地铁车站通风空调系统节能模式探讨

2020-11-30熊雪晴

装备维修技术 2020年14期

熊雪晴

摘要：经济发展如同双刃剑，给人们生活带来的便利的同时，能源消耗也随之越来越大。能源短缺成了人们急需解决的问题之一。发现新能源缓解能源压力的同时，节能减排也很重要。通风空调系统所占建筑能耗比例相对较大。其设计、施工是否节能，影响着人们生活、生产，以及国家节能减排方针的落实。本文主要从现阶段我国城市轨道交通通风空调系统的现状着手，结合目前城市轨道交通建设的实际需求，对城市轨道交通车站公共区、区间隧道、车站设备管理用房等常用的空调系统节能模式进行了分析探讨。

关键词：地铁车站;通风空调;节能;措施

1、导言

城市轨道交通是环境相对封闭的公共场所，人员密集、流动性大，存在交叉感染隐患，通空气调節功能能够有效的调节和控制城市轨道交通内部空间的二氧化碳、温度、湿度、粉尘等有害物质浓度，为乘客及工作人员提供良好的空气环境，并保证重要设备的正常运行。可以说，通风空调系统是城市轨道交通各个系统中必不可少的系统之一。通风空调系统的节能控制不仅能实现节能减排的要求，也将很大程度节约城市轨道交通的运营成本。

2、地铁车站通风空调系统

车站公共区通风风空调和防排烟系统（简称大系统）：设置于车站站厅站台的公共区通风空调和防排烟系统，正常运行时为乘客提供过渡性舒适环境，火灾状态时迅速组织排除烟气。

隧道通风系统：设置车站轨行区范围的通风空调和防排烟系统，含区间隧道通风系统、站内隧道排风系统，正常工况下排除隧道内的余热余湿，火灾工况下排除烟气和控制烟气流向，保证乘客安全疏散。

车站设备及管理用房通风空调和防排烟系统（简称为小系统）：设置于设备管理用房通风空调和防排烟系统，正常运行时为运营管理人员提供舒适的工作环境和为设备提供必需的运行环境，火灾时迅速转入防、排烟工况。

3、地铁车站通风空调系统节能模式

3.1公共区通风系统

根据《公共场所新型冠状病毒感染的肺炎卫生防护指南》规定，公共场所内应当首选自然通风，以保证室内空气卫生质量符合《公共场所卫生指标及限值要求》（GB37488—2019）。高架站以及地面站充分利用车站高大空间自然通风的优势加强通风控制。以某地铁高架车站为例，在高架站候车层3层的玻璃幕墙上设置有电动调节外窗，外窗的设置范围包括东西幕墙、南北两侧候车厅的上部幕墙、组合拱型屋顶的侧幕墙。外窗的开关时间和开启角度可以由车站控制系统根据室外的温度、风速、风向进行控制，排除候车大厅内的余热和污浊空气，实现新风置换，改善候车大厅内的空气质量，实现节能要求。地下站，通风空调设备在系统控制下，可以依照已经设定好的温湿度目标值，借助变频调节等PID调节手段，有效的对风量以及水量进行调整，在确保为地铁车站内部的乘客以及相关设备提供一个相对良好的环境的前提下实现有效的节能运行。

3.2隧道通风系统

一、车站隧道通风系统。在车站每端各设一台排热风机，风机配置变频控制柜。排热风道设在车站车行道上部和站台下部，均采用结构风道。车行道上部排热风道风口正对列车空调冷凝散热器，站台下部排热风道风口正对列车制动电阻，有效排除列车停站的散热。针对这一系统，其运行模式根据行车对数或隧道温度确定风机的运行频率，以节省运行费用。该区域发生火灾时关闭下排热风道，由上排热风道排烟。在车站站台或相邻区间发生火灾时，根据火灾情况运行相应的排热系统。

二、区间隧道通风系统。对于这一系统而言，其具体是由风室、风道、风机及风阀等附件等共同组成的。隧道风机安装在区间隧道的两端，在列车间隔距离内根据需要科学的设置中间风井并加设隧道风机。在满足区间运行要求的情况下，关闭两端隧道风机，采用列车运行过程的活塞风来实现空气调节。当区间发生火灾，通风与空调系统可以根据联动信息，利用自动或者手动的方式，开启与之相对应的隧道区间的通风模式，在区间隧道产生风速大于2m/s的气流进行排烟，及时有效的气流组织方式，很大程度保证人员疏散，避免发生人员伤亡事故。通风空调设备根据不同的工况下模式执行，控制对应设备动作及关闭，设备有效利用，对车站及区间气流进行有效的组织，实现了设备的节能减排。

3.3设备管理用房通风空调系统

根据室内设计温湿度、房间功能以及系统运行时间，设备管理用房空调系统运行模式可以分为5类：夏季供冷、冬季供热的人员房间;夏季供冷、冬季通风的弱电设备房间;全年通风的变电所房间;仅需通风换气的储藏室、气瓶间及卫生间等排风房间。

车站设备管理用房空调系统形式大致分为三种，分体空调机系统、风冷式冷水机组+风机盘管系统、变频多联空调系统。分体空调系统的单次投资费用非常低、施工流程简单，但是，室内机自行设定温度往往处于16～18℃，这和要求的27℃的设计温度相去甚远。风冷式冷水机组和风机盘管系统相互融合的方式可以降低对建筑里造成的影响，但是，其复杂程度往往非常高，安装和维护也存在着诸多问题。变频多联空调系统噪音小，能耗低，但是系统维护较麻烦，故障点不易查找的情况。所以，当前大多采用多种系统相结合的方式，根据车站实际情况来进行不同的组合设置，在满足设备管理用房的环境要求的同时实现节能运行。

4、通风空调系统改造探讨

在车站与区间隧道间增加可控制的电动风阀组，充分利用列车运行产生的活塞风对车站进行通风，减少车站风机的开启时间，可以很大程度实现设备节能运行。

4.1屏蔽门系统改造方案1

在屏蔽门上方与区间隧道隔断的墙体上开孔，安装可控制的电动风阀组，使其在空调季节关闭，在非空调季节开启。此方案同时要求站台公共区采用透空率较高的吊顶，避免阻挡其过风面积。那么，改造后的系统既具备改造前在空调季节的节能优势，也同时具备开闭式系统在非空调季节列车运行活塞风的通风节能效果。

因电动风阀组位置高且靠近接触网，检修空间有限，考虑到车站空气质量方面，若增加空气过滤器，则增加了设备检修、维护的难度和工作量。反之，则车站公共区的空气卫生质量得不到保障，但对于空气质量优良、隧道卫生环境良好的地铁线路影响不大。

4.2屏蔽门系统改造方案2

在站台端门上方墙体上开孔，敷设通风管道，管道上安装可控制的电动风阀组和空气过滤器，可充分利用小站台的空间优势对设备进行检修和维护，也同时满足对空气卫生质量的要求。

5、结束语

综上所述，在地铁车站各个系统中，地铁车站通风与空调系统发挥着非常大的作用，其可以为乘客提供较为舒适的乘车环境，在一定程度上也影响地铁运营的安全性以及稳定性。无论什么形式的通风空调系统，在能够为人员提供适宜的环境和满足设备正常工作的条件下，能做到节能减排，才是一种最合适的通风空调系统。

参考文献

[1]浅析地铁节能的措施与推进[J].曹瀚.信息系统工程. 2019（04）

[2]2018年中国城市轨道交通运营线路统计和分析[J].赵昕，顾保南.城市轨道交通研究.2019（01）