地鐵通風及空調系統簡析及常見問題改進

文/尹俊鵬 中國水利水電第八工程局有限公司 湖南長沙 410000

地鐵項目規模較大，技術要求高，為保證正常的施工建設需要大量的資金支持，出于縮短地鐵投資回報周期的考量，有效降低各類地鐵費用支出。地鐵主管部門投入大量資源開展各類管控工作，取得了一定的工作成效，地鐵運營成本被控制在合理的范圍內。作為地鐵日常支出的重要組成，通風機空調系統日常能耗約占地鐵總能耗的50%左右，因此如何降低地鐵通風以及空調系統能耗，減少設備故障發生機率，延長通風空調系統核心部件的服務年限，就成為現階段地鐵管理部門在日常管理工作中必須要面對的現實問題。文章著眼于實際，在全面分析地鐵通風空調系統主要功能、技術特點的基礎上，進一步數據我國地鐵通風及空調系統的發展現狀以及常見故障問題，在此基礎上，結合過往有益經驗，積極進行技術創新，實現常見故障的科學處理，在保證地鐵通風及空調系統運行效果的基礎上，減少成本支出，保證常見問題處理的質效。

1、地鐵通風空調系統概述

對地鐵通風空調系統主要功能以及結構組成的梳理，有助于引導技術人員在思維層面形成系統全面的認知，對于后續相關地鐵通風及空調系統常見問題評估以及處理奠定了堅實基礎。

1.1 地鐵通風空調系統主要組成

目前地鐵通風系統組成結構較為簡單，主要可以劃分為隧道與車站兩部分，隧道通風系統根據用途的不同，又可以劃分為區間隧道以及車站隧道兩部分，隧道通風的主要作用在于提高地鐵隧道內的通風能力，同時實現隧道排煙補風功能。車站通風的主要作用根據不同區域的通風需求，進行空氣流通、溫度調節以及防煙排煙等操作。隨著技術的不斷成熟，為了滿足不同場景下的使用需求，地鐵通風空調系統可以根據需要，劃分隧道通風系統、車站公共區通風空調系統、車站管理及設備用房的通風空調系統、車站防排煙系統等。

1.2 地鐵通風空調系統的特點

地鐵系統通風與空調系統正常運行工況時控制地鐵系統內（車站和區間隧道）溫、濕度，為乘客提供過渡性舒適的乘車環境。列車阻塞在區間隧道時，對該區間隧道進行機械通風，提供列車空調系統運行所需的空氣冷卻能力，以維持列車內乘客可以接受的熱環境，緩解乘客的緊張情緒，為故障排除以及救援贏得時間[2]。地鐵系統內發生火災時，根據火災發生的具體情況，采取有效的排煙措施，誘導乘客安全撤離火災區域、協助消防人員進行滅火工作，設備、管理用房根據工藝要求，提供空調或通風換氣，滿足運行管理需要，通風空調系統設備采用技術先進、可靠性高、節省空間、便于安裝和維護、運行安全且高效低耗的設備。

2、地鐵通風及空調系統常見的問題

為進一步提升地鐵通風及空調系統常見問題處理能力，全面發揮通風及空調系統的技術優勢，工作人員有必要著眼于實際，厘清地鐵通風及空調系統常見故障問題，明確故障問題處理的主要方向，增強地鐵通風及空調系統故障處理的整體質效。

2.1 參數選用不合理

在地鐵空調和通風設備的設計、使用過程中，對于技術運用和材料設備參數的選擇不合理容易導致一系列問題。關于材料方面，如果作為空調通風用的管井隔墻材料使用不合理，質量系數不符合要求，會直接導致在砌筑通風管井時嚴實度不夠。在地鐵建筑施工時，排壓風井和正壓送風井之間一般需要砌筑一段隔離墻，墻面使用的材料是空心磚，一旦空心磚質量不符合要求，有一小部分的磚體破損的話，就會造成空氣滲漏進來。相關施工操作隊對于井壁兩邊有沒有及時的抹灰處理，系統調試時，就會導致排煙口往外送風。

2.2 結構施工難協調

地鐵空調設備設計施工主要有風管、風管部件、消聲器、靜壓箱、風閥等設備的安裝制作，對于風管和風管部件要做好基本的防腐和保溫處理，冷水機、多聯機空調、風機盤管等要做好組好檢查、安裝。但是由于在實際的設計安裝過程中，空調通風機構設置安排中不能協調各環節工作，導致材料的浪費，同時在質量安全方面也存在較大隱患。一般的像風機設備安裝參數、產品規格型號以及具體的到貨時間等沒有及時獲取，導致施工順序打亂，工程機構設計和安裝工序難以協調，土建中的預留位置、預留孔徑和孔數都難以確定，使空調結構安裝容易出現質量問題和安全隱患。同時，各環節工作不協調、不配合更是直接影響施工進度。

3、地鐵通風及空調系統常見問題的改進措施分析

地鐵通風及空調系統常見問題改進措施在實踐環節中的應用，有助于改善隧道通風排煙以及空調制冷面臨的技術難題，大大提升了地鐵通風及空調系統的技術能力，彌補過往設備缺陷。

3.1 做好相關參數的選擇以及優化

在進行地鐵隧道通風兼排煙系統優化的過程中，考慮到多種因素，在優化過程中，可以嘗試取消隧道排熱系統、地鐵軌道頂部排風道、地鐵軌道底部排風道等結構，一方面簡化了施工內容，縮小了土建規模，控制成本支出，另一方面，隧道風機的隧道排煙、散熱效果較好，可以實現功能性替代。除了進行這種結構優化之外，還可以進一步提高風道風速，降低風道橫截面積，通過這種方式大大增強了隧道通風與排煙效果，同時也能夠進一步減少整個項目的成本造價，避免地鐵施工對周邊其他建筑物產生影響。在對地鐵公共區域空調排煙系統進行優化的過程中，必須轉變思路，不能沿用傳統的計算方法，而是將系統設計參數進行重新定位，以確保公共區域通風空調兼排煙系統的運行質效。具體來看，工作人員可以通過監控二氧化碳濃度，根據監測結果，對地鐵內隧道電動閥門的開度進行控制，通過這種優化方式，減少新風引入體量，降低新風負載。考慮到地鐵站內部空間結構，在問題處理環節，可以嘗試取消回排風機，由于目前地鐵通常在公共區域設置兩個到四個出入口，這些出入口與室外相同，具有較強的通風能力，因此可以不再使用回排風機。在設備管理用房通風空調兼排煙系統問題處理以及優化的過程中，可以嘗試在有操作人員工作的空間內裝備新風空調系統，對于其他無人空間，則盡量使用通風系統，出于提升設備管理用房溫度控制能力的考量，對于部分空間可以加裝變頻聯機空調系統，采取分支系統方案，形成以通風為主，空調為輔的溫度控制機制，在保證空間內溫度、濕度控制能力的前提下，減少能耗，避免額外的費用支出。除了上述優化措施之外，還應當做好相應的明管施工優化工作。空調制冷循環水系統問題處理與優化過程中，可以采用風系統加水系統的控制機制，形成自動化的制冷循環控制方案。根據地鐵乘客數量調節風量循環體量以及循環時間，根據環境溫度來控制空調制冷循環水系統運行參數，通過這種方式，有效提升空調制冷能力。同時在這一過程中做好安裝技術優化工作，以保證各項制冷循環水系統得以有消聲設備的安裝根據現場的施工，在實際施工中，實際消聲設備包括管道消聲器、消聲靜壓箱、結構片式消聲器、金屬外殼消聲器等消聲設備，這些都是經過環保部門認可的單位生產的成品，施工方實際只是現場的搬運及組裝。

3.2 通風空調設備安裝工藝

風機安裝就位前，按設計圖紙并依據建筑物的軸線、邊線以及標高線放出基準線。將設備表面的油污、灰塵，和地腳螺栓預留孔內的雜物清掃干凈。整體安裝的風機，搬運和吊裝的繩索不得捆綁轉子和風機軸承，應按廠家提供的吊裝方案搬運和吊裝。風機吊裝時直接放在基礎之上，用墊鐵找平找正，墊鐵一般放置在地腳螺栓兩側，斜墊鐵必須成對使用。設備安裝好之后同一組墊鐵應點焊在一起，防止受力時松動。風機安裝必須考慮減震，安裝減震器，各組減震器負載壓縮量要均勻、不偏心，安裝后采取保護措施，防止損壞。通風機的軸必須保證水平度，風機與電動機用聯軸器連接時，兩軸中心線應在同一條直線上。通風機與電動機用三角皮帶進行傳動時進行找正，以保證電動機和通風機的軸線相互平行，并使兩個皮帶輪的中心線相吻合。三角皮帶的拉緊程度一般可用手敲打以裝好的皮帶中間，以稍有彈跳為為準。空調制冷設備主要包括冷凍水設備、冷卻水設備兩大部分。冷凍水的作用就是將冷水機組制冷的低溫水通過水泵的作用，經過管道傳遞給空調設備的表冷器，從而確保通過空調表冷器的空氣達到降溫效果。冷卻水設備的作用是水通過水泵作用將冷水機組在運行過程中產生的熱量傳遞給冷卻塔，由冷卻塔對其進行降溫，再回到冷水機組從而實現給冷水機組降溫的作用。序運轉，在進行管道安裝時一定要區分好各自設備的進水口和出水口，以保證循環流程的完整性。在冷凍水管道最高點安裝放氣閥，在最低點設置泄水閥。冷凍水管穿過需要封閉的防火、防爆墻體或樓板時，應設預埋管或防護套管，水管與防護套管之間，應用不燃且對人體無危害的柔性材料封堵。安裝在冷凍水管道上的各類閥門，操作手柄切勿朝下。分集水器要保溫。由于冷卻水和冷凍水一樣是有方向的，所以管道在與設備對接時，一定要確認清楚設備的進水口和出水口，通過規范化的安裝，確保各空調制冷設備得以有序運轉，滿足實際的使用需求。各種風閥的安裝施工準備：安裝現場的清理檢查。安裝部位的障礙物必須清理干凈，地面無雜物，風閥的標高已確定，已完成風閥放線和支架放線工作，經核對無誤。檢查預留孔洞是否正確，如有問題應及時與土建單位進行溝通，予以解決。基礎驗收：風閥安裝前應根據設計要求，對風閥構造柱進行檢查，確認構造柱間距、大小是否符合設計要求。臥室電動組合風閥的安裝：先將電動組合風閥安放在風閥的槽鋼基礎上，然后將固定角鋼與風閥基礎連接。立式電動組合風閥的安裝：風閥根據安裝位置的特點，若有預埋鋼板，則采用型鋼與其滿焊連接，若沒有預埋鋼板，才采用膨脹螺栓連接法，連接方式與臥式風閥基本相同。防火閥安裝：安裝時防火閥、排煙閥的安裝方向一定要正確，防火分區隔墻兩側的防火閥，距墻的距離不應大于200mm。防火閥、排煙閥的操作機構一般都是位于閥體兩側，安裝時一定要留有對閥體進行檢修和保養的空間。在一些安裝條件比較狹小的區域，為了便于防火閥的維修和保養，應與生產廠家聯系，對閥體的操作機構調整到閥體的頂部或底部。

3.3 地鐵通風及空調系統注意事項

對于風管管道的制作，管道彎曲半徑一定要符合規范，降低風管阻力，減少風系統噪聲；在進行風管的安裝之前，需要清理風管內部，使風管內部較為干凈，在完成風管安裝之后，應該臨時封堵風管開孔部位，使灰塵流入風管得到防止。對于風閥執行器內置熔斷片以及手柄，都應該使其設置在利于手動操作位置，使檢修與拆卸便利；對于防火閥，它的安裝位置還要符合要求，可以進行支架的單獨設置。全部風閥安裝完成，可以實施手動操作，查看開關的靈活程度，觀察手動復位的方便性；對于組合風閥以及消聲器的安裝，一定要全面考慮利于安裝、封堵以及維修與調試、零配件更換這些方面。風閥本體要盡力顯露于墻體外部，不對閥體四周進行封堵，對日后維修是有利的。對于底框四周，要用型鋼進行牢固固定，封堵材料還要符合防火要求，同時封堵還應嚴密。對于非對開型式具有方向性的組合風閥，在安裝的時候，要關注葉片方向；進行執行器的安裝時，需要固定牢固，它的安裝位置應該對手動操作與維修是有益的。通風系統還沒有進行開通之前，地鐵車站是較為封閉的一個地方，車站的相對濕度非常大，同時空氣流動性還差；還因為建筑施工造成的許多水蒸氣，沒有辦法進行按時的排除，不能確保環境濕度；尤其在每年的夏天季節，由于地下溫度與地面溫度具有大的差異，每種設備材料，主要是在金屬材料上面，能出現很多結露。

結語：

地鐵通風及空調系統探討以及常見問題改進措施的探討，實現了對過往經驗的有益梳理以及工作方法的大膽創新，逐步形成一個完整的技術機制，有效應對地鐵通風及空調系統常見問題，逐步彌補技術缺陷，更好地提升通風與溫度調控能力，在降低單位能耗的同時，延長了使用壽命，對于地鐵運行企業成本控制以及盈利能力的提升有著一定的積極作用。