淺談呼和浩特地鐵設計的防寒保溫措施

張雷

摘要：嚴寒地區地鐵內部的防寒保溫是地鐵設計必須解決的問題之一，呼和浩特市室外溫度較低，由于活塞效應引起出入口的冷風滲透，冬季運行時需提供乘客的新風量等因素帶入車站大量熱負荷，對保證室內溫度造成很大困擾，本文通過研究分析，冬季地鐵運行時采用閉式運行，乘客所需新風量利用區間排熱風進行預熱后送入站內，且通過出入口設置門簾、熱風幕等輔助措施減少出入口的冷風滲透可以有效的保證車站室內環境溫度的要求。

Cold protection and heat preservation in the cold area of the subway is one of the problems that must be solved in the subway design.In the cold area，the outdoor temperature of Huhehaote is very low.As the Diston effect causes the cold air infiltration in the entrance，the quantity of new air for passengers should be brought into the station during the winter operation.Through the research and analysis，the closed operation is adopted in the operation of the subway in winter。The new air required by the passenger can be sent into the station by the hot air of the interval，and the curtain of the entrance and the hot air curtain can be set up to reduce the cold air penetration of the entrance，thus effectively ensuring the station indoor environment temperature.

關鍵詞：地鐵；防寒保溫；冷風滲透

隨著人民生活水平的提高，人們對地鐵乘車環境的要求也越來越高，嚴寒地區冬季嚴寒且持續時間長，夏季短促且涼爽。因此，嚴寒地區地鐵的防寒保溫成為地鐵設計必須解決的問題之一，本文對呼和浩特市地鐵設計中的防寒保溫措施進行簡單介紹。

1.呼和浩特市氣候特征

呼和浩特市屬典型的溫帶大陸性氣候，其特點是冬季漫長而寒冷，少雪；夏季短而溫熱，降水集中，春季干旱多風，秋季日光充足，涼爽而短促；氣溫冷暖變化劇烈，降水少且集中，氣候干燥等。呼和浩特年平均氣溫6.7℃，最熱月平均氣溫22.3%，最冷月平均氣溫-11.6%，極端最高氣溫38.5%，屬嚴寒地區。

《地鐵設計規范》（GB50157-2013）第13.2.6及13.2.15條規定：“區間隧道內空氣冬季的平均溫度應低于當地地層的自然溫度，但最低溫度不宜低于5℃”“地下車站公共區冬季室內空氣計算溫度應低于當地地層的自然溫度，但最低溫度不宜低于12%。”。因此，在滿足規范要求的基礎上，并結合呼和氣候特征，需確定呼和浩特地鐵的方案保溫方式。

2.站臺門設置形式

目前，地鐵工程中地下車站通常采用的站臺門形式有全高非封閉站臺門和封閉站臺門兩種，另外伴隨著對地鐵工程節能意識的提高，又衍生出封閉/非封閉相互轉換式的站臺門形式（可調風口站臺門）。

根據呼和浩特市的氣候特點，地鐵采用電動可調風口站臺門通風系統進行設計，采用封、閉式相結合的運行方式，夏季充分利用列車運行的活塞效應對車站進行通風換氣，實現綠色節能的運行模式。冬季運行時，關閉電動可調風口，區間隧道通風系統利用區間兩端迂回風道閉式運行，可避免由于活塞效應從出入口進入大量新風造成公共區環境溫度過低，乘客所需新風量利用區間排熱風進行預熱后經過過濾器、凈化器處理后送人公共區和隧道區間。

3.防寒保溫措施

3.1、區間隧道

冬季區間隧道采用閉式運行，通過SES軟件模擬計算，全線各區間的環境平均溫度結果如下：

根據模擬計算結果可以看出，采用閉式運行時，冬季區間溫度滿足不小與5℃的要求。

在活塞風道人防門處設置電動防寒卷簾，冬季運行時，開啟電動防寒卷簾，使室外與站內環境分隔。

3.2、車站公共區

按規范要求閉式運行時車站公共區新風量每人不少于12.6m3/h，且不少于總送風量10%，冬季公共區的通風形式為

N1——區間軌行區空氣狀態點；

N2——車站公共區室內空氣狀態點；取12℃；

W——季室外新風；取-12.2℃；

C——一次混合風或室內排風；

O——新、排風混合或室內送風；

電動防寒卷簾

考慮到活塞風對公共區的影響，出人口最大漏風量按4m3/s計列，根據車站內乘客、照明燈具、廣告、燈箱、指示牌、自動扶梯、垂直電梯、自動售檢票機、站臺門、通信設備、銀行等設備發熱量通過熱平衡計算分析校核車站公共區室內溫度如下：

通過計算結果顯示，車站內設備發熱量及乘客本身散熱量基本滿足新風量及出入口漏風量溫升所需要的熱量，室內溫度基本滿足要求，并且可以通過以下幾種防寒措施減少出入口漏風量：

1）出入口通道設置電熱風幕

嚴寒地區地下車站出入口冬季由于受活塞風的沖擊，溫度會較低，尤其是出人口地面廳和靠近樓扶梯處，為防止冬季出入口溫度過低或者結冰，提高乘客舒適感以及保護出入口消防水管和電扶梯，在每個車站出入口靠近車站公共區部位考慮設置電熱風幕。其布置形式如下圖所示。

2）出入口設置門簾措施

出入口處設置門簾（布簾、塑料簾）可有效的阻擋由于列車活塞風作用從出人口引入的冷風，保證車站公共區的舒適度，成本較低；其缺點是當車站發生火災時，不利于人員疏散以及事故工況下補風的引入，而且影響出入口的美觀。

3）通過將出入口設置成轉彎形式

車站出入口在有條件的情況下設置成轉彎形式（即出人口呈90°布置方式，避免由公共區直出室外），冷風通過出入口吹至拐角處起到泄壓的作用，對車站公共區影響較小。但往往受地面條件限制，難以實現此種布置形式，故在有條件的車站可考慮出入口轉彎的布置形式。

4、區間隧道出地面峒口的保暖措施

結合呼和浩特市冬季嚴寒的氣候特點及規范要求，為避免本工程兩端出入段線區間隧道的隧道峒口范圍內，區間隧道溫度過低，造成其它管道及運營困難。因此，本次研究考慮在出入段線區間隧道峒口端頭位置5米—10米處，設置防寒門+電熱風幕的方案。

出入段線區間隧道峒口的運行方案：當列車早晚收發車時，防寒門及電熱風幕開啟，盡量減少列車活塞效應引起的冷風滲入；當列車正常運營及夜間停運時，關閉防寒門，間歇性開啟電熱風幕，減少冷風滲入，從而保證區間隧道溫度及防寒門的結露現象。

5、設備管理用房

為保證工作人員有一個較為舒適的工作環境，對于管理辦公用房、有人長期停留的場所及存在管道凍結隱患的泵房、衛生間及盥洗間等房間，冬季采用溫控型電暖器采暖以保證房間溫度要求。

結論：通過以上計算分析研究，呼和浩特市地鐵通風系統采用可調風口站臺門的系統形式，冬季采用閉式運行，乘客所需新風量利用區間排熱風及站內回風進行預熱后送人區間及車站，并通過出入口設置輔助措施減少冷風滲入可以有效的保證車站室內環境的溫度要求，實際運行效果待車站運行后進行測試驗證，根據驗證結果再對運行方式進行具體調整，作為設計，應不斷的對地鐵的運行模式進行仔細研究，全程跟蹤，爭取最優的運行策略，更好的為地鐵事業進行服務。