简析地铁通风空调系统的设计特点

1.徐越璐 2.石宸宇

1.沈阳铁道勘察设计院有限公司 2.北京中环世纪工程设计有限责任公司辽宁分公司

简析地铁通风空调系统的设计特点

1.徐越璐 2.石宸宇

1.沈阳铁道勘察设计院有限公司 2.北京中环世纪工程设计有限责任公司辽宁分公司

随着我国经济社会的进步以及发展，我国城市轨道交通工程的建设也在如火如荼的进行，本文笔者则从实际出发论述地铁通风空调系统的相关设计方法。

地铁通风；空调；系统；设计

引言

我国是人口大国，对于能源的需求量较大，尤其是不可再生能源方面，供给与需求矛盾较大。地铁作为主要的公共交通运行工具，通风和空调系统在节能方面的设计不足将产生严重的耗能问题。因此对地铁通风与空调系统设计及施工常见问题做出分析研究，有利于进一步控制能耗消耗。

1、设计依据

对于任意一个车站，都需要依照通风空调系统相关设计规范展开工作，充分结合车站的土建特点、资金投资情况进行通风空调设计，合理布置通风空调系统。主要设计依据有通风空调系统的使用功能、与地铁站的契合程度以及相关技术要求，设计人员应当严格遵循国家制定的规程、规范以及设计标准。

2、地铁通风空调系统主要功能

对于地铁车站与区间隧道来讲，大部分都是比较狭长的地下建筑，只有车站各出入口、新、排风井以及活塞风井，是与外界相通的，其余基本上都是与外界隔绝。地铁运营过程中，大量乘客集散产生废气和热量，同时，设备运行产生热量不断的散发到车站内以及列车往返运行，产生大量的热被带入车站内及区间，由于地层的蓄热作用将导致地铁车站、区间隧道内温度不断升高，另外地铁在区间内运行过程中将产生活塞效应，必须进行有效的气流组织，避免对车站负荷产生不利影响。此外，考虑到在地下空间内发生列车阻塞或火灾等一些紧急情况时，救援工作难度大，环境极易恶化，必须为疏散救援提供足够的时间及有利的条件。鉴于地铁环境的上述特点，要求地铁通风空调系统在设计过程中必须满足以下功能：地铁通风空调系统正常运行中，能够合理调节车站公共区温度、湿度，为乘客提供一个由地面至列车的舒适的过渡环境;能够满足地铁车站内各种设备正常运行的温度、湿度或是通风换气要求以及管理用房温度、湿度要求，为各系统设备正常平稳运行提供环境保障、为地铁运营工作人员提供舒适的工作环境;当列车在区间隧道发生阻塞时，系统可以向阻塞区间提供一定量的新风，保证列车空调冷凝器可以继续运行，以便为列车内乘客在短时间内提供一个相对舒适的环境;在车站或区间隧道发生火灾的紧急情况下，能够立即开启火灾模式，排烟系统立即运行，有效排出烟雾等有害气体，为乘客安全撤离以及提供灭火环境创造条件。

3、地铁通风空调系统的设计

3.1 隧道通风系统

隧道通风系统分为区间隧道通风系统和车站隧道通风系统两部分。隧道通风系统设计的意义在于：列车正常运营时排除隧道内的余热余湿和满足隧道内换气次数和温度要求；列车阻塞时向阻塞区间提供一定的通风量，控制隧道温度以满足列车空调器仍能正常运行的要求；列车火灾时及时排除烟气和控制烟气流向，诱导乘客安全撤离火灾区域。本站区间隧道按单活塞系统于车站两端分别设置1条活塞风道以及相应的风井，作为正常运行时依靠列车活塞作用实现隧道与外界通风换气的通道；同时，在隧道与其相对应的活塞风井之间还设置了一套隧道风机装置，该装置在无列车活塞作用时对隧道进行机械通风。而且在设置上要求车站每端两套隧道风机装置可互为备用。通过对设于活塞通风风道以及机械通风风道上的各个组合风阀的开闭与隧道风机启停的各种组合，构成多种运行模式，满足不同的运营工况要求。本站车站隧道通风系统，由两台排热风机、列车顶和站台下的土建风道及相应风阀组成，列车顶排风道设置开口向下的排风口，站台下排风道设置朝向轨道的排风口。车站隧道排热风机变频运行。在正常工况下，对车轨区进行排热通风。当站台发生火灾时，打开一侧屏蔽门，排热风机、列车轨顶及轨底排风道风阀开启，与车站排烟风机一起对站台进行排烟。当区间发生火灾时，车站隧道通风系统根据相应的模式进行联动。

3.2 优化节能设计

地铁运行中必不可少的是通风和空调设备的安装、运行，但是由于其能耗巨大，对于电量需求大，需要注重节能设计。有科学统计表明，地铁内部空调和通风装置的耗电量达到整个地铁站的百分之六七十，因而降低地铁空调能耗是主要任务。关于地铁通风空调节能方面，首先需要做好基本的客流量统计，划时段统计，数据来源可以参考检票系统等，对客流量预估统计后，将数据进行科学处理分析。在空调设备选用时可以选择具有变频调控功能的组合空调机或新风机等。这种主要是在设备送风量和转速等方面控制能耗，减轻地铁通风空调设备负荷。地铁运行中，最主要的能耗在空调通风上，需要从根本上上解决这个问题，就要根据实际的载客量，调试系统，选用合理设备。

3.3 地铁车站客流与空调负荷调查统计分析

根据我国已建的地铁车站的实际运行情况，发现车站逐时客流基于全天不同时间段存在很大程度的变化。具体表现为：车站逐时冷负荷随车站逐时客流的改变而改变，在认真计算车站逐时冷负荷的条件下，显示车站逐时冷负荷全天大多数时段都处在60%到70%高峰冷负荷当中。在地铁车站逐时冷负荷发生改变的条件下，通过对车站逐时空调送风量的认真计算，显示车站逐时空调送风量相比高峰空调送风量存在很大程度的改变。所以，从地铁车站客流与空调负荷调查统计结果来看，有必要针对地铁车站通风空调采取优化设计措施，进而确保地铁车站通风空调能耗得到有效降低。

4、结语

新的发展形势下做好地铁建设工作具有重要的现实意义。地铁空调系统设计好坏是评价一个地铁车站设计质量的重要指标。好的空调设计在保证空调效果的同时能使土建规模减小，运行费用降低。在进行地铁车站通风空调设计时：要结合土建情况采用合适的系统形式。在土建配合阶段考虑好系统房间的布置，使管线尽可能短而直。在设计计算过程中要严格按照要求来进行计算选型，选择最合适的设备。地铁车站设计过程中应尽可能跟相关专家沟通交流，落实好他们的意见，这样才能促进车站通风空调系统设计工作者的进步，从而做好对通风空调系统设计方案的优化工作。

[1]林晓伟，王侠.地铁通风空调系统的优化控制[J].城市轨道交通研究，2012，(11)：100-104.

[2]赵轶.地铁火灾烟气数值模拟及通风控制[D].大连交通大学，2009.