用于地鐵的可調通風型站臺門系統綜合技術研究

郭偉

摘 要：用于地鐵的可調通風型站臺門系統，不僅包含通風水電專業專業，還包含了屏蔽門專業、FAS/BAS 專業、供電專業、房建專業等相關專業。它是以通風空調專業為基礎，密切結合屏蔽門專業而構建的一種可調通風型站臺門系統，該系統不僅能夠滿足地鐵中的傳統通風空調系統的功能要求，而且可以適應不同地區的氣象參數，滿足更多地區地鐵功能要求的同時，更加節能。

關鍵詞：可調通風型站臺門系統;通風空調;模擬;節能;經濟性分析

1傳統屏蔽門通風空調系統方案

（1）區間隧道通風系統

隧道通風系統為機械通風結合活塞通風。

車站兩端對應于每一區間隧道各設一條區間活塞/事故風道，通過活塞/事故風閥與相對應的區間隧道連通。每條風道內設置一臺區間事故風機后設置與風機聯動的事故風閥，風機旁邊的過流面積滿足活塞通風要求，在該過流斷面上設置活塞風閥。兩條風道之間通過風閥可以連通，通過開啟和關閉不同的閥門，可以實現活塞通風工況，或者兩臺區間事故風機對同一區間隧道進行通風或排煙的工況。

（2）車站軌行區排熱系統（兼排煙）

在車站軌行區，設置列車頂和站臺下排風系統，以排除部分列車余熱。在列車頂和站臺下分別設置排風道，與排熱風機相連通。排熱風機布置于車站兩端， 每端一臺，配置變頻器。風機前后設置消聲器。

（3）車站公共區通風空調系統（兼排煙，簡稱大系統）

車站大系統采用全空氣一次回風空調系統，在站廳層兩端設通風空調機房， 各負擔車站一半公共區的通風空調。機房內設置組合式空調機組，回/排風機（兼排煙）和空調新風機（小新風機）。組合式空調機組和回/排風機均配置變頻器。回排風機數量和組合式空調機組一一對應。回排風機兼做車站排煙，也可單獨設置排煙風機。站臺排煙時，排熱風機同時運行排除煙氣。

（4）車站設備管理用房通風空調系統（兼排煙，簡稱小系統）

車站設備管理用房通風空調系統單獨設置，設備管理用房根據運營及工藝要求設置雙風機全空氣空調系統或通風系統。進、排風亭分別與公共區通風空調系統風亭共用。系統進風應直接采自大氣，排風宜直接排出地面。設備管理用房區的排煙系統單獨設置，送風系統兼做排煙時的補風系統。

（5）空調冷凍水系統（簡稱水系統）

空調冷凍水系統采用一次泵系統。冷凍站集中設置在車站一端制冷機房內。車站公共區應根據各車站冷負荷選擇兩臺具有相同制冷能力的水冷螺桿式冷水機組。車站設備管理用房的空調系統冷源根據空調需要運行時間上的差異，列車停運后夜間需要運行的房間負荷所占車站總負荷的比例大小考慮是否采用獨立的水冷冷水機組。

空調機組設置電動二通閥，供回水干管或集水器和分水器間設置壓差式旁通閥。冷凍水系統的定壓、補水采用膨脹水箱，膨脹水箱可置于地面上。

2可調通風型站臺門系統方案

（1）系統構成

A 是在站臺層全高安全門上方設置可啟閉的百葉，在固定門下方也設置可啟閉的百葉。在冬季嚴寒季節閉式運行期間，關閉全高安全門上方和下方的百葉， 切斷出入口活塞風，這樣有利于站廳、站臺和區間溫度的提升。

B 由于屏蔽門系統割斷了出入口活塞風，同時也就切斷了車站和區間的新風渠道，故需要在此期間對車站和區間送新風，以滿足人員最小新風要求。車站和區間的新風井可以和設備及管理用房新風井合并設置。

（2）系統模式

采用屏蔽/安全門系統后，通風系統全年運行模式如下：

A 夏季及過渡季運行模式（此模式與全高安全門開式通風系統相同）

a 機械通風：開啟車站排風機對車站公共區進行排風，開啟車站進站端的活塞風道、關閉迂回風道，利用列車運行活塞效應及室內負壓，從出入口及活塞風道引入室外冷空氣，吸收列車區間發熱后，從車站排風系統排出。

b 活塞通風：關閉車站排風機，關閉迂回風道，開啟進站端活塞風道，通過列車活塞效應從活塞風道和出入口引進新風。

c 閉式運行：關閉車站排風機，關閉活塞風道，開啟迂回風道，依靠列車活塞效應從出入口引入室外空氣。

以上模式可以根據具體情況，由運營管理人員以節能為原則進行選擇，一般是：車站溫度較高時采用機械通風，車站溫度不高時采用活塞通風，室外溫度過高時采用閉式運行。

B 冬季運行模式

活塞通風：關閉車站通風機，開啟車站出站端的活塞風道、關閉迂回風道， 開啟出入口熱風幕，利用列車運行活塞效應，從活塞風道引入室外冷空氣，直接進入區間隧道，吸收列車區間發熱后，從下一車站的活塞風道排出。

b 閉式運行：關閉車站排風機，關閉活塞風道，開啟迂回風道，依靠列車活塞效應從出入口引入室外空氣。

c 屏蔽門系統：關閉車站排風機，打開迂回風道，關閉可調通風型站臺門上、下方百葉（安全門轉化成屏蔽門），同時開啟車站新風機給車站和區間送新風，以滿足人員最小新風量要求。

以上模式也可以根據具體情況，由運營管理人員以節能為原則進行選擇，一般是：室外溫度較高時盡量采用活塞通風，室外溫度較低時可以采用閉式運行， 室外溫度很低時，采用屏蔽門系統。

（3）可調通風型站臺門系統的主要優點

對于嚴寒地區的地鐵工程，可調通風型站臺門系統與傳統的開式通風系統相比，最大的優點是在冬季的嚴寒時段可以提高車站和區間的溫度，適合東北地區冬夏溫差大的特點，同時也是在車站不供暖的前提下最大程度滿足嚴冬季節地下空間溫度的有效措施，也是減少給排水系統電伴熱敷設長度的有效保證。

（4）新系統車站公共區溫度估算

雖然在初步設計階段的系統溫度計算文件中給出了車站和區間在相應時段的平均溫度值，但是那是在冬季活塞通風工況下算出來的，對于安全門轉化成屏蔽門以后的閉式運行時段，車站公共區溫度還是可以估算出來的。具體過程如下：

估算的手段還是把車站公共區看做一個房間系統，通過系統得熱量和失熱量的平衡來試算其溫度。估算前需要確立以下幾點：

A.計算以乘客較少的初期車站為對象，這樣計算的溫度可以表示全線車站冬季嚴寒季節的最低溫度。

B.計算的溫度條件：由于列車發熱量不能通過活塞風傳至站外，故區間的溫度可取 5℃。室外溫度取-23℃。

C.除出入口外，車站和區間均深埋地下，土壤傳熱不計。

D.出入口開啟電熱風幕，站廳溫度高于站臺，站廳和出入口散熱量以及站廳的新風負荷由站廳得熱量和電熱風幕負擔，站廳與站臺之間沒有熱量傳遞。

由此，就簡化成站臺溫度的計算：

（1）站臺得熱量

設站臺的面積為 1000m2，站臺上人員數量為 200 人。

A 燈具、廣告、設備等發熱量：25x1000=25Kw B 人員發熱量：200x145=29Kw

由此站臺總得熱量為 54Kw。

（2）站臺失熱量

計算思路是設一個站臺層溫度，再計算站臺失熱量，使得失熱量和上面計算的得熱量相等的溫度即為站臺溫度。這是一個校核計算的過程。

A 安全門對區間失熱量：這個失熱量雖然計算比較麻煩，但可以簡單處理， 設站臺溫度為 12℃、安全門綜合傳熱對流系數為 3w/m2℃、安全門面積取 750 m2， 則失熱量為 3x750x（12-5）=15.7Kw

B 人員新風負荷：200x12.6/3600x1.2x1.01x（12+23）=30Kw

由此站臺總得熱量為 45.7Kw，小于站臺得熱量，說明站臺的溫度要比 12℃ 高，經過試算，站臺的溫度是 14℃。

而程序計算的結果，初期客流量小的車站溫度基本在 10℃左右。采用可調通風型站臺門系統后，冬季嚴寒季節的車站溫度至少可以提升 5℃。需要指出的是，上述計算方方面面的取值還是趨于保守的，實際站臺溫度應該比 14℃還要高。

以上計算的雖然比較簡略，但是說明了一個問題，那就是：采用屏蔽門系統可以提升車站公共區溫度，對于東北嚴寒地區，冬季室外溫度特別低時如果不設置屏蔽門系統，采用常規閉式系統和車站送新風，車站公共區溫度很可能要低于程序計算的數值，區間甚至局部有凍結危險。

結語：通過對氣候特征分析，構建節能環控系統;且都滿足地鐵設計規范要求。通過可調通風型站臺門系統的應用，能夠滿足站臺人員舒適性，為地鐵公共區創造有利的熱濕環境，同時避免可能出現的出入口結露現象。

（哈爾濱地鐵集團有限公司運營分公司? 黑龍江? 哈爾濱? 150001）