探究地鐵通風空調系統的優化控制

馬宏劍，黃圣

（1.武漢地鐵集團有限公司；2.湖北省電力勘測設計院，湖北 武漢 430070）

地鐵空調系統在地鐵中應用的主要作用就是加強對空氣濕度、空氣質量、溫度以及流速的控制，進而為人們提供舒適的人工環境，提升舒適度，滿足顧客的實際需求。在地鐵運行中，會產生一定的活塞效應，這樣就會直接的增加地鐵的負荷水平。如果在地鐵中出現一些重大的安全事故，就會誘發嚴重的后果，對此，強化對地鐵通風空調系統的研究，可以在根本上提升我國交通發展，對于地鐵清潔優化、設備的正常運行有著重要的作用。

1 地鐵通風空調系統概述

在地鐵的運行中地鐵通風空調系統有著較為重要的作用，其直接影響著整個地鐵的運行質量與效果，地鐵的中央空調的主要結構如圖1。

圖1 地鐵中央空調主要結構圖

1.1 地鐵通風空調系統的功能

地鐵空調系統是地鐵內部的重要設備，其主要的功能與作用就是對地鐵內部環境進行優化與調節，對于空氣的溫度、濕度以及空氣流速、空氣壓力有著控制與平衡的作用。在列車運行過程中，如果在特定的區間中受到阻塞，地鐵的空調系統就會自動的提供合適的通風量，保障列車在整個區間中的穩定運行，這對于地鐵的安全運行有著積極的作用。同時，在地鐵出現火災等嚴重的問題與安全隱患的時候，地鐵的通風空調系統也會及時預警，保障地鐵內部環境的平衡性，及時補給新鮮、充足的空氣。而在地鐵運行中各種設備對于空氣溫度、濕度以及壓力等有著嚴格的要求，地鐵通風空調系統也可以為設備的運行與保養提供基礎，延長地鐵設備的應用壽命與期限。

1.2 地鐵通風空調系統的構成

地鐵通風空調系統主要就是通過四個部分構成的，這些部分主要的作用就是保障氣體可以充分的置換以及流動。第一，地鐵公共區域空調以及排煙系統，此系統主要就是對地鐵公共區域中日常空氣流轉置換，在一些突發的應急狀況之下，如火災等問題中及時排放煙氣，保障室內空氣的有效流通；第二，地鐵設備管理用房空調以及排煙系統，此系統主要的作用就是加強對地鐵的主要控制室以及設備管理用房中的空氣管理調節，進行排煙等操作的系統設置，進而保障地鐵的穩定運行；第三，隧道通風空調以及排煙系統，此系統主要就是在地鐵運行的隧道以及管道中進行空氣的調節以及排煙系統的設置與管理；第四，地鐵空調冷水循環系統，此系統的主要作用就是為地鐵空調提供支持與保障。

1.3 地鐵通風空調系統的基礎原理

地鐵車站通風空調主要就是通過大系統、小系統以及水系統三個方面構成。其中大系統以及小系統的主要作用就是對車站公共區域以及設備管理用房中的一些通風系統、排風系統以及車站溫濕度進行合理的控制；水系統作為整個車站空調系統的基礎設備，其主要的作用就是為地鐵提供冷源，保障空調機組可以實現熱交換，進而實現整個地鐵車站的溫度調節與控制。

2 地鐵通風空調系統分析

2.1 閉式地鐵通風空調系統

20世紀70年代，在科學技術的發展過程中，地鐵的通風空調系統逐漸的應用了空調制冷模式，此系統就是一種閉式系統，相對較為常見，在整個地鐵系統中主要就是通過集成模式以及常規模式實現操作。其中集成模式就是通過傳統的具有開放性特征的風道系統在排風道中加入表冷器以及過濾器兩種空氣處理設備實現；而常規模式就是通過對地鐵系統地面中的建筑空調設計的基礎原理，將地鐵車站以及相關區間環控制系統進行系統的分割，其中區間應用的就是機械通風系統，地鐵車站主要應用的就是空調系統，這樣可以實現降溫以及保溫性能的最大化。

2.2 開式地鐵通風空調系統

在一些早期的地鐵車站中，因為其規模以及自動化程度因素的影響，多數都應用了開放式的地鐵通風系統，在不同的區間以及地鐵站之間并沒有完善的機械通風系統。

在科技的發展過程中，這種傳統的模式逐漸的被淘汰，被設置機械通風系統所取代。而在地鐵車站的兩端進行風機的設置，保障地鐵車站可以在正常狀況之下實現通風置換，在一些較為特殊的狀況之下可以對整個地鐵空調系統進行緊急處置。機械通風系統可以滿足地鐵在不同狀況中通風置換的實際需求，保障整個地鐵的穩定運行，但是機械通風系統在建筑中要耗費大量的成本。

2.3 屏蔽門地鐵通風空調系統

這是一種基于國內外地鐵線路以及車站的建設經驗中優化與完善的空調系統，屏蔽門地鐵通風空調系統的應用轉變了傳統的地鐵通風系統，開啟了地鐵通風空調系統的新紀元。

在實踐中，通過對地鐵車站、隧道以及站臺之間的間隔，基于區間活塞風對整個地鐵區間中的溫度以及速度進行干擾，可以降低空調運行過程中的冷負荷，可以保障整個地鐵空調系統的穩定運行。但是在實踐中因為屏蔽門系統將車站、隧道以及站臺進行了隔離，導致自然風利用效率降低。

3 地鐵通風空調系統的優化設計措施

通過上文分析可以了解到，在現階段的地鐵通風空調系統設計中還是存在一定的問題與不足的，在地鐵的設計、運行控制等諸多領域存在較為顯著的問題，整個地鐵通風空調系統還是存在較為嚴重的能源消耗問題，地鐵的美觀度以及噪音等有著一定的問題，對此在實踐中必須要探究完善有效的設計方式與手段。因此，可以綜合以下幾點對其進行合理設計。

3.1 冷水機群控系統的應用

冷水機群控就是在地鐵通風空調系統運行中，通過自動化的控制技術，在制冷站內部設備運行過程中配置對應的自動化設備處理，加強對內部設備的控制，實現其高效運行。在實踐中，此系統會通過對各種信息信號的收集與處理，通過交互式的遠程控制方式，基于地鐵的實際狀況加強對空調系統的調節與控股，進而保障整個地鐵系統在低能耗以及高效率的狀況中穩定運行。在現階段，北京地鐵站就應用了冷水機群控系統，此種系統初步的實現了對整個地鐵通風空調系統的智能化監控與管理，在地鐵的運行中可以綜合實際狀況對其進行適當的溫度調節，此種方式有效的轉變了傳統地鐵空調系統的資源消耗問題。

3.2 合理應用地鐵通風空調空氣凈化器

在地鐵空調通風系統的設計過程中，空氣凈化器有著較為重要的作用，其主要的功能就是加強對空氣的凈化處理以及過濾，在空氣凈化工作開展中應用空調靜電凈化技術主要的工作原理，就是通過電暈帶電技術將空氣中粉塵通過靜電捕捉到系統的集塵器之上，再利用清灰以及清降的方式凈化空氣。靜電凈化技術在地鐵通風空調系統中應用可以實現對一些微小顆粒、細菌微生物以及有機化物體的控制與凈化處理，進而實現地鐵通風空調系統的優化設計，保障地鐵的良好環境。

3.3 采用新型通風可調屏蔽門

新型的屏蔽門系統利用調屏蔽門，將地鐵區間以及車站空間中的風機進行合用，可以滿足不同狀況之下的風量以及風壓需求，在地鐵通風空調系統的風道中就可以對其系統管理，在地鐵通風空調系統中有著較為顯著的效果。

4 結語

通過對現有地鐵通風空調系統的分析，綜合實際狀況提出了幾點優化設計方案，希望可以有效的解決現階段地鐵空間的設置局限與不足。在今后的發展中必須要對地鐵地上建筑以及地鐵通風空調系統自動化技術進行充分融合，推動整個地鐵通風空調系統的穩定發展。

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