地铁车站设备管理用房通风空调系统方案的选择

王继宏

（中铁第一勘察设计院集团有限公司 西安 710043）

地铁车站设备管理用房通风空调系统方案的选择

王继宏

（中铁第一勘察设计院集团有限公司 西安 710043）

研究地铁车站设备管理用房设置独立冷（热）源的通风空调系统方案的选择。通过对三种可行的地铁车站设备管理用房通风空调系统方案的综合比选，直膨式全空气空调系统技术成熟、控制简单、安全性高，可作为优先推荐方案选择。

地铁车站；独立冷(热)源；通风空调系统；直膨式

0 引言

为保证地铁工作人员的舒适度要求和各种设备的正常运转，地铁车站设备管理用房需要设置空调或通风降温处理措施。

地铁区间隧道通风系统和车站公共区通风空调系统往往是空调通风设计的重点，但车站设备管理用房区通风空调系统设计的复杂性并不低于车站公共区，并且设计人员投入的精力也往往多于主体区域。因此，根据建设地铁的区域环境，合理的选择车站设备管理用房通风空调系统方案显得尤为必要。

1 地铁车站设备管理用房通风空调系统功能及系统划分

1.1 系统功能

车站设备管理用房的通风空调系统主要功能为排除设备及管理用房的余热和余湿，以保证房间内空气环境质量满足人员舒适感的要求和各种设备正常运转的需要，并兼设备管理用房的事故排烟系统。

1.2 系统划分

地铁车站设备管理用房功能、性质和使用要求不同，通常分为管理办公用房、发热量较大的强电电气设备用房、发热量小的弱电电气设备用房屋、卫生间和机房等辅助房屋等四大类。

根据《地铁设计规范》要求，结合地铁设备管理用房的特点、温湿度要求及工艺要求，通常需要考虑设置通风空调降温系统的房间主要有以下三大类：管理办公用房、发热量较大的强电电气设备用房、发热量小的弱电电气设备用房屋。

2 地铁车站设备管理用房通风空调系统的现状

地下车站传统空调基本采用大小系统合用冷水机组+冷却塔形式的冷源，需要在室外设置冷却塔，因此可能引起以下问题：冷却塔占地大、与相关产权单位协调困难，常制约车站的建设进度，并且会耗费大量的建设资金；冬季较冷地区，冷却水系统设备及管路存在冻结风险；冷却塔地面设置影响城市景观；冷却塔运行噪声大，影响市民生活，经常成为地铁运营过程中居民主要投诉对象；过渡季低峰时段，尤其是夜间列车停运后，地下车站部分设备管理用房仍需要制冷，冷水机组空调设备处于频繁开停状态，极易损坏。

当前我国城市轨道交通进入快速发展时期，随着十二五规划的制定，中国轨道交通行业迎来了空前的发展。随着我国建设地铁的城市增多，根据规范要求，结合地铁城市气候特点采用大小系统分设冷源的通风空调系统方案也多样化。

从国内目前已开通运营轨道交通的城市以及正在进行建设和设计的城市的通风空调系统设置情况来看，设备管理用房设置独立空调冷源的通风空调系统可以归纳为两大类。

2.1 全空气通风空调系统

采用全空气空调系统时空调房间的室内负荷全部由经过集中处理的空气来负担。目前，国内已建或在建地铁项目设备管理用房基本都采用全空气空调系统。

全空气空调系统主要由空调室外机、空调室内机、水管（制冷剂管路）、风管及辅助设备组成，可以实现小新风、全新风及通风等多种工况转换，其设备组成及原理见图1。

图1 全空气空调系统设备组成及原理图Fig.1 Equipment composition and Schematic of all-air air conditioning system

2.2 多联机空调系统+机械通风的复合通风空调系统

多联机空调系统主要由空调室外机、空调室内机及制冷剂管路组成，系统可根据负荷变化变频运行。多联机空调系统仅制冷或制热，为满足最小新风、通风换气、排烟等需求，需单独设置新风系统，因此还需设置送风机、排风机、排烟风机和风管管路。多联机空调+机械通风系统设备组成及原理可见图2。

图2 多联机空调+机械通风系统设备组成及原理图Fig.2 Equipment composition and Schematic of multi-connected air-condition unit + mechanical ventilation system

3 车站设备管理用房通风空调方案比较

以某一典型明挖地下两层岛式车站（兰州）为例，车站左右两端均设有设备管理用房，右端为设备集中端。该站设备管理用房空调负荷及通风量等计算结果见表1。

表1 车站设备管理用房通风空调负荷计算表Table1 The calculation table of air conditioning load for equipment management room of subway station

3.1 系统组成

结合兰州气候特点，地下车站公共区采用直接蒸发冷却通风降温系统，地下车站设备管理用房通风空调系统需设置独立冷（热）源，推荐以下几种方案可供选择：

方案一：风冷冷水（热泵）机组+柜式空调机组的全空气系统，见图1；方案二：直膨式全空气空调系统（一台或数台风冷室外机与室内机构成制冷循环系统，进风通过室内机向房间或区域提供集中处理空气的直接膨胀式空气调节系统），见图1；方案三：多联机空调系统+机械通风系统（见图2）。

上述三种方案的设备组成，见表2。

表2 设备组成表Table2 The table of Equipment composition

3.2 方案经济性分析

根据上述三种方案的负荷计算结果及系统设备组成，对其在设备初投资、材料费、安装费、土建工程造价及年耗电费用等方面做进一步比较。全空气空调系统以室外空气温度小于送风点温度作为空调季转换为通风季的转换点，相应计算空调季和通风季各自运行时间；多联机空调+机械通风系统以通风量能够带走室内余热的室外空气干球温度为转换点，计算运行时间。计算得到三种方案初期投资、运行时间、能耗设备初投资、材料费、安装费、土建工程造价及年耗电费用方面的比较数据见表3。

表3 费用比较表Table3 The table of cost comparison

3.3 方案综合分析

表4 通风空调系统方案分析比较表Table4 The comparison table of schemes of Ventilation and Air Conditioning Systems

4 结论

（1）多联机空调系统+机械通风系统虽然年耗电费用较低、土建投资较少，但总投资相差不多，并且室内空气品质低、维护检修量大、室内冷凝水对设备存在安全隐患、管道长制冷（制热）量衰减大，因此地下车站设备管理用房通风空调系统优先采用全空气空调系统；

（2）风冷冷水（热泵）机组+柜式空调机组的全空气系统较之直膨式全空气空调系统总投资较高、专业接口较多、控制复杂、存在冬季冻结可能、维护检修量较大，因此宜首选直膨式全空气空调系统；

（3）直膨式全空气空调系统在民用建筑中已广泛采用，应用于地铁车站，具有比其它独立冷（热）源方案简单、设备少、控制简单且成熟、管路少而短、管径小等优势，可作为地铁车站设备管理用房通风空调系统优先推荐方案选择。

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Design of Ventilation and Air Conditioning Systems in the Equipment Management Room of Subway Station

Wang Jihong
( China Railway First Survey & Design Institute Group Co., Ltd, Xi'an, 710043 )

Study on the design of ventilation and air conditioning systems with independent cooling or heating source for equipment management room of subway station. Through the comprehensive comparison of three feasible schemes, the direct-expansion air conditioning system is recommended as the preferred option which have the mature technology, the simple control and the high security.

Subway Station; aindependent cooling or heating source; ventilation and air conditioning systems; direct-expansion

U231+.5

A

1671-6612（2017）01-053-05

作者（通讯作者）简介：王继宏（1983-），男，工学硕士，工程师，E-mail：278782993@qq.com

2016-12-14