對軌道交通地下站點通風系統節能的分析

摘 要：隨著交通運輸的發展，公路交通已經無法滿足人們的需求，而地鐵成為了許多大城市重點發展的交通工具。但是由于地鐵大多在地底20多米的深處，地面空氣無法流入地下，所以必須使用通風系統來維持地鐵站臺和車內的空氣流通。然而，由于地鐵站內部空間巨大，要進行連續不斷的抽取空氣，需要消耗巨大的能量。本文通過對地鐵站內通風空調工作狀況進行分析研究，總結出幾點方法，能有效減少通風系統的能源消耗[1]。

關鍵詞：軌道交通；通風系統；節能

引言：隨著地球能源的不斷使用，很多能源已經面臨枯竭，為了人類社會的可持續發展，就要減少對不可再生能源的使用。軌道交通作為城市交通中速度最快、載人最多的交通方式已經被很多國家大力發展。但是由于地下氧氣不足，需要使用通風設備進行空氣流通，通風設備在運行過程中能量消耗巨大，所以要對這種情況進行改善。地鐵系統在運行過程中，有時會造成能源浪費，為了最大程度節約能源，本文對地鐵通風系統進行研究，并提出有效的節能措施。

一、地鐵通風系統情況

（一）地鐵通風系統組成

地鐵的通風系統由兩個部分組成分別是隧道區間和站臺空間，由于二者的通風要求不同，所以對于二者要分開考慮[2]。

地鐵通風系統主要由四部分組成，分別為：車站站廳和站臺的空調通風排煙系統；車站設備房間的通風排煙系統；空調用水循環系統；區間隧道活塞通風、機械通風系統。四個系統共同構成地鐵通風系統，并保證整個地鐵系統的高效平穩運行。

（二）地鐵通風系統的運行狀態

我國的地鐵已經有了60多年的發展歷史，通風形式有三個發展階段：開式、閉式和屏蔽門式。下文對三種形式的工作狀況進行詳細說明。

1開式通風系統

開式通風系統是我國最早的地鐵通風系統，由于當時技術水平的限制，早期的地鐵都是用開式系統。開式系統是利用機械或者活塞效應，讓地鐵內部和外部進行空氣交換并利用外界空氣對地鐵站和地鐵隧道進行冷卻。開式系統的投資和運行費用非常少，但是地鐵區間的通風需求并沒有得到有效控制，這套系統也不能滿足地鐵系統的通風要求。

2閉式通風系統

開式系統在實際應用中效果并不理想，所以沒有得到長期使用，只是作為地鐵剛開始進行換氣實驗的系統。隨著科技的發展，地鐵通風系統出現了新的系統：閉式系統。閉式系統不進行空氣的直接交換，只引入乘客所需要的新鮮空氣，通風系統由空調系統吹風完成，而隧道的冷卻依靠活塞效應產生的冷風來實現。閉式系統有效解決了地鐵的通風換氣工作，地鐵系統的通風也能得到有效控制。但是，閉式系統所占空間比較大，浪費的人力資源也相當多，最后被屏蔽門式通風系統所替代[3]。

3屏蔽門式通風系統

在車站與地鐵隧道之間安裝屏蔽門既解決了地鐵安全問題也使車站站臺與隧道隔開分別進行通風。而隧道中則使用隧道通風和活塞通風相結合的方法，站臺利用空調系統進行直接調控。這樣隧道和站臺之間除了屏蔽門開啟時進行少量的空氣流通，其他時間不受活塞風的影響。當前屏蔽門式通風系統正在被廣泛使用。

二、地鐵通風系統的節能措施

屏蔽門系統作為當前我國地鐵使用的主流通風方式，其實用性和技術含量與前兩代相比有較大提升，但是這個系統需要24小時不間斷工作，也造成了一定的能源資源浪費，但是屏蔽門系統還有一定的節能潛力，需要對其進行深入研究，使這種方法更加節能。

（一）做好設計規劃

節能要從源頭開始，地鐵運行都有一定的規劃，以北京地鐵為例，北京地鐵的運行時間段是早上6點到晚上11點，而在11點以后地鐵通風系統就可以關閉了，或者減小輸出功率，來達到節約資源的目的。而北京這座城市生活及交通方式都非常規律，從早上6點開始，開始進入早高峰，到了9點以后，地鐵中幾乎沒有人或只有很少的人，這時地鐵站內對于空氣的需求沒有這么大，可以適量減少出風口開啟數量，減少電能消耗等到快要到達午高峰時再全部開啟。這樣根據地鐵站內對空氣的需求進行通風可以有效減少能源消耗。

其次，在裝配空調系統時就要對地鐵站內所需空氣進行評測，采用適合馬力的空調進行空氣流通也能減少消耗。空調的出風系統中，有些是利用管道進行出風，而管道一旦有直角就會直接減少空氣流速，所以，換氣的管道盡量不要使用直角拐彎。

（二）控制通風系統水量

在地鐵的通風空調系統的能源消耗中，很大一部分都是空調水系統消耗的，并且水系統中的水量越多，能耗也就越大。當前的空調系統所使用的冷卻水泵是根據空調的最大負荷設計的，而在平時的運行中，空調系統一般處于低負荷運轉狀態。所以，為了減小能耗，有必要對空調水系統中的水量進行控制，達到合理水平即可[4]。

（三）結合監控設備聯合控制通風系統

當前隨著科學技術的不斷進步，電子監控的功能也越來越多，我國地鐵站的監控系統一般處于上等水平能夠對乘客數量多少進行分析。可以將電子監控的分析功能與空調通風系統的控制系統相結合，依據電子監控的分析數據，通風系統進行自動調控，有效降低能耗。

（四）使用高新技術，減少能源消耗

當前，變頻技術已經廣泛應用到家庭空調中，它可以配合智能設備對空氣進行分析從而改變空調的運行負荷，這種智能的變頻技術能夠大幅度減少能源消耗，在地鐵通風系統中可以通過對地鐵站內氣壓和氧氣含量的分析，決定空調的開啟馬力，這樣就能對通風系統達到智能控制。

結論：通過對通風系統的開啟時間進行相應規劃，對通風空調的水量進行合理控制，再利用當前的新技術使通風系統能夠進行智能調節達到節省能源的目的。減少公共交通中的能源消耗大有可為，隨著技術的進步，能源消耗將會不斷降低，通過對通風系統進行改善，可以積累經驗，逐步改善公共交通系統中其他高耗能項目，能達到能源資源可持續發展的目的[5]。

參考文獻

[1]李國慶.城市軌道交通通風空調系統應直面電力緊缺的挑戰[J].都市快軌交通，2014，05：6-8.

[2]李國慶.城軌交通暗挖車站新型通風空調系統及其應用[J].都市快軌交通，2015，03：67-71.

[3]袁琦，胡松濤.我國軌道交通車輛空調系統技術發展現狀及趨勢分析[J].中國鐵路，2014，10：64-66.

[4]陳進杰，陳峰，梁青槐，高桂鳳.城市軌道交通全壽命周期成本分析[J].交通運輸工程學報，2010，01：82-87.

[5]杜娟.《城市軌道交通通風空調新技術及應用》一書出版發行[J].都市快軌交通，2014，06：45.

作者簡介

周曉翔（1987.10--）；性別：男，籍貫：江蘇省蘇州人，學歷：本科，畢業于西北工業大學；現有職稱：助理工程師；研究方向：機電工程。

（作者單位：蘇州市軌道交通集團有限公司運營分公司）