淺談地鐵暖通空調系統設計中關鍵問題

張鑫

摘要：隨著城市現代化進程的推進，地鐵軌道交通得到了迅猛發展，但是由于其建設環境的特殊性，極大地增加了暖通空調系統設計的難度。暖通空調系統是地鐵車站建設的重要組成部分，是確保地鐵運行安全性與舒適性的重要保障，因此，了解和掌握暖通空調系統設計的關鍵問題，并相應采用合理的系統方案，可以最大程度的提升地鐵暖通空調系統的設計質量。

關鍵詞：地鐵;暖通空調系統;設計;問題

1 當前地鐵暖通空調系統設計常見問題

當前地鐵在運行過程中依賴暖通空調系統調節地鐵車站通風環境。它在正常運行過程中，通風系統會專門為乘客在地鐵車站內創造一個可往返于地面至地鐵列車的過渡性舒適環境空間，同時也為地鐵運行設備管理用房提供相對符合工藝要求的環境空間。此外，針對列車阻塞在區間隧道內時，面向隧道通風系統阻塞區域提供良好的新風條件。另外，還可以通過通風系統協助排除地鐵車站或區間隧道內可能發生的火災事故，達到迅速排煙，為乘客安全撤離事故現場、及時有效開展滅火工作創造良好條件。不過就目前地鐵暖通空調系統在設計應用狀況來看，它依然存在各種技術性問題。

1.1 暖通空調系統運行技術參數設置缺乏科學化

地鐵通風空調系統在系統節能方面是存在問題的。比如說它的系統運行技術參數設置缺乏科學合理性。地鐵車站中的冷負荷變化范圍是相當大的，其節能運行方式中設備出力會隨著負荷變化而變化，這其中就包括了設備啟停臺數、變頻調節方式等。根據調研結果進行分析，在設備處理調節方面存在兩類情況：第一類是設備沒有安裝變頻器，設備恒定出力[1];第二類是設備安裝變頻器，但日常運行中固定在特定頻率上運行，變頻器在這里只能起到將設備容量縮小的作用，這類情況無法隨負荷變化動態調節。上述這兩類情況占據了地鐵車站通風空調系統中的絕大多數，只有少量車站能夠真正實現隨負荷變化變頻調節。

1.2 空調系統設備與系統情況有待優化

空調系統設備與地鐵車站綜合系統情況都有待優化，客觀講某些地鐵車站沒有實現兩大系統的相互協調。空調系統可能時常處于非飽和負荷模式，這導致絕大部分通風空調系統在自動控制系統應用方面容易出現各種運行操作問題。在該情況背景下它實際上影響了空調系統的整體運行質量與效率，無法實現能源節約與環境保護調整。另一問題就是調試不到位，考慮到通用性是多數暖通空調的共性，所以在設計施工過程中需要根據其相關要求作出運行調試安排，保證系統能夠滿足工程建設指標。實際上，目前許多企業在空調系統調試方面做得并不到位，也容易出現對照參數調試參數不統一的情況，此時必須對系統的運行管理與相關控制內容進行分析，保證做好各方面系統調控，將自動控制系統效能充分發揮出來，帶動整個地鐵暖通空調系統節能運作。

1.3 針對地鐵暖通空調運行管理的效果不佳

在地鐵車站暖通空調系統中主要需要考慮到能耗拆分問題，其中所涉及到的管理對象包括了空調機組、大系統風機、冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔以及隧道風機等。在車站通風空調系統中，空調機組、大系統風機與冷機是最主要能耗設備，共同消耗能耗占總能耗的大部分，但許多地鐵通風空調都存在運行管理效果不佳情況，特別是冷凍水泵與冷卻水泵占據了約20%的車站通風空調系統總能耗，這與冷機和空調機組能耗相比偏大[2]。針對該部分節能工作的重點不在于降低冷凍水泵與冷卻水泵能耗，而在于通過冷凍水泵與冷卻水泵進行冷機與空調機組調節，有效降低調節運行管理過程，優化管理效果。是否能做到管理到位的關鍵在于地鐵車站中是否安裝分項計量系統，是否能獲得各個分系統的實際運行能耗。這里需要根據功率時間法進行估算，把握車站節能重點，有效提高冷機和大系統風機運行效率，降低冷機與空調機組、大系統風機運行效率。

2 地鐵暖通空調設計要點分析

2.1 合理的改善地鐵建筑物的圍護結構以及保溫性能

一般情況之下，要更進一步的實現地鐵暖通空調設計的結論，就必須進一步改善地鐵建筑物的圍護結構方式，確保建筑具備有良好的保溫性能。此時，可以通過減少建筑物的冷熱損失等，更進一步達到綠色節能的要求。而想要更進一步的探究其是否具有良好的節能效果，可以通過圍護結構的設置進一步的實現節能目的，合理的控制外表面積及空調冷負荷，在地鐵暖通空調設計過程中，需要考慮到地鐵建筑物造型以及美觀性的要求，進一步的增強圍護結構的熱阻值。而為了進一步的確保地鐵建筑物的節能效果，還可以從地鐵建筑物的圍護結構，同室內的熱量所占圍護結構造成熱量比例展開考慮，同時采取較為有效的保溫措施，實現節約暖通資源的目的[3]。

2.2 使用變頻調速技術

一般而言，在地鐵建筑物當中使用到的輸配系統其主要任務就是直接的將冷熱量經過輸送系統，輸送到地鐵車站內部。而地鐵建筑不同于以往的一般或者是非一般的非住宅建筑物。多數情況下，地鐵當中的暖通空調電力消耗其中的大部分在于風機水泵輸送以及分配過程中所消耗的能量，而這一原因是地鐵建筑能耗過多的主要原因。在目前地鐵系統當中空調機組、風機、水泵電力消耗中的集中供冷系統以及供熱系統的水泵消耗的電能，占據了我國城鎮建筑物運行電力消耗的1/10，而通過應用變頻調速技術，能夠進一步的節省這一部分的電力消耗，甚至有可能降低60%～70%的電力消耗。通過在地鐵建筑的能量設計過程中應用變頻調速技術，能夠實現地鐵暖通空調節能的要求。

2.3 降低輸送系統動力能耗

地鐵建筑物當中的動力能耗指的就是在能夠獲得系統運行過程中的風機以及水泵所消耗的電能，通過采取回收利用的方式，進一步的降低風機以及水泵所消耗的電能，從而更進一步的實現整個暖通空調系統的節能目的。而在工程的設計及實踐過程中，想要更進一步的節省暖通空調的動力能耗，就可以通過將大溫差應用于水系統當中，進一步的減少暖通空調冷凍水系統以及冷卻塔水系統當中的輸水量，從而更進一步的節約水量，降低水量輸送過程中需要消耗的能量。除此之外，還能夠通過降低管道的直徑，進一步節約建設中的投入資金而達到節能目的[4]。

除此之外，還可以通過降低流速等，更進一步的控制水泵以及管路系統當中的流速，通過采取低流速，能夠使得整個暖通空調獲取更高的節能效果，從而更進一步提高整個暖通系統的穩定性。

第三，還可以使用具備更高輸送效率的載能介質，通過應用輸冷及輸熱過程中耗電能量小于空氣的水進行輸送，能夠在輸送相同的冷熱量過程中，進一步節省水管管徑，也能夠進一步的解決地下建筑物當中水管管徑所占的比例。

3 結語

在日常實際運行中，地鐵通風與空調系統是耗電大戶，為了提高車站內部的舒適性和盡可能降低運營成本，需要建立一套圍繞地鐵車站所展開的完整節能運行策略，做到對通風空調新風量的有效控制，保證做到地鐵暖通空調系統節能運行操作。在該過程中，不但要合理調節風量，也要控制系統運行穩定，保證系統功能構建有效到位，合理調節送風阻力，最終保證在額定風量狀態下送風，提高地鐵暖通空調系統的應用價值。

參考文獻：

[1]朱建章，孫兆軍.地鐵通風空調系統新觀點[J].暖通空調，2015（7）：1-5.

[2]趙倩文.地鐵暖通設計遇到的難題及解決措施[J].低碳世界，2016（35）：222-223.

[3]袁興.地鐵車站站房暖通空調設計[J].科技展望，2017（17）：158.

[4]顧彬彬.談暖通空調系統節能設計[J].中華民居，2012（19）：14-15.