地鐵車站通風空調系統節能模式探討

熊雪晴

摘要：經濟發展如同雙刃劍，給人們生活帶來的便利的同時，能源消耗也隨之越來越大。能源短缺成了人們急需解決的問題之一。發現新能源緩解能源壓力的同時，節能減排也很重要。通風空調系統所占建筑能耗比例相對較大。其設計、施工是否節能，影響著人們生活、生產，以及國家節能減排方針的落實。本文主要從現階段我國城市軌道交通通風空調系統的現狀著手，結合目前城市軌道交通建設的實際需求，對城市軌道交通車站公共區、區間隧道、車站設備管理用房等常用的空調系統節能模式進行了分析探討。

關鍵詞：地鐵車站;通風空調;節能;措施

1、導言

城市軌道交通是環境相對封閉的公共場所，人員密集、流動性大，存在交叉感染隱患，通空氣調節功能能夠有效的調節和控制城市軌道交通內部空間的二氧化碳、溫度、濕度、粉塵等有害物質濃度，為乘客及工作人員提供良好的空氣環境，并保證重要設備的正常運行?？梢哉f，通風空調系統是城市軌道交通各個系統中必不可少的系統之一。通風空調系統的節能控制不僅能實現節能減排的要求，也將很大程度節約城市軌道交通的運營成本。

2、地鐵車站通風空調系統

車站公共區通風風空調和防排煙系統（簡稱大系統）：設置于車站站廳站臺的公共區通風空調和防排煙系統，正常運行時為乘客提供過渡性舒適環境，火災狀態時迅速組織排除煙氣。

隧道通風系統：設置車站軌行區范圍的通風空調和防排煙系統，含區間隧道通風系統、站內隧道排風系統，正常工況下排除隧道內的余熱余濕，火災工況下排除煙氣和控制煙氣流向，保證乘客安全疏散。

車站設備及管理用房通風空調和防排煙系統（簡稱為小系統）：設置于設備管理用房通風空調和防排煙系統，正常運行時為運營管理人員提供舒適的工作環境和為設備提供必需的運行環境，火災時迅速轉入防、排煙工況。

3、地鐵車站通風空調系統節能模式

3.1公共區通風系統

根據《公共場所新型冠狀病毒感染的肺炎衛生防護指南》規定，公共場所內應當首選自然通風，以保證室內空氣衛生質量符合《公共場所衛生指標及限值要求》（GB37488—2019）。高架站以及地面站充分利用車站高大空間自然通風的優勢加強通風控制。以某地鐵高架車站為例，在高架站候車層3層的玻璃幕墻上設置有電動調節外窗，外窗的設置范圍包括東西幕墻、南北兩側候車廳的上部幕墻、組合拱型屋頂的側幕墻。外窗的開關時間和開啟角度可以由車站控制系統根據室外的溫度、風速、風向進行控制，排除候車大廳內的余熱和污濁空氣，實現新風置換，改善候車大廳內的空氣質量，實現節能要求。地下站，通風空調設備在系統控制下，可以依照已經設定好的溫濕度目標值，借助變頻調節等PID調節手段，有效的對風量以及水量進行調整，在確保為地鐵車站內部的乘客以及相關設備提供一個相對良好的環境的前提下實現有效的節能運行。

3.2隧道通風系統

一、車站隧道通風系統。在車站每端各設一臺排熱風機，風機配置變頻控制柜。排熱風道設在車站車行道上部和站臺下部，均采用結構風道。車行道上部排熱風道風口正對列車空調冷凝散熱器，站臺下部排熱風道風口正對列車制動電阻，有效排除列車停站的散熱。針對這一系統，其運行模式根據行車對數或隧道溫度確定風機的運行頻率，以節省運行費用。該區域發生火災時關閉下排熱風道，由上排熱風道排煙。在車站站臺或相鄰區間發生火災時，根據火災情況運行相應的排熱系統。

二、區間隧道通風系統。對于這一系統而言，其具體是由風室、風道、風機及風閥等附件等共同組成的。隧道風機安裝在區間隧道的兩端，在列車間隔距離內根據需要科學的設置中間風井并加設隧道風機。在滿足區間運行要求的情況下，關閉兩端隧道風機，采用列車運行過程的活塞風來實現空氣調節。當區間發生火災，通風與空調系統可以根據聯動信息，利用自動或者手動的方式，開啟與之相對應的隧道區間的通風模式，在區間隧道產生風速大于2m/s的氣流進行排煙，及時有效的氣流組織方式，很大程度保證人員疏散，避免發生人員傷亡事故。通風空調設備根據不同的工況下模式執行，控制對應設備動作及關閉，設備有效利用，對車站及區間氣流進行有效的組織，實現了設備的節能減排。

3.3設備管理用房通風空調系統

根據室內設計溫濕度、房間功能以及系統運行時間，設備管理用房空調系統運行模式可以分為5類：夏季供冷、冬季供熱的人員房間;夏季供冷、冬季通風的弱電設備房間;全年通風的變電所房間;僅需通風換氣的儲藏室、氣瓶間及衛生間等排風房間。

車站設備管理用房空調系統形式大致分為三種，分體空調機系統、風冷式冷水機組+風機盤管系統、變頻多聯空調系統。分體空調系統的單次投資費用非常低、施工流程簡單，但是，室內機自行設定溫度往往處于16～18℃，這和要求的27℃的設計溫度相去甚遠。風冷式冷水機組和風機盤管系統相互融合的方式可以降低對建筑里造成的影響，但是，其復雜程度往往非常高，安裝和維護也存在著諸多問題。變頻多聯空調系統噪音小，能耗低，但是系統維護較麻煩，故障點不易查找的情況。所以，當前大多采用多種系統相結合的方式，根據車站實際情況來進行不同的組合設置，在滿足設備管理用房的環境要求的同時實現節能運行。

4、通風空調系統改造探討

在車站與區間隧道間增加可控制的電動風閥組，充分利用列車運行產生的活塞風對車站進行通風，減少車站風機的開啟時間，可以很大程度實現設備節能運行。

4.1屏蔽門系統改造方案1

在屏蔽門上方與區間隧道隔斷的墻體上開孔，安裝可控制的電動風閥組，使其在空調季節關閉，在非空調季節開啟。此方案同時要求站臺公共區采用透空率較高的吊頂，避免阻擋其過風面積。那么，改造后的系統既具備改造前在空調季節的節能優勢，也同時具備開閉式系統在非空調季節列車運行活塞風的通風節能效果。

因電動風閥組位置高且靠近接觸網，檢修空間有限，考慮到車站空氣質量方面，若增加空氣過濾器，則增加了設備檢修、維護的難度和工作量。反之，則車站公共區的空氣衛生質量得不到保障，但對于空氣質量優良、隧道衛生環境良好的地鐵線路影響不大。

4.2屏蔽門系統改造方案2

在站臺端門上方墻體上開孔，敷設通風管道，管道上安裝可控制的電動風閥組和空氣過濾器，可充分利用小站臺的空間優勢對設備進行檢修和維護，也同時滿足對空氣衛生質量的要求。

5、結束語

綜上所述，在地鐵車站各個系統中，地鐵車站通風與空調系統發揮著非常大的作用，其可以為乘客提供較為舒適的乘車環境，在一定程度上也影響地鐵運營的安全性以及穩定性。無論什么形式的通風空調系統，在能夠為人員提供適宜的環境和滿足設備正常工作的條件下，能做到節能減排，才是一種最合適的通風空調系統。

參考文獻

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