地鐵車站通風空調系統(tǒng)節(jié)能模式探討

熊雪晴

摘要：經(jīng)濟發(fā)展如同雙刃劍，給人們生活帶來的便利的同時，能源消耗也隨之越來越大。能源短缺成了人們急需解決的問題之一。發(fā)現(xiàn)新能源緩解能源壓力的同時，節(jié)能減排也很重要。通風空調系統(tǒng)所占建筑能耗比例相對較大。其設計、施工是否節(jié)能，影響著人們生活、生產，以及國家節(jié)能減排方針的落實。本文主要從現(xiàn)階段我國城市軌道交通通風空調系統(tǒng)的現(xiàn)狀著手，結合目前城市軌道交通建設的實際需求，對城市軌道交通車站公共區(qū)、區(qū)間隧道、車站設備管理用房等常用的空調系統(tǒng)節(jié)能模式進行了分析探討。

關鍵詞：地鐵車站;通風空調;節(jié)能;措施

1、導言

城市軌道交通是環(huán)境相對封閉的公共場所，人員密集、流動性大，存在交叉感染隱患，通空氣調節(jié)功能能夠有效的調節(jié)和控制城市軌道交通內部空間的二氧化碳、溫度、濕度、粉塵等有害物質濃度，為乘客及工作人員提供良好的空氣環(huán)境，并保證重要設備的正常運行?？梢哉f，通風空調系統(tǒng)是城市軌道交通各個系統(tǒng)中必不可少的系統(tǒng)之一。通風空調系統(tǒng)的節(jié)能控制不僅能實現(xiàn)節(jié)能減排的要求，也將很大程度節(jié)約城市軌道交通的運營成本。

2、地鐵車站通風空調系統(tǒng)

車站公共區(qū)通風風空調和防排煙系統(tǒng)（簡稱大系統(tǒng)）：設置于車站站廳站臺的公共區(qū)通風空調和防排煙系統(tǒng)，正常運行時為乘客提供過渡性舒適環(huán)境，火災狀態(tài)時迅速組織排除煙氣。

隧道通風系統(tǒng)：設置車站軌行區(qū)范圍的通風空調和防排煙系統(tǒng)，含區(qū)間隧道通風系統(tǒng)、站內隧道排風系統(tǒng)，正常工況下排除隧道內的余熱余濕，火災工況下排除煙氣和控制煙氣流向，保證乘客安全疏散。

車站設備及管理用房通風空調和防排煙系統(tǒng)（簡稱為小系統(tǒng)）：設置于設備管理用房通風空調和防排煙系統(tǒng)，正常運行時為運營管理人員提供舒適的工作環(huán)境和為設備提供必需的運行環(huán)境，火災時迅速轉入防、排煙工況。

3、地鐵車站通風空調系統(tǒng)節(jié)能模式

3.1公共區(qū)通風系統(tǒng)

根據(jù)《公共場所新型冠狀病毒感染的肺炎衛(wèi)生防護指南》規(guī)定，公共場所內應當首選自然通風，以保證室內空氣衛(wèi)生質量符合《公共場所衛(wèi)生指標及限值要求》（GB37488—2019）。高架站以及地面站充分利用車站高大空間自然通風的優(yōu)勢加強通風控制。以某地鐵高架車站為例，在高架站候車層3層的玻璃幕墻上設置有電動調節(jié)外窗，外窗的設置范圍包括東西幕墻、南北兩側候車廳的上部幕墻、組合拱型屋頂?shù)膫饶粔?。外窗的開關時間和開啟角度可以由車站控制系統(tǒng)根據(jù)室外的溫度、風速、風向進行控制，排除候車大廳內的余熱和污濁空氣，實現(xiàn)新風置換，改善候車大廳內的空氣質量，實現(xiàn)節(jié)能要求。地下站，通風空調設備在系統(tǒng)控制下，可以依照已經(jīng)設定好的溫濕度目標值，借助變頻調節(jié)等PID調節(jié)手段，有效的對風量以及水量進行調整，在確保為地鐵車站內部的乘客以及相關設備提供一個相對良好的環(huán)境的前提下實現(xiàn)有效的節(jié)能運行。

3.2隧道通風系統(tǒng)

一、車站隧道通風系統(tǒng)。在車站每端各設一臺排熱風機，風機配置變頻控制柜。排熱風道設在車站車行道上部和站臺下部，均采用結構風道。車行道上部排熱風道風口正對列車空調冷凝散熱器，站臺下部排熱風道風口正對列車制動電阻，有效排除列車停站的散熱。針對這一系統(tǒng)，其運行模式根據(jù)行車對數(shù)或隧道溫度確定風機的運行頻率，以節(jié)省運行費用。該區(qū)域發(fā)生火災時關閉下排熱風道，由上排熱風道排煙。在車站站臺或相鄰區(qū)間發(fā)生火災時，根據(jù)火災情況運行相應的排熱系統(tǒng)。

二、區(qū)間隧道通風系統(tǒng)。對于這一系統(tǒng)而言，其具體是由風室、風道、風機及風閥等附件等共同組成的。隧道風機安裝在區(qū)間隧道的兩端，在列車間隔距離內根據(jù)需要科學的設置中間風井并加設隧道風機。在滿足區(qū)間運行要求的情況下，關閉兩端隧道風機，采用列車運行過程的活塞風來實現(xiàn)空氣調節(jié)。當區(qū)間發(fā)生火災，通風與空調系統(tǒng)可以根據(jù)聯(lián)動信息，利用自動或者手動的方式，開啟與之相對應的隧道區(qū)間的通風模式，在區(qū)間隧道產生風速大于2m/s的氣流進行排煙，及時有效的氣流組織方式，很大程度保證人員疏散，避免發(fā)生人員傷亡事故。通風空調設備根據(jù)不同的工況下模式執(zhí)行，控制對應設備動作及關閉，設備有效利用，對車站及區(qū)間氣流進行有效的組織，實現(xiàn)了設備的節(jié)能減排。

3.3設備管理用房通風空調系統(tǒng)

根據(jù)室內設計溫濕度、房間功能以及系統(tǒng)運行時間，設備管理用房空調系統(tǒng)運行模式可以分為5類：夏季供冷、冬季供熱的人員房間;夏季供冷、冬季通風的弱電設備房間;全年通風的變電所房間;僅需通風換氣的儲藏室、氣瓶間及衛(wèi)生間等排風房間。

車站設備管理用房空調系統(tǒng)形式大致分為三種，分體空調機系統(tǒng)、風冷式冷水機組+風機盤管系統(tǒng)、變頻多聯(lián)空調系統(tǒng)。分體空調系統(tǒng)的單次投資費用非常低、施工流程簡單，但是，室內機自行設定溫度往往處于16～18℃，這和要求的27℃的設計溫度相去甚遠。風冷式冷水機組和風機盤管系統(tǒng)相互融合的方式可以降低對建筑里造成的影響，但是，其復雜程度往往非常高，安裝和維護也存在著諸多問題。變頻多聯(lián)空調系統(tǒng)噪音小，能耗低，但是系統(tǒng)維護較麻煩，故障點不易查找的情況。所以，當前大多采用多種系統(tǒng)相結合的方式，根據(jù)車站實際情況來進行不同的組合設置，在滿足設備管理用房的環(huán)境要求的同時實現(xiàn)節(jié)能運行。

4、通風空調系統(tǒng)改造探討

在車站與區(qū)間隧道間增加可控制的電動風閥組，充分利用列車運行產生的活塞風對車站進行通風，減少車站風機的開啟時間，可以很大程度實現(xiàn)設備節(jié)能運行。

4.1屏蔽門系統(tǒng)改造方案1

在屏蔽門上方與區(qū)間隧道隔斷的墻體上開孔，安裝可控制的電動風閥組，使其在空調季節(jié)關閉，在非空調季節(jié)開啟。此方案同時要求站臺公共區(qū)采用透空率較高的吊頂，避免阻擋其過風面積。那么，改造后的系統(tǒng)既具備改造前在空調季節(jié)的節(jié)能優(yōu)勢，也同時具備開閉式系統(tǒng)在非空調季節(jié)列車運行活塞風的通風節(jié)能效果。

因電動風閥組位置高且靠近接觸網(wǎng)，檢修空間有限，考慮到車站空氣質量方面，若增加空氣過濾器，則增加了設備檢修、維護的難度和工作量。反之，則車站公共區(qū)的空氣衛(wèi)生質量得不到保障，但對于空氣質量優(yōu)良、隧道衛(wèi)生環(huán)境良好的地鐵線路影響不大。

4.2屏蔽門系統(tǒng)改造方案2

在站臺端門上方墻體上開孔，敷設通風管道，管道上安裝可控制的電動風閥組和空氣過濾器，可充分利用小站臺的空間優(yōu)勢對設備進行檢修和維護，也同時滿足對空氣衛(wèi)生質量的要求。

5、結束語

綜上所述，在地鐵車站各個系統(tǒng)中，地鐵車站通風與空調系統(tǒng)發(fā)揮著非常大的作用，其可以為乘客提供較為舒適的乘車環(huán)境，在一定程度上也影響地鐵運營的安全性以及穩(wěn)定性。無論什么形式的通風空調系統(tǒng)，在能夠為人員提供適宜的環(huán)境和滿足設備正常工作的條件下，能做到節(jié)能減排，才是一種最合適的通風空調系統(tǒng)。

參考文獻

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