淺談呼和浩特地鐵設(shè)計的防寒保溫措施

張雷

摘要：嚴(yán)寒地區(qū)地鐵內(nèi)部的防寒保溫是地鐵設(shè)計必須解決的問題之一，呼和浩特市室外溫度較低，由于活塞效應(yīng)引起出入口的冷風(fēng)滲透，冬季運(yùn)行時需提供乘客的新風(fēng)量等因素帶入車站大量熱負(fù)荷，對保證室內(nèi)溫度造成很大困擾，本文通過研究分析，冬季地鐵運(yùn)行時采用閉式運(yùn)行，乘客所需新風(fēng)量利用區(qū)間排熱風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱后送入站內(nèi)，且通過出入口設(shè)置門簾、熱風(fēng)幕等輔助措施減少出入口的冷風(fēng)滲透可以有效的保證車站室內(nèi)環(huán)境溫度的要求。

Cold protection and heat preservation in the cold area of the subway is one of the problems that must be solved in the subway design.In the cold area，the outdoor temperature of Huhehaote is very low.As the Diston effect causes the cold air infiltration in the entrance，the quantity of new air for passengers should be brought into the station during the winter operation.Through the research and analysis，the closed operation is adopted in the operation of the subway in winter。The new air required by the passenger can be sent into the station by the hot air of the interval，and the curtain of the entrance and the hot air curtain can be set up to reduce the cold air penetration of the entrance，thus effectively ensuring the station indoor environment temperature.

關(guān)鍵詞：地鐵；防寒保溫；冷風(fēng)滲透

隨著人民生活水平的提高，人們對地鐵乘車環(huán)境的要求也越來越高，嚴(yán)寒地區(qū)冬季嚴(yán)寒且持續(xù)時間長，夏季短促且涼爽。因此，嚴(yán)寒地區(qū)地鐵的防寒保溫成為地鐵設(shè)計必須解決的問題之一，本文對呼和浩特市地鐵設(shè)計中的防寒保溫措施進(jìn)行簡單介紹。

1.呼和浩特市氣候特征

呼和浩特市屬典型的溫帶大陸性氣候，其特點(diǎn)是冬季漫長而寒冷，少雪；夏季短而溫?zé)?，降水集中，春季干旱多風(fēng)，秋季日光充足，涼爽而短促；氣溫冷暖變化劇烈，降水少且集中，氣候干燥等。呼和浩特年平均氣溫6.7℃，最熱月平均氣溫22.3%，最冷月平均氣溫-11.6%，極端最高氣溫38.5%，屬嚴(yán)寒地區(qū)。

《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB50157-2013）第13.2.6及13.2.15條規(guī)定：“區(qū)間隧道內(nèi)空氣冬季的平均溫度應(yīng)低于當(dāng)?shù)氐貙拥淖匀粶囟?，但最低溫度不宜低?℃”“地下車站公共區(qū)冬季室內(nèi)空氣計算溫度應(yīng)低于當(dāng)?shù)氐貙拥淖匀粶囟?，但最低溫度不宜低?2%?！?。因此，在滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，并結(jié)合呼和氣候特征，需確定呼和浩特地鐵的方案保溫方式。

2.站臺門設(shè)置形式

目前，地鐵工程中地下車站通常采用的站臺門形式有全高非封閉站臺門和封閉站臺門兩種，另外伴隨著對地鐵工程節(jié)能意識的提高，又衍生出封閉/非封閉相互轉(zhuǎn)換式的站臺門形式（可調(diào)風(fēng)口站臺門）。

根據(jù)呼和浩特市的氣候特點(diǎn)，地鐵采用電動可調(diào)風(fēng)口站臺門通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，采用封、閉式相結(jié)合的運(yùn)行方式，夏季充分利用列車運(yùn)行的活塞效應(yīng)對車站進(jìn)行通風(fēng)換氣，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的運(yùn)行模式。冬季運(yùn)行時，關(guān)閉電動可調(diào)風(fēng)口，區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)利用區(qū)間兩端迂回風(fēng)道閉式運(yùn)行，可避免由于活塞效應(yīng)從出入口進(jìn)入大量新風(fēng)造成公共區(qū)環(huán)境溫度過低，乘客所需新風(fēng)量利用區(qū)間排熱風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱后經(jīng)過過濾器、凈化器處理后送人公共區(qū)和隧道區(qū)間。

3.防寒保溫措施

3.1、區(qū)間隧道

冬季區(qū)間隧道采用閉式運(yùn)行，通過SES軟件模擬計算，全線各區(qū)間的環(huán)境平均溫度結(jié)果如下：

根據(jù)模擬計算結(jié)果可以看出，采用閉式運(yùn)行時，冬季區(qū)間溫度滿足不小與5℃的要求。

在活塞風(fēng)道人防門處設(shè)置電動防寒卷簾，冬季運(yùn)行時，開啟電動防寒卷簾，使室外與站內(nèi)環(huán)境分隔。

3.2、車站公共區(qū)

按規(guī)范要求閉式運(yùn)行時車站公共區(qū)新風(fēng)量每人不少于12.6m3/h，且不少于總送風(fēng)量10%，冬季公共區(qū)的通風(fēng)形式為

N1——區(qū)間軌行區(qū)空氣狀態(tài)點(diǎn)；

N2——車站公共區(qū)室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn)；取12℃；

W——季室外新風(fēng)；取-12.2℃；

C——一次混合風(fēng)或室內(nèi)排風(fēng)；

O——新、排風(fēng)混合或室內(nèi)送風(fēng)；

電動防寒卷簾

考慮到活塞風(fēng)對公共區(qū)的影響，出人口最大漏風(fēng)量按4m3/s計列，根據(jù)車站內(nèi)乘客、照明燈具、廣告、燈箱、指示牌、自動扶梯、垂直電梯、自動售檢票機(jī)、站臺門、通信設(shè)備、銀行等設(shè)備發(fā)熱量通過熱平衡計算分析校核車站公共區(qū)室內(nèi)溫度如下：

通過計算結(jié)果顯示，車站內(nèi)設(shè)備發(fā)熱量及乘客本身散熱量基本滿足新風(fēng)量及出入口漏風(fēng)量溫升所需要的熱量，室內(nèi)溫度基本滿足要求，并且可以通過以下幾種防寒措施減少出入口漏風(fēng)量：

1）出入口通道設(shè)置電熱風(fēng)幕

嚴(yán)寒地區(qū)地下車站出入口冬季由于受活塞風(fēng)的沖擊，溫度會較低，尤其是出人口地面廳和靠近樓扶梯處，為防止冬季出入口溫度過低或者結(jié)冰，提高乘客舒適感以及保護(hù)出入口消防水管和電扶梯，在每個車站出入口靠近車站公共區(qū)部位考慮設(shè)置電熱風(fēng)幕。其布置形式如下圖所示。

2）出入口設(shè)置門簾措施

出入口處設(shè)置門簾（布簾、塑料簾）可有效的阻擋由于列車活塞風(fēng)作用從出人口引入的冷風(fēng)，保證車站公共區(qū)的舒適度，成本較低；其缺點(diǎn)是當(dāng)車站發(fā)生火災(zāi)時，不利于人員疏散以及事故工況下補(bǔ)風(fēng)的引入，而且影響出入口的美觀。

3）通過將出入口設(shè)置成轉(zhuǎn)彎形式

車站出入口在有條件的情況下設(shè)置成轉(zhuǎn)彎形式（即出人口呈90°布置方式，避免由公共區(qū)直出室外），冷風(fēng)通過出入口吹至拐角處起到泄壓的作用，對車站公共區(qū)影響較小。但往往受地面條件限制，難以實(shí)現(xiàn)此種布置形式，故在有條件的車站可考慮出入口轉(zhuǎn)彎的布置形式。

4、區(qū)間隧道出地面峒口的保暖措施

結(jié)合呼和浩特市冬季嚴(yán)寒的氣候特點(diǎn)及規(guī)范要求，為避免本工程兩端出入段線區(qū)間隧道的隧道峒口范圍內(nèi)，區(qū)間隧道溫度過低，造成其它管道及運(yùn)營困難。因此，本次研究考慮在出入段線區(qū)間隧道峒口端頭位置5米—10米處，設(shè)置防寒門+電熱風(fēng)幕的方案。

出入段線區(qū)間隧道峒口的運(yùn)行方案：當(dāng)列車早晚收發(fā)車時，防寒門及電熱風(fēng)幕開啟，盡量減少列車活塞效應(yīng)引起的冷風(fēng)滲入；當(dāng)列車正常運(yùn)營及夜間停運(yùn)時，關(guān)閉防寒門，間歇性開啟電熱風(fēng)幕，減少冷風(fēng)滲入，從而保證區(qū)間隧道溫度及防寒門的結(jié)露現(xiàn)象。

5、設(shè)備管理用房

為保證工作人員有一個較為舒適的工作環(huán)境，對于管理辦公用房、有人長期停留的場所及存在管道凍結(jié)隱患的泵房、衛(wèi)生間及盥洗間等房間，冬季采用溫控型電暖器采暖以保證房間溫度要求。

結(jié)論：通過以上計算分析研究，呼和浩特市地鐵通風(fēng)系統(tǒng)采用可調(diào)風(fēng)口站臺門的系統(tǒng)形式，冬季采用閉式運(yùn)行，乘客所需新風(fēng)量利用區(qū)間排熱風(fēng)及站內(nèi)回風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱后送人區(qū)間及車站，并通過出入口設(shè)置輔助措施減少冷風(fēng)滲入可以有效的保證車站室內(nèi)環(huán)境的溫度要求，實(shí)際運(yùn)行效果待車站運(yùn)行后進(jìn)行測試驗證，根據(jù)驗證結(jié)果再對運(yùn)行方式進(jìn)行具體調(diào)整，作為設(shè)計，應(yīng)不斷的對地鐵的運(yùn)行模式進(jìn)行仔細(xì)研究，全程跟蹤，爭取最優(yōu)的運(yùn)行策略，更好的為地鐵事業(yè)進(jìn)行服務(wù)。