耿靜

【摘要】：地鐵已經(jīng)成為人們生活中非常重要的交通工具之一，帶給人們極為便利的生活。做好車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工對(duì)于提高地鐵車站通風(fēng)效果、提升人門搭乘地鐵舒適感具有重要作用?；诖耍恼聦?duì)濟(jì)南地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行分析研究，為今后地鐵通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目提供一點(diǎn)淺薄的借鑒經(jīng)驗(yàn)、

【關(guān)鍵詞】：地鐵車站；蒸發(fā)冷凝；屏蔽門式系統(tǒng)；隧道通風(fēng)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U231+.5文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

1、地鐵站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)概述

濟(jì)南R1線工程線路南起池東，北至演馬莊西，全長26.27km，設(shè)置車站車站11座，含高架站7座，地下站4座。地下站必須保持一定的環(huán)境質(zhì)量，使乘客感覺舒適。這就需要地鐵車站內(nèi)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)需要對(duì)車站內(nèi)的溫度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，對(duì)濕度進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)風(fēng)速進(jìn)行干預(yù)。但是由于地鐵車站內(nèi)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行需要大量的能源，有資料顯示地鐵中因?yàn)槠溥\(yùn)行所需要消耗的電能將近有一半都是空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行而產(chǎn)生，造成了能源大量的消耗，很多時(shí)候還會(huì)超過列車運(yùn)行所產(chǎn)生的電能消耗。因此，一套具有節(jié)能效應(yīng)地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯得非常必要。R1線四個(gè)地下站經(jīng)過幾輪冷源方案論證會(huì)最終四個(gè)站根據(jù)每個(gè)站的情況特點(diǎn)采用了不同的冷源方式，王府莊站和大楊莊站采用整體式蒸發(fā)冷凝機(jī)組；濟(jì)南西站采用分體式蒸發(fā)冷凝機(jī)組；演馬莊西站采用普通冷水機(jī)組+冷卻塔形式，這在以往同一條地鐵線內(nèi)出現(xiàn)多種不同形式的冷源實(shí)為罕見。蒸發(fā)式冷凝結(jié)合了風(fēng)冷以及水冷冷凝方式的優(yōu)點(diǎn)，使制冷劑冷凝過程與冷卻水冷卻過程合二為一，省略冷卻水從冷凝器到冷卻塔的傳遞階段。蒸發(fā)式冷凝空調(diào)系統(tǒng)可有效解決冷卻塔占地、噪聲、漂水等問題，減輕征地拆遷壓力。同時(shí)用蒸發(fā)冷凝替代傳統(tǒng)水冷，換熱器效率提高，比冷卻塔系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能。

空調(diào)系統(tǒng)主要由三部分組成，分別是空調(diào)大系統(tǒng)、小系統(tǒng)以及水系統(tǒng)。大、小系統(tǒng)主要是對(duì)車站內(nèi)的溫度、濕度進(jìn)行調(diào)控，對(duì)其參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便于更好地促進(jìn)車站的通風(fēng)效果；水系統(tǒng)則主要是就空氣中的冷空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到更好的制冷效應(yīng)。組合空調(diào)機(jī)組將空調(diào)外風(fēng)機(jī)輸送過來的室外新風(fēng)處理，達(dá)到地鐵內(nèi)部環(huán)境需要要求后送入地鐵站內(nèi)，空調(diào)系統(tǒng)中的水系統(tǒng)和組合空調(diào)機(jī)組配合，完成冷熱水的循環(huán)和交換熱量。將熱量用水流動(dòng)的方式帶到外界環(huán)境中。地鐵站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與環(huán)境質(zhì)量息息相關(guān)，優(yōu)化其設(shè)計(jì)可以有效改善車站空氣質(zhì)量，提升車站舒適度。

通過空調(diào)與車站內(nèi)的通風(fēng)井實(shí)現(xiàn)站內(nèi)與站外的空氣交流。開式系統(tǒng)不能對(duì)車站內(nèi)溫度進(jìn)行有效的控制，相對(duì)于閉式地鐵車站空調(diào)系統(tǒng)有很多不足，唯一的優(yōu)點(diǎn)就是能源消耗非常低，降低了運(yùn)營成本。近幾年人們對(duì)地鐵車站的環(huán)境提出了更高的要求，因此開式系統(tǒng)已經(jīng)逐漸被閉式系統(tǒng)以及屏蔽門式系統(tǒng)取代。

2、地鐵車站空調(diào)系統(tǒng)分析

當(dāng)前地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備龐大，要想提升地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用效能就需要對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的分析和設(shè)計(jì)。

2.1閉式系統(tǒng)

將車站與外部空氣斷絕的空調(diào)系統(tǒng)稱為閉式系統(tǒng)，主要是將送風(fēng)管依照車站的方向進(jìn)行鋪設(shè)，布置在站臺(tái)兩側(cè)，在進(jìn)行新風(fēng)輸送過程中，其相應(yīng)的排風(fēng)系統(tǒng)裝置可以在軌道頂端或者站臺(tái)頂端，從而達(dá)到更好的送風(fēng)效應(yīng)。室外空氣燴值與空調(diào)回風(fēng)燴值對(duì)該系統(tǒng)有一定的影響，因此該系統(tǒng)也存在一定的弊端。例如，空調(diào)工作時(shí)，室外的溫度將會(huì)高于室內(nèi)的溫度，室外的焓值相比較室內(nèi)的焓值更低，空調(diào)閉式系統(tǒng)則會(huì)依托于新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行送風(fēng)，否則其效應(yīng)則無法達(dá)到預(yù)期。通常在夏季溫度較高的的區(qū)域采用閉式地鐵車站空調(diào)系統(tǒng)，或者是運(yùn)量較大的地鐵系統(tǒng)。同時(shí)，閉式的地鐵系統(tǒng)可以滿足消防的設(shè)計(jì)要求。

2.2開式系統(tǒng)

開式系統(tǒng)就是常說的通風(fēng)系統(tǒng)。開式系統(tǒng)通?？梢苑譃閮煞N，帶空調(diào)通風(fēng)的系統(tǒng)以及不帶空調(diào)通風(fēng)的系統(tǒng)。開式系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)不同，一般開式系統(tǒng)應(yīng)用在夏季平均溫度在25℃以下，且客流量較小的地鐵系統(tǒng)中使用。不帶空調(diào)系統(tǒng)是指車站沒有空調(diào)，車站內(nèi)的通風(fēng)主要通過機(jī)械動(dòng)力實(shí)現(xiàn)，隧道內(nèi)部的風(fēng)向流動(dòng)也可以靠列車行駛產(chǎn)生的“活塞效應(yīng)”將隧道內(nèi)的新風(fēng)帶到車站內(nèi)。

2.3屏蔽門式系統(tǒng)

屏蔽門式系統(tǒng)是目前廣泛使用的地鐵站空調(diào)系統(tǒng)，安全性能高，容易實(shí)現(xiàn)空調(diào)作用的功能。屏蔽門系統(tǒng)是在車站與隧道之間安裝屏蔽門，實(shí)現(xiàn)了車站環(huán)境的通風(fēng)制冷要求。屏蔽門能夠有效減少空氣的流動(dòng)性，防止空氣流動(dòng)所造成的噪音，帶給顧客更加舒適的乘車感受，營造更好的乘車環(huán)境。安裝屏蔽門系統(tǒng)后，車站空間減少，空調(diào)所需要帶動(dòng)的區(qū)域面積減少，從而降低了能耗，具有良好的節(jié)能效果。在我國，除了早期開發(fā)的地鐵站，現(xiàn)如今的地鐵站設(shè)計(jì)都已經(jīng)廣泛采用屏蔽門式系統(tǒng)。

3、地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化方案

3.1重要設(shè)備房間采用變頻多聯(lián)機(jī)作為冗余系統(tǒng)

水系統(tǒng)采用蒸發(fā)冷凝系統(tǒng)，為解決小負(fù)荷狀態(tài)下冷水機(jī)組啟動(dòng)與運(yùn)行問題，在重要的設(shè)備用房設(shè)置多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)作為備用冷源。變頻系統(tǒng)主要的特點(diǎn)有節(jié)約能源、運(yùn)行費(fèi)用低、節(jié)省占地面積、有效利用空間、控制先進(jìn)、智能化管理、工程設(shè)計(jì)自由度高、靈活方便、安裝極為方便、施工周期短、操作人性化、維護(hù)保養(yǎng)簡單化、使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)寧靜、噪音低。因此小系統(tǒng)重要設(shè)備房間冗余系統(tǒng)使用變頻多聯(lián)機(jī)成為創(chuàng)新方式之一。該系統(tǒng)與水系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，通過變頻多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，充分發(fā)揮其所具有的變頻特性，對(duì)室內(nèi)的空氣進(jìn)行自主調(diào)節(jié)。一方面彌補(bǔ)設(shè)備房間因?yàn)闊崃繐]發(fā)所產(chǎn)生的溫度變化；另一方面降低設(shè)備運(yùn)行能耗，有效調(diào)節(jié)設(shè)備房與其他空間溫度不均勻的情況。白天由蒸發(fā)冷凝系統(tǒng)提供公共服務(wù)，夜間則停止運(yùn)行水系統(tǒng)，開啟多聯(lián)機(jī)冗余系統(tǒng)，此種運(yùn)行方式極大的降低了能耗，提高了設(shè)備的應(yīng)用效能，延長了設(shè)備壽命。整個(gè)系統(tǒng)操控簡單，既容易上手，而且其后期維護(hù)成本極低，工作量不大。

3.2屏蔽門轉(zhuǎn)換裝置

屏蔽門轉(zhuǎn)換裝置可以實(shí)現(xiàn)過渡季節(jié)利用活塞風(fēng)對(duì)車站進(jìn)行通風(fēng)的效應(yīng)，減少空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)置指在屏蔽門上方有一個(gè)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)大小系統(tǒng)的開合，根據(jù)環(huán)境需要進(jìn)行該開關(guān)的開啟或者關(guān)閉，做到最大限度的降低能源，降低空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行成本。

3.3室內(nèi)污染源的控制

在客流高峰期，人口密度增大，地下站臺(tái)的通風(fēng)效果會(huì)變的很差，加強(qiáng)對(duì)室外新風(fēng)的過濾效果，去除可吸入顆粒物（如 PM2.5 等），是保證室內(nèi)空氣質(zhì)量和人員健康的有效措施之一。車站公共區(qū)和管理人員用房，均是人常期活動(dòng)的場所，所以在組合式空調(diào)機(jī)組、柜式風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組都應(yīng)設(shè)置中效過濾裝置。

3.4站臺(tái)公共區(qū)排煙模式

站臺(tái)公共區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，組合空調(diào)器關(guān)閉，排煙風(fēng)機(jī)打開進(jìn)行排煙，同時(shí)關(guān)閉站廳排煙風(fēng)管上電動(dòng)閥，補(bǔ)風(fēng)由出入口進(jìn)入，此時(shí)打開站臺(tái)兩端的滑動(dòng)門，隧道通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)站臺(tái)輔助排煙。站臺(tái)公共區(qū)的排煙模式需要依托于屏蔽門系統(tǒng)而進(jìn)行，通過屏蔽門，讓其在首尾滑動(dòng)門以及中部滑動(dòng)門予以開啟，通過隧道風(fēng)機(jī)、輔助排煙設(shè)備等的輔助，達(dá)到模式的啟動(dòng)和應(yīng)用。這種模式有效的解決了站臺(tái)公共區(qū)排煙效果差的問題，在中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院組織的熱煙測試取得了非常好的效果，獲得了中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院的認(rèn)可和推廣，為后續(xù)的設(shè)計(jì)使用提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。公共排煙系統(tǒng)對(duì)于地下站點(diǎn)設(shè)置是非常重要的，一旦地鐵站發(fā)生火災(zāi)，或者其他氣體泄露問題，站臺(tái)公共區(qū)排煙系統(tǒng)就會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)排除煙霧，最大程度的降低人員的傷害和財(cái)產(chǎn)的損失。

結(jié)束語

地鐵站空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工施確保車站環(huán)境質(zhì)量的重要路徑，其影響了乘客搭乘地鐵的舒適感，提升了乘客對(duì)地鐵建設(shè)的認(rèn)識(shí)水平。當(dāng)前地鐵車站空調(diào)系統(tǒng)的能耗較大，噪聲較大，節(jié)能效果不理想的情況也同樣急需相關(guān)人員對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，做好相應(yīng)的施工建設(shè)。只有對(duì)地鐵空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行不斷研究和探索，才能夠真正提升地鐵車站空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化水平，讓人們享受到地鐵車站的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

【參考文獻(xiàn)】：

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

[2]鐘坤.地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題分析【J].工程技術(shù)研完，2016，（5）：104+109.

[3]馬青晨.地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)安裝中需注意的問題探完[J].住宅與居地產(chǎn)，2016，（30）：284.

[4]鮮少華.杭州地鐵1，2號(hào)線車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較與分析[J].暖通空調(diào)，2014，（4）：82-86+47.

[5]張發(fā)勇.地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討【J].制冷與空調(diào)，2011，（3）：232-238.

[6]陸俊.車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行與優(yōu)化【J].都市快軌交通，2016，（2）：109-112.