地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化措施

□文/楊秀娟

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化措施

□文/楊秀娟

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是目前所有設(shè)備系統(tǒng)中占用面積最大，設(shè)備較多，能耗最高的系統(tǒng)，其用電量占總地鐵耗電量的40%左右，如何找到相應(yīng)的措施使通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)備選型、運(yùn)行等多方面得到進(jìn)一步優(yōu)化是一個(gè)重要的問(wèn)題。文章對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)做了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹并闡述了在設(shè)計(jì)方面對(duì)目前存在的問(wèn)題所采取的幾種優(yōu)化措施。

地鐵；通風(fēng)；空調(diào)系統(tǒng)；優(yōu)化措施

1　地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)概述

1.1功能

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是地鐵內(nèi)部的重要設(shè)備系統(tǒng)之一，擔(dān)負(fù)著調(diào)節(jié)地鐵內(nèi)部環(huán)境的功能。在地鐵內(nèi)部環(huán)境中，空氣的溫度、濕度、流速以及壓力和動(dòng)平衡起到重要的作用。當(dāng)列車阻塞在一定的區(qū)間時(shí)，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)會(huì)為其提供相應(yīng)的通風(fēng)量，保證列車內(nèi)人員的安全疏散。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，會(huì)及時(shí)排除地鐵環(huán)境內(nèi)的煙氣并補(bǔ)給人員所需的新鮮空氣量。在正常運(yùn)行模式下，不僅為乘客和地鐵工作人員提供較舒適的環(huán)境并為其他設(shè)備用房的設(shè)備運(yùn)行提供較好的溫、濕度條件。

1.2組成

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)主要由4部分組成。

1）公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)及排煙系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)主要對(duì)公共區(qū)進(jìn)行日常的空氣流轉(zhuǎn)置換以及應(yīng)急情況下，尤其是發(fā)生火災(zāi)時(shí)進(jìn)行煙氣的排放等。

2）設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)及防排煙系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)主要是依據(jù)設(shè)備及管理用房的通風(fēng)空調(diào)以及防排煙的需求所設(shè)置。

3）隧道通風(fēng)及排煙系統(tǒng)。主要指的是在運(yùn)行的隧道內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)和排煙的系統(tǒng)設(shè)置。

4）空調(diào)冷水循環(huán)系統(tǒng)。即地鐵空調(diào)支持系統(tǒng)。

這4部分中的前3個(gè)為風(fēng)的系統(tǒng)，主要是進(jìn)行相應(yīng)的氣體置換和流動(dòng)。

1.3原理

地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)由大系統(tǒng)、小系統(tǒng)和水系統(tǒng)構(gòu)成，大系統(tǒng)和小系統(tǒng)負(fù)責(zé)車站公共區(qū)和設(shè)備管理用房的通風(fēng)、排煙以及車站溫、濕度的控制。水系統(tǒng)為車站空調(diào)系統(tǒng)提供冷源，使空調(diào)設(shè)備完成熱交換過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)地鐵車站溫、濕度調(diào)節(jié)。

2　常見(jiàn)的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)分析

2.1開(kāi)式系統(tǒng)

早期的地鐵車站規(guī)模小、自動(dòng)化程度低，一般采用開(kāi)式地鐵通風(fēng)系統(tǒng)，而且區(qū)間和地鐵站之間往往沒(méi)有相應(yīng)的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。隨著人們生活水平的提高以及科學(xué)技術(shù)尤其是自動(dòng)化技術(shù)的提升，單純的活塞通風(fēng)技術(shù)已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前空調(diào)通風(fēng)的要求，地鐵內(nèi)環(huán)境逐漸要求設(shè)置機(jī)械通風(fēng)。在車站的兩端設(shè)置風(fēng)機(jī)，正常運(yùn)行情況下，對(duì)車站進(jìn)行置換通風(fēng)；特殊情況下，對(duì)車站及區(qū)間進(jìn)行應(yīng)急預(yù)案和緊急處置。機(jī)械通風(fēng)可以滿足不同狀況和不同通風(fēng)置換的需要，使得通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行不留死角，但是機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)需要進(jìn)行風(fēng)道的建設(shè)，因此增加了土建成本的費(fèi)用。

2.2閉式系統(tǒng)

20世紀(jì)70年代以來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)和人們生活水平的逐漸提高，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)引入了空調(diào)制冷模式。閉式系統(tǒng)是一種常見(jiàn)的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)主要有兩種實(shí)現(xiàn)的途徑。一種途徑指的是集成模式，就是沿用傳統(tǒng)的開(kāi)放式風(fēng)道系統(tǒng)，在排風(fēng)道加入一個(gè)空氣處理設(shè)備，也就是表冷器和過(guò)濾器，這種模式不需要專門(mén)的大系統(tǒng)空調(diào)機(jī)房，所有的大系統(tǒng)設(shè)備都設(shè)計(jì)在風(fēng)道里。另一種是常規(guī)模式，常規(guī)模式套用地面建筑空調(diào)設(shè)計(jì)原理，將地鐵車站和區(qū)間控制系統(tǒng)進(jìn)行分割，區(qū)間采用的是機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，而地鐵車站公共區(qū)采用的是空調(diào)系統(tǒng)，這樣就會(huì)使得降溫和保溫設(shè)計(jì)得到更大的優(yōu)化。

2.3屏蔽門(mén)系統(tǒng)

從國(guó)內(nèi)外地鐵線路和車站的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，進(jìn)一步優(yōu)化和設(shè)計(jì)了屏蔽門(mén)系統(tǒng)，這就使得整個(gè)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入了新時(shí)代，在整個(gè)車站、站臺(tái)以及隧道之間進(jìn)行了區(qū)隔。屏蔽門(mén)系統(tǒng)適應(yīng)于空調(diào)季地鐵運(yùn)行狀態(tài)下，其降低了區(qū)間活塞風(fēng)對(duì)于地鐵車站溫度和濕度的干擾并有效減少了車站空調(diào)的冷負(fù)荷，對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)還是比較有利的。但是屏蔽門(mén)系統(tǒng)將空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中車站的站臺(tái)層和隧道之間進(jìn)行人為的區(qū)隔，使得非空調(diào)季公共區(qū)的通風(fēng)不能利用自然通風(fēng)，只能使用機(jī)械通風(fēng)。

3　目前地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜繁瑣，在運(yùn)行控制上還存在諸多不便。

2）系統(tǒng)較為龐大、設(shè)備較多、占地面積較大，運(yùn)行中存在實(shí)際的困難。

3）系統(tǒng)的能耗較高，一般占到地鐵運(yùn)行總能耗的40%左右。

4）市區(qū)的通風(fēng)進(jìn)出口，在噪音處理、美觀設(shè)計(jì)等方面存在協(xié)調(diào)難度較大的問(wèn)題。

4　地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

4.1采用冷水機(jī)組群控系統(tǒng)

冷水機(jī)組群控指的是在運(yùn)行的過(guò)程中，利用自動(dòng)化控制技術(shù)，對(duì)制冷站內(nèi)部的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)化設(shè)備處理，使得制冷站內(nèi)部的設(shè)備能夠達(dá)到高效運(yùn)行。系統(tǒng)會(huì)采集各類的進(jìn)出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)交互式的遠(yuǎn)程控制并根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行空調(diào)的調(diào)節(jié)和監(jiān)控，使得整個(gè)系統(tǒng)處于低能耗、高效率的運(yùn)行狀態(tài)。近幾年的北京地鐵站使用了冷水機(jī)組群控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)的智能化監(jiān)控，車站溫、濕度調(diào)節(jié)在適當(dāng)?shù)奈恢茫淖兞藗鹘y(tǒng)模式帶來(lái)的資源耗費(fèi)。

4.2采用合適的空氣凈化器

在地鐵空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中，空氣凈化器主要功能是進(jìn)行空氣的過(guò)濾和凈化。當(dāng)空氣凈化采用的是靜電凈化技術(shù)時(shí)，一般采用的是電暈帶電技術(shù)，使得空氣的粉塵帶上靜電，利用庫(kù)侖力的作用粉塵捕捉到集塵器上，通過(guò)粉塵的清降和清灰等達(dá)到除塵和凈化空氣的作用。靜電凈化技術(shù)對(duì)于可吸入微小顆粒、有機(jī)化物體、細(xì)菌微生物等一些雜質(zhì)灰塵等有較好的凈化作用，因?yàn)榉蹓m是細(xì)菌微生物的載體，因此變相具有除塵殺菌的作用，非常適用于相對(duì)封閉的地鐵中央空調(diào)中。

4.3采用新型通風(fēng)可調(diào)屏蔽門(mén)

由于傳統(tǒng)的屏蔽門(mén)系統(tǒng)非空調(diào)季無(wú)法利用列車活塞風(fēng)對(duì)車站進(jìn)行自然通風(fēng)，使得其通風(fēng)季能耗高于設(shè)置安全門(mén)的車站，所以可以采用新型通風(fēng)可調(diào)屏蔽門(mén)系統(tǒng)，此系統(tǒng)是屏蔽門(mén)與安全門(mén)的結(jié)合體，空調(diào)季節(jié)關(guān)閉門(mén)體上側(cè)的百葉風(fēng)口作為屏蔽門(mén)使用，非空調(diào)季節(jié)開(kāi)啟門(mén)體上的百葉風(fēng)口作為安全門(mén)使用，從而達(dá)到全年節(jié)能的目的。

5　結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)有的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)置理念、資源利用和運(yùn)營(yíng)管理上已采取相應(yīng)的措施，進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，已達(dá)到相應(yīng)的完善地步。但由于地鐵空間的局限性，一些地上建筑的空調(diào)自動(dòng)化技術(shù)不能很好的應(yīng)用在地鐵中，后期有待進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)、研究。

[1]翁雪飛.地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化措施及發(fā)展趨勢(shì)[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2015，34(5)：57-59.

[2]焦慶文.地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)消聲降噪分析與設(shè)備分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，(7)：211.

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.05.023

□U231+.5

□C

□1008-3197（2016）05-67-02

□2016-05-25

□楊秀娟/女，1984年出生，，中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司天津分院，從事地鐵通風(fēng)、空調(diào)與防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。