簡析地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計特點

1.徐越璐 2.石宸宇

1.沈陽鐵道勘察設(shè)計院有限公司 2.北京中環(huán)世紀(jì)工程設(shè)計有限責(zé)任公司遼寧分公司

簡析地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計特點

1.徐越璐 2.石宸宇

1.沈陽鐵道勘察設(shè)計院有限公司 2.北京中環(huán)世紀(jì)工程設(shè)計有限責(zé)任公司遼寧分公司

隨著我國經(jīng)濟社會的進步以及發(fā)展，我國城市軌道交通工程的建設(shè)也在如火如荼的進行，本文筆者則從實際出發(fā)論述地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計方法。

地鐵通風(fēng)；空調(diào)；系統(tǒng)；設(shè)計

引言

我國是人口大國，對于能源的需求量較大，尤其是不可再生能源方面，供給與需求矛盾較大。地鐵作為主要的公共交通運行工具，通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能方面的設(shè)計不足將產(chǎn)生嚴(yán)重的耗能問題。因此對地鐵通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計及施工常見問題做出分析研究，有利于進一步控制能耗消耗。

1、設(shè)計依據(jù)

對于任意一個車站，都需要依照通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計規(guī)范展開工作，充分結(jié)合車站的土建特點、資金投資情況進行通風(fēng)空調(diào)設(shè)計，合理布置通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。主要設(shè)計依據(jù)有通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的使用功能、與地鐵站的契合程度以及相關(guān)技術(shù)要求，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循國家制定的規(guī)程、規(guī)范以及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2、地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)主要功能

對于地鐵車站與區(qū)間隧道來講，大部分都是比較狹長的地下建筑，只有車站各出入口、新、排風(fēng)井以及活塞風(fēng)井，是與外界相通的，其余基本上都是與外界隔絕。地鐵運營過程中，大量乘客集散產(chǎn)生廢氣和熱量，同時，設(shè)備運行產(chǎn)生熱量不斷的散發(fā)到車站內(nèi)以及列車往返運行，產(chǎn)生大量的熱被帶入車站內(nèi)及區(qū)間，由于地層的蓄熱作用將導(dǎo)致地鐵車站、區(qū)間隧道內(nèi)溫度不斷升高，另外地鐵在區(qū)間內(nèi)運行過程中將產(chǎn)生活塞效應(yīng)，必須進行有效的氣流組織，避免對車站負(fù)荷產(chǎn)生不利影響。此外，考慮到在地下空間內(nèi)發(fā)生列車阻塞或火災(zāi)等一些緊急情況時，救援工作難度大，環(huán)境極易惡化，必須為疏散救援提供足夠的時間及有利的條件。鑒于地鐵環(huán)境的上述特點，要求地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計過程中必須滿足以下功能：地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)正常運行中，能夠合理調(diào)節(jié)車站公共區(qū)溫度、濕度，為乘客提供一個由地面至列車的舒適的過渡環(huán)境;能夠滿足地鐵車站內(nèi)各種設(shè)備正常運行的溫度、濕度或是通風(fēng)換氣要求以及管理用房溫度、濕度要求，為各系統(tǒng)設(shè)備正常平穩(wěn)運行提供環(huán)境保障、為地鐵運營工作人員提供舒適的工作環(huán)境;當(dāng)列車在區(qū)間隧道發(fā)生阻塞時，系統(tǒng)可以向阻塞區(qū)間提供一定量的新風(fēng)，保證列車空調(diào)冷凝器可以繼續(xù)運行，以便為列車內(nèi)乘客在短時間內(nèi)提供一個相對舒適的環(huán)境;在車站或區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)的緊急情況下，能夠立即開啟火災(zāi)模式，排煙系統(tǒng)立即運行，有效排出煙霧等有害氣體，為乘客安全撤離以及提供滅火環(huán)境創(chuàng)造條件。

3、地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 隧道通風(fēng)系統(tǒng)

隧道通風(fēng)系統(tǒng)分為區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)和車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)兩部分。隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計的意義在于：列車正常運營時排除隧道內(nèi)的余熱余濕和滿足隧道內(nèi)換氣次數(shù)和溫度要求；列車阻塞時向阻塞區(qū)間提供一定的通風(fēng)量，控制隧道溫度以滿足列車空調(diào)器仍能正常運行的要求；列車火災(zāi)時及時排除煙氣和控制煙氣流向，誘導(dǎo)乘客安全撤離火災(zāi)區(qū)域。本站區(qū)間隧道按單活塞系統(tǒng)于車站兩端分別設(shè)置1條活塞風(fēng)道以及相應(yīng)的風(fēng)井，作為正常運行時依靠列車活塞作用實現(xiàn)隧道與外界通風(fēng)換氣的通道；同時，在隧道與其相對應(yīng)的活塞風(fēng)井之間還設(shè)置了一套隧道風(fēng)機裝置，該裝置在無列車活塞作用時對隧道進行機械通風(fēng)。而且在設(shè)置上要求車站每端兩套隧道風(fēng)機裝置可互為備用。通過對設(shè)于活塞通風(fēng)風(fēng)道以及機械通風(fēng)風(fēng)道上的各個組合風(fēng)閥的開閉與隧道風(fēng)機啟停的各種組合，構(gòu)成多種運行模式，滿足不同的運營工況要求。本站車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)，由兩臺排熱風(fēng)機、列車頂和站臺下的土建風(fēng)道及相應(yīng)風(fēng)閥組成，列車頂排風(fēng)道設(shè)置開口向下的排風(fēng)口，站臺下排風(fēng)道設(shè)置朝向軌道的排風(fēng)口。車站隧道排熱風(fēng)機變頻運行。在正常工況下，對車軌區(qū)進行排熱通風(fēng)。當(dāng)站臺發(fā)生火災(zāi)時，打開一側(cè)屏蔽門，排熱風(fēng)機、列車軌頂及軌底排風(fēng)道風(fēng)閥開啟，與車站排煙風(fēng)機一起對站臺進行排煙。當(dāng)區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時，車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)的模式進行聯(lián)動。

3.2 優(yōu)化節(jié)能設(shè)計

地鐵運行中必不可少的是通風(fēng)和空調(diào)設(shè)備的安裝、運行，但是由于其能耗巨大，對于電量需求大，需要注重節(jié)能設(shè)計。有科學(xué)統(tǒng)計表明，地鐵內(nèi)部空調(diào)和通風(fēng)裝置的耗電量達(dá)到整個地鐵站的百分之六七十，因而降低地鐵空調(diào)能耗是主要任務(wù)。關(guān)于地鐵通風(fēng)空調(diào)節(jié)能方面，首先需要做好基本的客流量統(tǒng)計，劃時段統(tǒng)計，數(shù)據(jù)來源可以參考檢票系統(tǒng)等，對客流量預(yù)估統(tǒng)計后，將數(shù)據(jù)進行科學(xué)處理分析。在空調(diào)設(shè)備選用時可以選擇具有變頻調(diào)控功能的組合空調(diào)機或新風(fēng)機等。這種主要是在設(shè)備送風(fēng)量和轉(zhuǎn)速等方面控制能耗，減輕地鐵通風(fēng)空調(diào)設(shè)備負(fù)荷。地鐵運行中，最主要的能耗在空調(diào)通風(fēng)上，需要從根本上上解決這個問題，就要根據(jù)實際的載客量，調(diào)試系統(tǒng)，選用合理設(shè)備。

3.3 地鐵車站客流與空調(diào)負(fù)荷調(diào)查統(tǒng)計分析

根據(jù)我國已建的地鐵車站的實際運行情況，發(fā)現(xiàn)車站逐時客流基于全天不同時間段存在很大程度的變化。具體表現(xiàn)為：車站逐時冷負(fù)荷隨車站逐時客流的改變而改變，在認(rèn)真計算車站逐時冷負(fù)荷的條件下，顯示車站逐時冷負(fù)荷全天大多數(shù)時段都處在60%到70%高峰冷負(fù)荷當(dāng)中。在地鐵車站逐時冷負(fù)荷發(fā)生改變的條件下，通過對車站逐時空調(diào)送風(fēng)量的認(rèn)真計算，顯示車站逐時空調(diào)送風(fēng)量相比高峰空調(diào)送風(fēng)量存在很大程度的改變。所以，從地鐵車站客流與空調(diào)負(fù)荷調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果來看，有必要針對地鐵車站通風(fēng)空調(diào)采取優(yōu)化設(shè)計措施，進而確保地鐵車站通風(fēng)空調(diào)能耗得到有效降低。

4、結(jié)語

新的發(fā)展形勢下做好地鐵建設(shè)工作具有重要的現(xiàn)實意義。地鐵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計好壞是評價一個地鐵車站設(shè)計質(zhì)量的重要指標(biāo)。好的空調(diào)設(shè)計在保證空調(diào)效果的同時能使土建規(guī)模減小，運行費用降低。在進行地鐵車站通風(fēng)空調(diào)設(shè)計時：要結(jié)合土建情況采用合適的系統(tǒng)形式。在土建配合階段考慮好系統(tǒng)房間的布置，使管線盡可能短而直。在設(shè)計計算過程中要嚴(yán)格按照要求來進行計算選型，選擇最合適的設(shè)備。地鐵車站設(shè)計過程中應(yīng)盡可能跟相關(guān)專家溝通交流，落實好他們的意見，這樣才能促進車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計工作者的進步，從而做好對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案的優(yōu)化工作。

[1]林曉偉，王俠.地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化控制[J].城市軌道交通研究，2012，(11)：100-104.

[2]趙軼.地鐵火災(zāi)煙氣數(shù)值模擬及通風(fēng)控制[D].大連交通大學(xué)，2009.