地铁车站车控室空调设计若干问题探讨

李国栋

中铁第四勘察设计院集团有限公司

地铁车站车控室空调设计若干问题探讨

李国栋

中铁第四勘察设计院集团有限公司

针对地铁车站车控室冬季过冷的问题，提出了冬季应采用小新风运行模式，结合设计时车控室的系统归属问题进行了探讨，提出了其实现小新风运行模式的措施，该方法对于解决车控室以及人员管理房间冬季过冷具有一定的借鉴意义。

地铁 车站控制室 过冷 小新风 全新风 取暖

0 引言

车站控制室扮演着地铁车站中枢的作用，关乎整个车站的运营、监控及应急指挥，该房间一般24h有人值守，其室内舒适性直接体现了空调系统的人性化及舒适度水平，根据大多数已建成线路运营部门的反映，夏季及过渡季节空调效果较好，但是冬季室内偏冷，针对这一问题，本文将从设计角度进行探讨，并给出后期的设计建议。

1 冬季过冷分析

根据地铁车站空调的工艺控制特点，正常运行时，空调分为两个工况，即空调季节的小新风工况，以及非空调季节的全新风工况，以某地铁的控制工艺图为例[1]，如图1所示。

图1 空调系统控制工艺模式

从图1可以看出，空调季节进行小新风运行时候，室内的舒适度是可以得到保证的，但是，室外温度低于14℃，甚至达到0℃以后，则室内的舒适度就很难实现，就会出现过冷的情况。

以车站控制室为例，其室内发热量Q取6.5kW，按照室外计算温度14℃确定通风量，根据显热计算公式可计算出全面通风量V为：

式中：Q为发热量，kW；Cp为空气比热，1.01J/(kg·℃)；ρ为空气密度，取1.21kg/m3；tw为室外通风计算干球温度，取14℃（空调与通风模式的转换温度）；tn为室内计算温度，取27℃。

由式（1）计算得出车控室过渡季节全面通风量应为1500m3/h。

在冬季运行时，室内发热量Q取6.5kW，通风量为1500m3/h，冬季室内计算温度取18℃[2]，在此通风量下，由式（1）可计算出对应的室外温度约为5℃，即低于5℃时，室内温度将在18℃以下。图2为通风量一定时，室内温度与室外温度的变化关系。

图2 定风量通风时室内温度与室外温度的变化关系

上述计算是建立在该房间与周边环境无传热的基础上，另外室内实际发热量也一般偏小，所以5℃是一个理想工况点，实际运行时，确保室内不低于18℃时室外温度必定高于5℃，或减少通风量。根据该地铁运营反馈结果，冬季在室外温度约8℃左右时，仍有不舒服的冷风感。车控室亦是如此，其他房间也存在同样问题。

鉴于此，就需要在冬季执行小新风运行模式，避免全新风模式造成室内热量的大量损失（本文暂按室外5℃提供可切换的模式，具体切换温度可根据运营情况确定），如图3所示。

图3 改进后系统控制工艺模式

2 车控室小新风实现的问题

根据前述分析，只要在冬季对车控室执行小新风运行模式，即可将该房间内的舒适度大大提升，对于人员管理房间所在的空调系统，该功能很容易实现，但是，对于车控室，要实现这个功能，存在一定的难度。根据地铁设备及管理用房的设置及使用情况，空调系统一般分为两类：

1）出于设备运行安全考虑，空调系统需24h运行的设备房间，如通信设备室、信号设备室、环控电控室等房间。

2）出于节能运行考虑，空调系统仅运营时段使用的人员管理房间，如更衣室、会议室、警务室、站长室等。

如图4所示，车控室刚好跨越了这两个系统，即该房间24h有人，车控室的这一特点给设计者带来一些疑惑，如果将车控室纳入24h运行的设备房间，在空调季节运行是没有问题的，但是到了冬季，24h运行的其他设备房间没有温度下限的要求，不会产生过冷的问题，即小新风工况无法实现，会产生过冷问题。反之，如果将车控室纳入运营时段使用的人员管理房间，冬季可以解决过冷问题，但空调季节时，夜间的空调效果无法保证，如果将此系统夜间开启，则导致系统的能耗增加，不节能。

图4 车控室、站长室性质示意

在既有线路的设计中，为保证夜间车控室的空调效果，该房间是纳入24h运行的设备房间，如何解决冬季该系统内该单个房间的小新风问题，将是本文的重点。

从车控室的布置可以看出，该房间临近站厅公共区，处于空调系统的最末端，因此，可以考虑如下方案，即在主管路上设置电动调节阀，然后再并联一个管路，设置手动调节阀，如图5、6所示。

图5 旁通风管设置简图

图6 旁通风管设置局部详图

其运行方式为：

a、夏季小新风及过渡季节全通风时，电动调节阀打开，满足设备房间通风降温要求；

b、冬季工况，电动调节阀关闭，小新风由旁通管经过，通过手动调节阀来整定小新风的大小，在满足人员最小新风量的前提下，减小冷风的送入量。

通过以上方式，即可实现在保证其他设备房间冬季在全新风运行时，车控室这一个房间维持小新风运行工况。

3 热源问题探讨

人员管理房间在冬季执行小新风工况后，可有效地改善室内的舒适度，但受临近设备房间温度过低导致的传热影响，以及室内实际设备发热量的大小（车控室以外的其他人员管理房间的设备发热量更小），人员管理房间的热损失会更大，因此，为了达到更佳的舒适效果，在冬季实现小新风运行模式的基础上，建议利用既有的空调设备或增加相关的取暖设备。

如某地小系统采用的全部是多联机系统，那么就可以通过系统的合理划分，将全部的人员管理房间纳入到同一个多联机系统，即在多联机系统中，车控室需从24h的空调系统中分离出来，纳入到人员管理房间所在的多联机系统，提高设备的利用率，实现冬季的取暖功能，图7为某地多联机设置示意图。

图7 多联机+通风系统典型设置原理图

4 结语

1）车控室必须纳入24小时运营的空调系统。

2）人员房间所在的空调系统，冬季应执行小新风模式，实现设计的人性化、精细化和系统的节能运行。

3）当其他人员房间，因建筑布局原因，不得不纳入24h运行的空调系统时，可参照车控室的设置进行设计，以实现冬季的小新风运行模式。

4）当采用多联机系统时，人员房间必须纳入到同一个多联机系统中。

[1]中铁第四勘察设计院集团有限公司.无锡1号线工程设计技术要求[Z].武汉:中铁第四勘察设计院集团有限公司,2013

[2]北京城建设计研究总院有限责任公司.地铁设计规范(GB5015 7-2013)[Z].北京:中国建筑工业出版社,2013

Dis c us s ion on Air Conditioning De s ign of Control Room in Subw a y Sta tions

LI Guo-dong
China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.,Ltd.

According to the undercooling of control room in subway stations,this paper presents that the air conditioning system should run minimum fresh air mode in winter,and discuss the system partitioning of control room when designing the air conditioning system,then put forwards the method to realize it.It could be the theoretical reference for solving undercooling such as control room and other Personnel management rooms in subway stations.

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1003-0344（2015）02-090-3

2014-2-5

李国栋（1983～），男，硕士，工程师；武汉市武昌区和平大道745号中铁第四勘察设计院集团有限公司城地院暖通所（430063）；E-mail:185091953@qq.com