地鐵車站通風(fēng)空調(diào)BIM設(shè)計(jì)常見問題探討

潘瀚

摘 要：對地鐵車站通風(fēng)空調(diào)BIM設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考量變風(fēng)量變流量優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，同時(shí)還需要對地鐵車站軌道熱風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行定向化管控。除此之外，在對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)管理的過程中也需要落實(shí)高質(zhì)量、高效率的防火設(shè)計(jì)，借助BIM數(shù)字化模型，結(jié)合碰撞檢測及時(shí)對當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)中所存在的運(yùn)行異常進(jìn)行分析、評估，通過前期精細(xì)化的設(shè)計(jì)以及碰撞檢驗(yàn)，確保車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定正常、穩(wěn)定運(yùn)行。本文對地鐵車站通風(fēng)空調(diào)BIM設(shè)計(jì)常見的問題進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：地鐵車站;通風(fēng)空調(diào);常見問題

一、變風(fēng)量變流量優(yōu)化設(shè)計(jì)

在對地鐵車站內(nèi)部的變風(fēng)量以及變流量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)管控的過程中，設(shè)計(jì)師通常需要在車站兩端布置空調(diào)機(jī)組，即設(shè)置回排風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)組以此來實(shí)現(xiàn)對車站內(nèi)部供風(fēng)量的實(shí)時(shí)調(diào)控改善，借助此類回排風(fēng)機(jī)以及送風(fēng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對地鐵車站內(nèi)部高質(zhì)量、高效率的通風(fēng)管控，但是在設(shè)置相關(guān)設(shè)備時(shí)也需要裝置相應(yīng)的變頻器，控制回排風(fēng)機(jī)以及送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。在此過程中需要結(jié)合節(jié)能設(shè)計(jì)，適當(dāng)改變進(jìn)風(fēng)量，滿足節(jié)能管控需求，一般情況下車站內(nèi)部的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)需要采用變風(fēng)量設(shè)計(jì)管控模式，根據(jù)地鐵車站內(nèi)部的人流量大小來有效控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的能耗，在此期間系統(tǒng)需要采集人流量信息，比如可以通過售票系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)、安檢系統(tǒng)所反饋的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對當(dāng)前車站內(nèi)部的人流量進(jìn)行分析、評估，同時(shí)也可以結(jié)合進(jìn)出閘人流量來實(shí)現(xiàn)綜合通風(fēng)管控，實(shí)現(xiàn)對車站通風(fēng)空調(diào)負(fù)荷的合理設(shè)定、調(diào)節(jié)，確保地鐵車站內(nèi)部的空氣流動正常穩(wěn)定，且保持在恒溫狀態(tài)。

而在對空調(diào)系統(tǒng)變風(fēng)量、變流量優(yōu)化設(shè)計(jì)管控的過程中也需要及時(shí)結(jié)合BIM數(shù)字化模型，在BIM數(shù)字化模型中，設(shè)計(jì)師以及相關(guān)工程人員需要將各項(xiàng)系統(tǒng)進(jìn)行有效組合，如上文講到的將進(jìn)出閘系統(tǒng)、安檢系統(tǒng)、自動售票系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)高效的計(jì)算，通過模擬檢驗(yàn)，引入各項(xiàng)參數(shù)、數(shù)據(jù)，借助BIM數(shù)字化模型，對車站溫度、濕度進(jìn)行有效模擬管控，以此來優(yōu)化車站內(nèi)部送風(fēng)機(jī)、回排風(fēng)機(jī)的工作負(fù)荷，達(dá)到精確化設(shè)置管控的目的。但是通過實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)踐探究可以看出，在對地鐵車站內(nèi)部通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)借助BIM模型進(jìn)行設(shè)計(jì)管控的過程中，相關(guān)工程師以及設(shè)計(jì)人員往往未考慮到多方面的因素，比如相關(guān)設(shè)備的占地面積以及整個(gè)集成系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、管線系統(tǒng)的空間布局，從而出現(xiàn)大量的管線碰撞、管線干涉的情況，導(dǎo)致對整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)管控不具備高效性、完整性。在完成設(shè)計(jì)之后，工程師以及相關(guān)設(shè)計(jì)人員也未及時(shí)結(jié)合碰撞檢測，導(dǎo)致地鐵車站通風(fēng)空調(diào)在后續(xù)施工建設(shè)過程中存在不同工作內(nèi)容相互交織重疊的現(xiàn)象。借助數(shù)字化模型，通過構(gòu)建完整的模型結(jié)構(gòu)能夠幫助設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)對整個(gè)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)更加高效完善的設(shè)計(jì)，確保空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作更加節(jié)能、高效、環(huán)保，且滿足消防安全需求。

二、軌道熱風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在地鐵車站內(nèi)部設(shè)置完善相應(yīng)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)也需要借助相應(yīng)的熱排風(fēng)機(jī)及時(shí)將地鐵車站內(nèi)部的熱量排除出，具體來說，在地鐵車輛進(jìn)站、出站以及停站時(shí)期均會產(chǎn)生相應(yīng)的熱量，在此階段也會消耗大量的能量將車站內(nèi)部的熱能排出，從而導(dǎo)致熱排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行不具備較大的經(jīng)濟(jì)效益，在此過程中需要結(jié)合必要的變頻技術(shù)來優(yōu)化相應(yīng)的設(shè)計(jì)模式，達(dá)到節(jié)能管控的功效。當(dāng)前在對地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)管控的過程中所結(jié)合使用到的熱排風(fēng)機(jī)變頻控制主要分為兩類，一類是時(shí)段控制，而另一類則是溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控，前者根據(jù)列車時(shí)刻表采取周期循環(huán)運(yùn)行模式，而后者則是根據(jù)傳感器實(shí)時(shí)反饋的情況來調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行功率，前者具備較強(qiáng)的規(guī)律性，而后者更多是參照當(dāng)前地鐵車站內(nèi)的際溫度情況以及關(guān)鍵部位的發(fā)熱狀況作為參照依據(jù)來完成自動變速調(diào)節(jié)。

在對軌道熱排風(fēng)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)管控的過程中，存在的問題也相對較多，在設(shè)置BIM模型的過程中，設(shè)計(jì)師所考慮到的變量通常包含外部的環(huán)境信息數(shù)據(jù)、傳感器信息、車輛速度、地鐵車輛停留時(shí)間，整個(gè)模擬設(shè)計(jì)通常在相對較為理想的情況下來進(jìn)行，因此在對軌道熱排風(fēng)機(jī)實(shí)施BIM設(shè)計(jì)管控的過程中設(shè)計(jì)師通常考慮到相對較為理想的環(huán)境，但是地鐵車站內(nèi)部在實(shí)際運(yùn)作過程中也經(jīng)常伴隨著不同的外在影響因素，從而使得車輛、車站的實(shí)際運(yùn)行無法完全參照既定的管理程序來進(jìn)行，比如列車出現(xiàn)延誤或車站內(nèi)部出現(xiàn)緊急事故，借用分時(shí)段控制會導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)不具備合理性、高效性;而通過傳感器控制，當(dāng)傳感器系統(tǒng)受到外部不良因素干擾時(shí)出現(xiàn)拒動、誤動的情況也會導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)不具備完整性。因此在對軌道熱排風(fēng)機(jī)進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)管控的過程中，工程師以及相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)考慮多項(xiàng)因素，同時(shí)還需要對各類傳感器設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性進(jìn)行評估考量，構(gòu)建完善的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)體系，但是在對熱排風(fēng)機(jī)進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，由于整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控設(shè)備不完善，導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)還受到較大的制約。

三、防火設(shè)計(jì)

在地鐵車站內(nèi)部完善防火設(shè)計(jì)也是必不可少的，通常情況下火災(zāi)隱患事故具備突發(fā)性、意外性以及不可控性，若地鐵車站內(nèi)部出現(xiàn)火災(zāi)事故則會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作受到較大的影響，并且火勢也會隨著車站內(nèi)部的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)快速蔓延，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在保證車站內(nèi)部通風(fēng)安全、通風(fēng)舒暢的過程中也進(jìn)一步助長了在火災(zāi)事故的火勢，火源會順著通風(fēng)系統(tǒng)快速蔓延，從而使得地鐵車站內(nèi)部大面積遭受到火災(zāi)事故的影響，因此在對地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)管控的過程中也需要充分考量消防安全因素，在對通風(fēng)空調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，工程師以及相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對管線管道進(jìn)行定向化管控。

具體來說，管線管道內(nèi)部具備較大的風(fēng)速，而火勢也會隨著此類管道快速蔓延，從而布滿整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)前大部分地鐵車站內(nèi)部采用雙活塞風(fēng)井、單活塞風(fēng)井的設(shè)置管控策略，但是在對相關(guān)活塞風(fēng)井，活塞風(fēng)道進(jìn)行設(shè)計(jì)管理的過程中也需要對其中的安全隱患問題進(jìn)行評估考量。單活塞風(fēng)井設(shè)計(jì)方案可以減少風(fēng)道面積，降低工程項(xiàng)目建設(shè)成本，同時(shí)也可以改良周邊環(huán)境，在對相關(guān)風(fēng)井、風(fēng)道進(jìn)行設(shè)計(jì)管控的過程中要避免相應(yīng)的機(jī)電設(shè)施存在運(yùn)行異常的情況，在結(jié)合BIM數(shù)字化模型對單活塞風(fēng)井方案進(jìn)行設(shè)計(jì)管控的過程中還存在相應(yīng)的局限性，單風(fēng)井對通風(fēng)系統(tǒng)在火災(zāi)工況下的運(yùn)作不會發(fā)生相應(yīng)的改變，但是會影響正常工況下隧道的空氣溫度、濕度，在結(jié)合活塞風(fēng)井通風(fēng)換氣的過程中，通過雙活塞風(fēng)井方案具備良好的功效。

此外，在設(shè)計(jì)管理的過程中，工程師以及相關(guān)設(shè)計(jì)人員也需要完成對排煙通道的有效設(shè)置，在應(yīng)對復(fù)雜的火災(zāi)工況情況下，控制火勢蔓延，給予車站內(nèi)部救援工作充足的反應(yīng)時(shí)間。總之，在當(dāng)前防火設(shè)計(jì)過程中，借助BIM模型，工程師需要對現(xiàn)有的排煙管道、排煙系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析，借助精益化、精細(xì)化的設(shè)計(jì)，對活塞風(fēng)井進(jìn)行定向化管控，同時(shí)在風(fēng)道兩側(cè)也需要有效設(shè)置相應(yīng)的事故風(fēng)機(jī)，相關(guān)風(fēng)機(jī)需要具備良好的通風(fēng)排煙效果，同時(shí)還需要設(shè)計(jì)在不易發(fā)生火災(zāi)事故的區(qū)域位置，其總體布局應(yīng)當(dāng)參考整個(gè)系統(tǒng)工程的建設(shè)需求，工程師需要對其風(fēng)閥凈流通面積進(jìn)行合理設(shè)置，確保地鐵車站內(nèi)部消防安全。

四、結(jié)束語

總體來說，在對地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)管理的過程中，借助數(shù)字化模型、建模技術(shù)，通過前期精細(xì)化、精量化的模擬管控能夠明確當(dāng)前空調(diào)設(shè)計(jì)過程中所存在的不足。但是在此期間，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)考慮多方面的因素，構(gòu)建定向化的數(shù)字化模型，同時(shí)在完成設(shè)計(jì)之后，結(jié)合碰撞檢測，確保整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作更加高效穩(wěn)定，降低車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的建設(shè)成本。

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