1.徐越璐 2.石宸宇

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

簡(jiǎn)析地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.徐越璐 2.石宸宇

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

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步以及發(fā)展，我國(guó)城市軌道交通工程的建設(shè)也在如火如荼的進(jìn)行，本文筆者則從實(shí)際出發(fā)論述地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)方法。

地鐵通風(fēng)；空調(diào)；系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

引言

我國(guó)是人口大國(guó)，對(duì)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(yùn)行工具，通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能方面的設(shè)計(jì)不足將產(chǎn)生嚴(yán)重的耗能問(wèn)題。因此對(duì)地鐵通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工常見(jiàn)問(wèn)題做出分析研究，有利于進(jìn)一步控制能耗消耗。

1、設(shè)計(jì)依據(jù)

對(duì)于任意一個(gè)車(chē)站，都需要依照通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范展開(kāi)工作，充分結(jié)合車(chē)站的土建特點(diǎn)、資金投資情況進(jìn)行通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)，合理布置通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。主要設(shè)計(jì)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(jì)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循國(guó)家制定的規(guī)程、規(guī)范以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2、地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)主要功能

對(duì)于地鐵車(chē)站與區(qū)間隧道來(lái)講，大部分都是比較狹長(zhǎng)的地下建筑，只有車(chē)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(yùn)營(yíng)過(guò)程中，大量乘客集散產(chǎn)生廢氣和熱量，同時(shí)，設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生熱量不斷的散發(fā)到車(chē)站內(nèi)以及列車(chē)往返運(yùn)行，產(chǎn)生大量的熱被帶入車(chē)站內(nèi)及區(qū)間，由于地層的蓄熱作用將導(dǎo)致地鐵車(chē)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(yùn)行過(guò)程中將產(chǎn)生活塞效應(yīng)，必須進(jìn)行有效的氣流組織，避免對(duì)車(chē)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(chē)阻塞或火災(zāi)等一些緊急情況時(shí)，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(shí)間及有利的條件。鑒于地鐵環(huán)境的上述特點(diǎn)，要求地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須滿足以下功能：地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行中，能夠合理調(diào)節(jié)車(chē)站公共區(qū)溫度、濕度，為乘客提供一個(gè)由地面至列車(chē)的舒適的過(guò)渡環(huán)境;能夠滿足地鐵車(chē)站內(nèi)各種設(shè)備正常運(yùn)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(yùn)行提供環(huán)境保障、為地鐵運(yùn)營(yíng)工作人員提供舒適的工作環(huán)境;當(dāng)列車(chē)在區(qū)間隧道發(fā)生阻塞時(shí)，系統(tǒng)可以向阻塞區(qū)間提供一定量的新風(fēng)，保證列車(chē)空調(diào)冷凝器可以繼續(xù)運(yùn)行，以便為列車(chē)內(nèi)乘客在短時(shí)間內(nèi)提供一個(gè)相對(duì)舒適的環(huán)境;在車(chē)站或區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)的緊急情況下，能夠立即開(kāi)啟火災(zāi)模式，排煙系統(tǒng)立即運(yùn)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(jì)

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(chē)站隧道通風(fēng)系統(tǒng)兩部分。隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義在于：列車(chē)正常運(yùn)營(yíng)時(shí)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(chē)阻塞時(shí)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(chē)空調(diào)器仍能正常運(yùn)行的要求；列車(chē)火災(zāi)時(shí)及時(shí)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(chē)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(yùn)行時(shí)依靠列車(chē)活塞作用實(shí)現(xiàn)隧道與外界通風(fēng)換氣的通道；同時(shí)，在隧道與其相對(duì)應(yīng)的活塞風(fēng)井之間還設(shè)置了一套隧道風(fēng)機(jī)裝置，該裝置在無(wú)列車(chē)活塞作用時(shí)對(duì)隧道進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)。而且在設(shè)置上要求車(chē)站每端兩套隧道風(fēng)機(jī)裝置可互為備用。通過(guò)對(duì)設(shè)于活塞通風(fēng)風(fēng)道以及機(jī)械通風(fēng)風(fēng)道上的各個(gè)組合風(fēng)閥的開(kāi)閉與隧道風(fēng)機(jī)啟停的各種組合，構(gòu)成多種運(yùn)行模式，滿足不同的運(yùn)營(yíng)工況要求。本站車(chē)站隧道通風(fēng)系統(tǒng)，由兩臺(tái)排熱風(fēng)機(jī)、列車(chē)頂和站臺(tái)下的土建風(fēng)道及相應(yīng)風(fēng)閥組成，列車(chē)頂排風(fēng)道設(shè)置開(kāi)口向下的排風(fēng)口，站臺(tái)下排風(fēng)道設(shè)置朝向軌道的排風(fēng)口。車(chē)站隧道排熱風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行。在正常工況下，對(duì)車(chē)軌區(qū)進(jìn)行排熱通風(fēng)。當(dāng)站臺(tái)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，打開(kāi)一側(cè)屏蔽門(mén)，排熱風(fēng)機(jī)、列車(chē)軌頂及軌底排風(fēng)道風(fēng)閥開(kāi)啟，與車(chē)站排煙風(fēng)機(jī)一起對(duì)站臺(tái)進(jìn)行排煙。當(dāng)區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時(shí)，車(chē)站隧道通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)的模式進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

3.2 優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)

地鐵運(yùn)行中必不可少的是通風(fēng)和空調(diào)設(shè)備的安裝、運(yùn)行，但是由于其能耗巨大，對(duì)于電量需求大，需要注重節(jié)能設(shè)計(jì)。有科學(xué)統(tǒng)計(jì)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(gè)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(jì)，劃時(shí)段統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)來(lái)源可以參考檢票系統(tǒng)等，對(duì)客流量預(yù)估統(tǒng)計(jì)后，將數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理分析。在空調(diào)設(shè)備選用時(shí)可以選擇具有變頻調(diào)控功能的組合空調(diào)機(jī)或新風(fēng)機(jī)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(yùn)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(gè)問(wèn)題，就要根據(jù)實(shí)際的載客量，調(diào)試系統(tǒng)，選用合理設(shè)備。

3.3 地鐵車(chē)站客流與空調(diào)負(fù)荷調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)我國(guó)已建的地鐵車(chē)站的實(shí)際運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)車(chē)站逐時(shí)客流基于全天不同時(shí)間段存在很大程度的變化。具體表現(xiàn)為：車(chē)站逐時(shí)冷負(fù)荷隨車(chē)站逐時(shí)客流的改變而改變，在認(rèn)真計(jì)算車(chē)站逐時(shí)冷負(fù)荷的條件下，顯示車(chē)站逐時(shí)冷負(fù)荷全天大多數(shù)時(shí)段都處在60%到70%高峰冷負(fù)荷當(dāng)中。在地鐵車(chē)站逐時(shí)冷負(fù)荷發(fā)生改變的條件下，通過(guò)對(duì)車(chē)站逐時(shí)空調(diào)送風(fēng)量的認(rèn)真計(jì)算，顯示車(chē)站逐時(shí)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(chē)站客流與空調(diào)負(fù)荷調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，有必要針對(duì)地鐵車(chē)站通風(fēng)空調(diào)采取優(yōu)化設(shè)計(jì)措施，進(jìn)而確保地鐵車(chē)站通風(fēng)空調(diào)能耗得到有效降低。

4、結(jié)語(yǔ)

新的發(fā)展形勢(shì)下做好地鐵建設(shè)工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。地鐵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞是評(píng)價(jià)一個(gè)地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要指標(biāo)。好的空調(diào)設(shè)計(jì)在保證空調(diào)效果的同時(shí)能使土建規(guī)模減小，運(yùn)行費(fèi)用降低。在進(jìn)行地鐵車(chē)站通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)：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(jì)計(jì)算過(guò)程中要嚴(yán)格按照要求來(lái)進(jìn)行計(jì)算選型，選擇最合適的設(shè)備。地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡可能跟相關(guān)專家溝通交流，落實(shí)好他們的意見(jiàn)，這樣才能促進(jìn)車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作者的進(jìn)步，從而做好對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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.