地鐵通風空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)分析

李雅鈴

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術(shù)的進步，地鐵交通的不斷建設(shè)，地鐵通風空調(diào)工程在地鐵工程中起著非常重要的作用，它不僅起著改善地鐵環(huán)境品質(zhì)的作用，而且為地鐵工程防災(zāi)、救災(zāi)保駕護航。本文從當前主要應(yīng)用于地鐵工程的通風空調(diào)技術(shù)出發(fā)研究，分析目前地鐵通風空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計選擇技術(shù)的標準和基本要求，對地鐵工程中常用的主要設(shè)備性能進行簡明扼要的分析和介紹。

關(guān)鍵詞：地鐵 通風空調(diào) 技術(shù)分析

中圖分類號：U270.383 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（a）-0046-01

1 地鐵通風空調(diào)的需求分析

由于地鐵地下線路位置的特殊性，主要地下線路都與外界隔絕，自然通風散熱比較困難，又加上地鐵列車的散熱，風機、水泵、變配電箱等機電設(shè)備散熱，成千上萬的乘客散熱，以及大量的照明燈具都會產(chǎn)生大量的熱量（其中，機車散熱主要來源于機車制動產(chǎn)生的熱量和車廂內(nèi)擴散到環(huán)境的熱量，占總負荷的50%～70%）。大量熱量的集聚，必將造成地鐵內(nèi)空氣溫度的升高。同時，隧道內(nèi)土壤通過維護結(jié)構(gòu)的滲透量也較大，若不及時排除，車站和隧道內(nèi)的空氣濕度也會增大，直至達到乘客難以忍受的程度。還有列車、風機產(chǎn)生的噪聲，活塞效應(yīng)造成的擾動，潮濕環(huán)境帶來的腐爛等危害都會污染環(huán)境。因此，為了保證乘客的舒適環(huán)境和地鐵系統(tǒng)設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)，必須對地鐵內(nèi)部的空氣環(huán)境進行控制。地鐵通風空調(diào)系統(tǒng)選擇或劃分與地鐵車站的功能劃分密切相關(guān)，受車站的結(jié)構(gòu)形式影響比較大，同時要兼顧考慮如何提高地鐵的防災(zāi)、救災(zāi)防排煙能力。

2 地鐵通風空調(diào)的主要技術(shù)

2.1 三種空調(diào)系統(tǒng)形式的比較

2.1.1 開式系統(tǒng)

開式系統(tǒng)的特點是地鐵隧道內(nèi)的空氣與外界大氣是連通的，通風換氣主要靠列車運行時活塞效應(yīng)以及采取機械通風等方式進行，這種系統(tǒng)比較節(jié)能，運行簡單。

2.1.2 閉式系統(tǒng)

閉式系統(tǒng)就是地鐵隧道與外界基本上隔絕，一般在車站進行空調(diào)系統(tǒng)運行，隧道內(nèi)環(huán)境溫度主要靠列車的運行帶去的冷負荷進行調(diào)節(jié)。

2.1.3 屏蔽門系統(tǒng)

屏蔽門系統(tǒng)的發(fā)展，改變了地鐵空調(diào)系統(tǒng)的制式，該系統(tǒng)不僅有利于空調(diào)統(tǒng)節(jié)約運行費用，而且有利于安全防護，地鐵環(huán)境相對比較舒適。屏蔽門系統(tǒng)也存在初投資大，對地鐵結(jié)構(gòu)有一定的要求等特點。屏蔽門系統(tǒng)相比開/閉式系統(tǒng)，多一套車站隧道通風系統(tǒng)，其綜合年能耗與閉式系統(tǒng)相比，節(jié)省不到60%。根據(jù)廣州地鐵二號線的計算數(shù)據(jù)及運營情況，屏蔽門系統(tǒng)比開/閉式系統(tǒng)節(jié)省能耗為25%～40%。

2.2 風亭方案的比較

2.2.1 單風亭

單風亭就是只在車站的列車出站端設(shè)置一個活塞風井，每站共兩個活塞風井。單風亭方案可以節(jié)約大量的土建、設(shè)備的初投資，車站長度可縮短，出地面的活塞風井面積也可以減少一半，對環(huán)境的影響更小。但區(qū)間溫度相對于雙風亭方案會升高1 ℃～ 2 ℃，環(huán)境溫度變化不大，空氣品質(zhì)相對較差。隧道內(nèi)溫度的升高，對選用空調(diào)列車的空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響。

2.2.2 雙風亭

雙風亭就是在車站兩端對應(yīng)每條隧道均設(shè)置活塞井，每個車站共4個活塞風井。雙風亭方案增加土建的工程量，設(shè)備的初投資。但與單風亭方案比較相對比較節(jié)能、環(huán)保。如果條件允許盡量選擇雙風亭方案。

2.3 UO風機與TVF風機分設(shè)方案的比選

UO風機是可逆轉(zhuǎn)耐高溫變頻軸流風機，主要用在車站車行區(qū)排熱工況；TVF是可逆轉(zhuǎn)耐高溫軸流通風機，主要用在隧道通風工況。根據(jù)UO風機所負擔的熱負荷，由于安裝了變頻器，達到了節(jié)能，降低了運營成本。隧道通風系統(tǒng)是地鐵工程常用的通風方式，在目前地鐵工程中都在使用，我們從節(jié)能的目標考慮，來分析兩種方案：

方案一：UO風機與TVB風機分開設(shè)置。

方案二：UO風機與TVB風機合并設(shè)置，其中一臺TVF風機設(shè)置變頻器。

（1）初投資。方案一占地面積比方案二占地面積要多；方案二減少了排熱風機、電動控制風閥、消音器及控制柜等。初投資，方案二占優(yōu)。

（2）節(jié)能。根據(jù)風機的特性，風機合用風機效率降低，而且UO風機大多數(shù)情況下處于低效率運行工況。兩種風機合并后，效率大概要低10%左右，由于風機的電機功率與風機的效率成反比，所以風機的電功率大概增加10%以上。運行費用增加。方案一節(jié)能。

（3）功能。UO風機與TVF風機分開設(shè)置，均能同時滿足UO風機與TVF風機的正常、阻塞、火災(zāi)工況時設(shè)備的運行，當列車阻塞于上行區(qū)間，TVF風機送風或排風來保證上行阻塞區(qū)間的溫度，UO風機仍能保證下行的列車正常運行。

3 結(jié)語

由于地鐵工程所處的特殊環(huán)境，決定了地鐵通風空調(diào)系統(tǒng)的特點，要滿足地鐵“正常運營狀況、阻塞狀況及火災(zāi)狀況”的基本功能需要，地鐵站廳、站臺、隧道區(qū)域的通風空調(diào)具有各自的特點和要求，技術(shù)方案的確定及設(shè)備的選型受各種因素影響比較大，本文通過對地鐵通風空調(diào)主要技術(shù)形式進行的分析比較，地鐵的通風空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)工程項目功能的要求，堅持方案優(yōu)化比選的原則，持續(xù)改進應(yīng)因地制宜，持續(xù)完善的理念進行比選。

參考文獻

[1] 魏廣宏.北京地鐵環(huán)境通風系統(tǒng)的改造分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2005（11）.

[2] 任澤春.地鐵通風空調(diào)工程施工與監(jiān)理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[3] 李曉江.城市軌道交通技術(shù)規(guī)范實施指南[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[4] 陳韶章.地下鐵道站臺屏蔽門系統(tǒng)[M].北京：科學出版社，2005.endprint