淺談西安地鐵二號線通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

摘要：簡述西安地鐵二號線通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運行模式及控制。

關(guān)鍵詞：地鐵 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng) 系統(tǒng)控制

1 概述

西安地鐵二號線通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)采用屏蔽門制式環(huán)控系統(tǒng)，車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)包括大系統(tǒng)和小系統(tǒng)：車站公共區(qū)空調(diào)通風(fēng)兼排煙系統(tǒng)，簡稱大系統(tǒng)；設(shè)備管理用房空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)兼排煙系統(tǒng)，簡稱小系統(tǒng)。

2 通風(fēng)系統(tǒng)組成

根據(jù)城市軌道交通隧道通風(fēng)換氣的形式以及隧道與車站站臺層的分隔關(guān)系，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)一般劃分為三種制式：開式系統(tǒng)、閉式系統(tǒng)、屏蔽門制式環(huán)控系統(tǒng)。

2.1 屏蔽門制式環(huán)控系統(tǒng)

屏蔽門制式環(huán)控系統(tǒng)是一種在車站的站臺與行車隧道間安裝屏蔽門，將站臺公共區(qū)與隧道軌行區(qū)完全屏蔽隔離的方式，即車站內(nèi)所有與室外相連通的通風(fēng)井閥門均處于關(guān)閉狀態(tài)，由于屏蔽門的隔斷，屏蔽門制式環(huán)控系統(tǒng)形成了兩個相對獨立的系統(tǒng)——車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和隧道通風(fēng)系統(tǒng)。

車站內(nèi)采用空調(diào)制冷方式，通過新風(fēng)機從室外向車站提供所需的新風(fēng)量。區(qū)間隧道借助于列車行駛時的活塞效應(yīng)將室外的新風(fēng)送入?yún)^(qū)間，由此冷卻區(qū)間隧道內(nèi)溫度。每個車站在上、下行兩端設(shè)置機械風(fēng)閥，機械風(fēng)閥與活塞風(fēng)閥相聯(lián)通，以解決隧道內(nèi)活塞風(fēng)泄壓要求。

2.2 地鐵通風(fēng)系統(tǒng)組成

①車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。大系統(tǒng)：公共區(qū)（含站廳、站臺、出入口通道）的通風(fēng)、空調(diào)、防排煙系統(tǒng)。小系統(tǒng)：車站內(nèi)設(shè)備及管理用房空調(diào)、通風(fēng)、防排煙系統(tǒng)。水系統(tǒng)：大、小系統(tǒng)的空調(diào)冷凍水系統(tǒng)及空調(diào)制冷的冷卻水系統(tǒng)。②區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)。TVF系統(tǒng)：區(qū)間隧道活塞風(fēng)與機械通風(fēng)系統(tǒng)（兼排煙系統(tǒng)），簡稱TVF系統(tǒng)。TEF系統(tǒng)：車站范圍內(nèi)、屏蔽門外站臺下排熱和車行道頂部排熱系統(tǒng)，簡稱TEF系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)運行模式

系統(tǒng)運行模式分車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)兩部分。

3.1 車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運行模式

3.1.1 正常運行模式 地鐵車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)按空調(diào)季節(jié)和非空調(diào)季節(jié)運行，特殊情況根據(jù)氣溫、乘客及員工需求、設(shè)備狀況等靈活處理。

①大系統(tǒng)。a空調(diào)季節(jié)：大系統(tǒng)執(zhí)行空調(diào)季節(jié)通風(fēng)時，具體有兩種模式，分別為：101——小新風(fēng)模式、102——全新風(fēng)模式，在空調(diào)季節(jié)時必須開啟車站冷水系統(tǒng)配合車站通風(fēng)工況，使車站具有冷風(fēng)送入公共區(qū)。當(dāng)車站外空氣的焓值大于車站內(nèi)空氣焓值，并且車站外空氣溫度大于空調(diào)設(shè)計送風(fēng)溫度時，采用101——小新風(fēng)模式；當(dāng)車站外空氣的焓值小于或等于車站內(nèi)空氣焓值，并且車站外空氣溫度大于空調(diào)設(shè)計送風(fēng)溫度時，采用102——全新風(fēng)模式。b非空調(diào)季節(jié)：當(dāng)室外空氣焓值小于空調(diào)送風(fēng)焓值時，關(guān)停水系統(tǒng)，車站環(huán)控系統(tǒng)采用通風(fēng)工況運行。大系統(tǒng)執(zhí)行通風(fēng)季模式，具體有兩種通風(fēng)工況，分別為：103——通風(fēng)季模式、104——冬季通風(fēng)模式。10 月1 日至10 月31 日過渡季節(jié)，大系統(tǒng)可執(zhí)行103——通風(fēng)季模式滿足車站公共區(qū)通風(fēng)，其余時間大系統(tǒng)執(zhí)行104——冬季通風(fēng)模式。②小系統(tǒng):小系統(tǒng)全年24小時運行，空調(diào)季、非空調(diào)季按大系統(tǒng)條件執(zhí)行。③水系統(tǒng):全新風(fēng)空調(diào)季和夜間小系統(tǒng)運行期間，水系統(tǒng)開啟，兩臺冷水機組根據(jù)運行時間交替運行，當(dāng)一臺故障時，另一臺自動運行。非空調(diào)季，水系統(tǒng)關(guān)閉。

3.1.2 火災(zāi)模式

①大系統(tǒng)。a當(dāng)站廳層發(fā)生火災(zāi)時，站廳排煙系統(tǒng)進(jìn)行排煙，回排風(fēng)機工頻運行，排煙風(fēng)機開啟，關(guān)閉站廳層送風(fēng)系統(tǒng)及站臺層送、排風(fēng)系統(tǒng)，補風(fēng)由出入口引入，人員迎著新風(fēng)向地面疏散。b當(dāng)站臺層發(fā)生火災(zāi)時，關(guān)閉站廳層排風(fēng)管和站廳、站臺送風(fēng)管上電動風(fēng)閥，由站臺層回排風(fēng)機兼做排煙風(fēng)機，將煙霧經(jīng)風(fēng)井排至地面；同時為了保證站廳、站臺連通的樓扶梯口處向下氣流風(fēng)速1.5M/S，需打開屏蔽門，關(guān)閉站臺下排熱風(fēng)道，利用TEF風(fēng)機輔助排煙，同時開啟車站兩端TVF風(fēng)機及相應(yīng)事故風(fēng)閥加強排煙。c當(dāng)車站軌行區(qū)發(fā)生火災(zāi)時，關(guān)閉站臺下排熱風(fēng)道及非著火區(qū)域軌頂排熱風(fēng)道，關(guān)閉大系統(tǒng)回排風(fēng)機、排煙風(fēng)機，TEF風(fēng)機轉(zhuǎn)入工頻高速運行，排除煙氣。同時開啟車站兩端TVF風(fēng)機及相應(yīng)著火側(cè)隧道事故風(fēng)閥，加強排煙。

②小系統(tǒng)。a當(dāng)設(shè)備發(fā)生火災(zāi)時，消防聯(lián)動控制系統(tǒng)關(guān)閉火災(zāi)區(qū)域送、排風(fēng)管上的的防火閥，然后噴灑滅火氣體，待設(shè)備房內(nèi)火已撲滅后，再將通風(fēng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到相應(yīng)措施的排氣模式。b管理用房發(fā)生火災(zāi)時，系統(tǒng)將該房間的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的排煙模式。

③水系統(tǒng)：非空調(diào)季、車站火災(zāi)工況下，水系統(tǒng)關(guān)閉。

3.2 區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)運行模式

3.2.1 正常運行模式

①每個車站兩端各設(shè)一座直通地面的活塞兼事故通風(fēng)井，活塞風(fēng)孔位于上、下行線路中心線正上方或側(cè)面面，通過組合式風(fēng)閥與兩條區(qū)間隧道分別連通。正常運營期間，通過列車行駛產(chǎn)生的活塞風(fēng)，實現(xiàn)隧道與室外的通風(fēng)換氣。

②正常運營期間，隧道通風(fēng)系統(tǒng)執(zhí)行2001-初期模式，車站軌道排熱系統(tǒng)（TEF系統(tǒng)）承擔(dān)車站軌道區(qū)域的通風(fēng)排熱功能，TEF風(fēng)機變頻運行，通過站臺下排熱風(fēng)道和軌頂排熱風(fēng)道，排除列車制動系統(tǒng)和列車空調(diào)冷凝器散發(fā)的熱量。

③遠(yuǎn)期運營夏季時，每天運營前后半小時，為防止區(qū)間隧道超溫，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的早晚通風(fēng)模式，開啟區(qū)間隧道風(fēng)機，進(jìn)行推拉式通風(fēng)，利用室外空氣對地鐵進(jìn)行和補充新鮮空氣，排除地鐵內(nèi)集聚的熱空氣。

④運營時間后，TEF風(fēng)機、風(fēng)閥關(guān)閉，隧道通風(fēng)系統(tǒng)執(zhí)行停運模式。

3.2.2 阻塞模式 列車因事故(非火災(zāi))滯留在區(qū)間隧道時，為保證列車空調(diào)器能正常運轉(zhuǎn)，列車后方站的事故，排熱風(fēng)機向區(qū)間隧道送新風(fēng)，列車前方站的事故，排熱風(fēng)機將區(qū)間隧道內(nèi)的空氣排至地廄。區(qū)間隧道內(nèi)的氣流方向與列車行進(jìn)方向一致。

3.2.3 火災(zāi)模式 列車在區(qū)間隧道或車站內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故時，開啟隧道系統(tǒng)事故風(fēng)機、風(fēng)閥可以有效排煙，又可以向乘客和消防人員提供必要的新風(fēng)量，形成一定的迎面風(fēng)速，誘導(dǎo)乘客安全撤離。

①當(dāng)列車在區(qū)間運行過程中發(fā)生火災(zāi)停在區(qū)間時，中央控制室確認(rèn)火災(zāi)后，根據(jù)事故列車位置和人員疏散方向、著火點等因素決定通風(fēng)方向，中央或車站手動啟動相應(yīng)的火災(zāi)模式：即車站一端的事故風(fēng)機向火災(zāi)區(qū)間送風(fēng)，另一端的事故風(fēng)機將煙霧經(jīng)風(fēng)井排至地面，保證乘客疏散到安全地帶。a列車頭部著火且停在區(qū)間任意位置：乘客從列車尾部安全門進(jìn)入隧道向出站方向的車站撤離。此時由列車進(jìn)站方向的事故風(fēng)機排煙，由出站方向的事故風(fēng)機送風(fēng)引導(dǎo)乘客迎著新風(fēng)撤離。b列車頭部著火且停在區(qū)間任意位置：乘客的撤離方向與排煙的運行模式恰好與列車頭著火時相反。c列車中部車廂著火且停在區(qū)間任意位置：此時排煙運行方式應(yīng)根據(jù)列車在區(qū)間的具體位置及現(xiàn)場乘客的疏散情況而定。②當(dāng)發(fā)生火災(zāi)的列車進(jìn)入車站停車時，站務(wù)人員打開屏蔽門，中央控制室啟動軌行區(qū)火災(zāi)模式，TEF風(fēng)機轉(zhuǎn)入工頻運行進(jìn)行排煙，同時開啟車站兩端隧道風(fēng)機輔助進(jìn)行排煙，使乘客疏散方向與氣流方向相反，以利于人員安全撤離。

4 系統(tǒng)控制要求

通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)均由BAS系統(tǒng)管理和控制，由中央級控制，車站級控制和就地級控制三級組成，就地級控制具有優(yōu)先權(quán)。

4.1 中央級控制 西安地鐵二號線BAS系統(tǒng)采用深度集成的模式，納入綜合監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計；BAS不單獨組建全線網(wǎng)絡(luò)，在車站與綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成，由綜合監(jiān)控系統(tǒng)組建全線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，對全線車站內(nèi)的通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)正常運行模式、阻塞運行模式和火災(zāi)運行模式，使其統(tǒng)一協(xié)調(diào)地運行。

4.2 車站級控制 車站級功能主要在車站實現(xiàn)，通過BAS設(shè)置在車站的工作站、PLC、現(xiàn)場控制網(wǎng)完成。各車站通風(fēng)空調(diào)電控室是用來確保不同運行模式，并對設(shè)備按要求作控制和顯示。

4.3 就地控制 就地級功能主要通過BAS設(shè)置在就地的PLC、RIO、儀器、儀表實現(xiàn)。就地級控制分為“環(huán)控”和“就地”，“環(huán)控”是在車站通風(fēng)空調(diào)電控室內(nèi)進(jìn)行操作，就地級是在設(shè)備就地控制箱上進(jìn)行操作，供設(shè)備安裝、調(diào)試、檢修時現(xiàn)場使用。為確保安全，就地控制具有優(yōu)先權(quán)。就地控制時，有信號給中央級控制，則中央級控制和車站級控制失效，就地控制結(jié)束后，反饋信號給中央級控制，則恢復(fù)其正常功能。需注意的是，“環(huán)控”或“就地”控制方式下，啟動風(fēng)機前應(yīng)先開啟與其連鎖的風(fēng)閥，否則，由于硬件連鎖的存在，風(fēng)機將不會啟動。

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