能夠合理調節車站公共區溫度、濕度，為乘客提供一個由地面至列車的舒適的過渡環境;能夠滿足地鐵車站內各種設備正常運行的溫度、濕度或是通風換氣要求以及管理用房溫度、濕度要求，為各系統設備正常平穩運行提供環境保障、為地鐵運營工作人員提供舒適的工作環境;當列車在區間隧道發生阻塞時，系統可以向阻塞區間提供一定量的新風，保證列車空調冷凝器可以繼續運行，以便為列車內乘客在短時間內提供一個相對舒適的環境;在車站或區間隧道發生火災的緊急情況下，能夠立即開啟火災模式，排煙系統立即運行，有效排出煙霧等有害氣體，為乘客安全撤離以及提供滅火環境創造條件。

3、地鐵通風空調系統的設計

3.1 隧道通風系統

隧道通風系統分為區間隧道通風系統和車站隧道通風系統兩部分。隧道通風系統設計的意義在于：列車正常運營時排除隧道內的余熱余濕和滿足隧道內換氣次數和溫度要求；列車阻塞時向阻塞區間提供一定的通風量，控制隧道溫度以滿足列車空調器仍能正常運行的要求；列車火災時及時排除煙氣和控制煙氣流向，誘導乘客安全撤離火災區域。本站區間隧道按單活塞系統于車站兩端分別設置1條活塞風道以及相應的風井，作為正常運行時依靠列車活塞作用實現隧道與外界通風換氣的通道；同時，在隧道與其相對應的活塞風井之間還設置了一套隧道風機裝置，該裝置在無列車活塞作用時對隧道進行機械通風。而且在設置上要求車站每端兩套隧道風機裝置可互為備用。通過對設于活塞通風風道以及機械通風風道上的各個組合風閥的開閉與隧道風機啟停的各種組合，構成多種運行模式，滿足不同的運營工況要求。本站車站隧道通風系統，由兩臺排熱風機、列車頂和站臺下的土建風道及相應風閥組成，列車頂排風道設置開口向下的排風口，站臺下排風道設置朝向軌道的排風口。車站隧道排熱風機變頻運行。在正常工況下，對車軌區進行排熱通風。當站臺發生火災時，打開一側屏蔽門，排熱風機、列車軌頂及軌底排風道風閥開啟，與車站排煙風機一起對站臺進行排煙。當區間發生火災時，車站隧道通風系統根據相應的模式進行聯動。

3.2 優化節能設計

地鐵運行中必不可少的是通風和空調設備的安裝、運行，但是由于其能耗巨大，對于電量需求大，需要注重節能設計。有科學統計表明，地鐵內部空調和通風裝置的耗電量達到整個地鐵站的百分之六七十，因而降低地鐵空調能耗是主要任務。關于地鐵通風空調節能方面，首先需要做好基本的客流量統計，劃時段統計，數據來源可以參考檢票系統等，對客流量預估統計后，將數據進行科學處理分析。在空調設備選用時可以選擇具有變頻調控功能的組合空調機或新風機等。這種主要是在設備送風量和轉速等方面控制能耗，減輕地鐵通風空調設備負荷。地鐵運行中，最主要的能耗在空調通風上，需要從根本上上解決這個問題，就要根據實際的載客量，調試系統，選用合理設備。

3.3 地鐵車站客流與空調負荷調查統計分析

根據我國已建的地鐵車站的實際運行情況，發現車站逐時客流基于全天不同時間段存在很大程度的變化。具體表現為：車站逐時冷負荷隨車站逐時客流的改變而改變，在認真計算車站逐時冷負荷的條件下，顯示車站逐時冷負荷全天大多數時段都處在60%到70%高峰冷負荷當中。在地鐵車站逐時冷負荷發生改變的條件下，通過對車站逐時空調送風量的認真計算，顯示車站逐時空調送風量相比高峰空調送風量存在很大程度的改變。所以，從地鐵車站客流與空調負荷調查統計結果來看，有必要針對地鐵車站通風空調采取優化設計措施，進而確保地鐵車站通風空調能耗得到有效降低。

4、結語

新的發展形勢下做好地鐵建設工作具有重要的現實意義。地鐵空調系統設計好壞是評價一個地鐵車站設計質量的重要指標。好的空調設計在保證空調效果的同時能使土建規模減小，運行費用降低。在進行地鐵車站通風空調設計時：要結合土建情況采用合適的系統形式。在土建配合階段考慮好系統房間的布置，使管線盡可能短而直。在設計計算過程中要嚴格按照要求來進行計算選型，選擇最合適的設備。地鐵車站設計過程中應盡可能跟相關專家溝通交流，落實好他們的意見，這樣才能促進車站通風空調系統設計工作者的進步，從而做好對通風空調系統設計方案的優化工作。

[1]林曉偉，王俠.地鐵通風空調系統的優化控制[J].城市軌道交通研究，2012，(11)：100-104.

[2]趙軼.地鐵火災煙氣數值模擬及通風控制[D].大連交通大學，2009.