解析現代化地鐵通風系統(tǒng)的設計

耿靜

【摘要】：地鐵已經成為人們生活中非常重要的交通工具之一，帶給人們極為便利的生活。做好車站通風空調系統(tǒng)的設計與施工對于提高地鐵車站通風效果、提升人門搭乘地鐵舒適感具有重要作用。基于此，文章對濟南地鐵車站通風空調系統(tǒng)的設計與施工進行分析研究，為今后地鐵通風系統(tǒng)建設項目提供一點淺薄的借鑒經驗、

【關鍵詞】：地鐵車站；蒸發(fā)冷凝；屏蔽門式系統(tǒng)；隧道通風系統(tǒng)

中圖分類號：U231+.5文獻標志碼：

1、地鐵站空調通風系統(tǒng)概述

濟南R1線工程線路南起池東，北至演馬莊西，全長26.27km，設置車站車站11座，含高架站7座，地下站4座。地下站必須保持一定的環(huán)境質量，使乘客感覺舒適。這就需要地鐵車站內的通風空調系統(tǒng)需要對車站內的溫度進行相應調節(jié)，對濕度進行調整，并對風速進行干預。但是由于地鐵車站內的通風空調系統(tǒng)運行需要大量的能源，有資料顯示地鐵中因為其運行所需要消耗的電能將近有一半都是空調系統(tǒng)的運行而產生，造成了能源大量的消耗，很多時候還會超過列車運行所產生的電能消耗。因此，一套具有節(jié)能效應地鐵車站通風空調系統(tǒng)設計顯得非常必要。R1線四個地下站經過幾輪冷源方案論證會最終四個站根據每個站的情況特點采用了不同的冷源方式，王府莊站和大楊莊站采用整體式蒸發(fā)冷凝機組；濟南西站采用分體式蒸發(fā)冷凝機組；演馬莊西站采用普通冷水機組+冷卻塔形式，這在以往同一條地鐵線內出現多種不同形式的冷源實為罕見。蒸發(fā)式冷凝結合了風冷以及水冷冷凝方式的優(yōu)點，使制冷劑冷凝過程與冷卻水冷卻過程合二為一，省略冷卻水從冷凝器到冷卻塔的傳遞階段。蒸發(fā)式冷凝空調系統(tǒng)可有效解決冷卻塔占地、噪聲、漂水等問題，減輕征地拆遷壓力。同時用蒸發(fā)冷凝替代傳統(tǒng)水冷，換熱器效率提高，比冷卻塔系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能。

空調系統(tǒng)主要由三部分組成，分別是空調大系統(tǒng)、小系統(tǒng)以及水系統(tǒng)。大、小系統(tǒng)主要是對車站內的溫度、濕度進行調控，對其參數進行調節(jié)，以便于更好地促進車站的通風效果；水系統(tǒng)則主要是就空氣中的冷空氣進行調節(jié)，達到更好的制冷效應。組合空調機組將空調外風機輸送過來的室外新風處理，達到地鐵內部環(huán)境需要要求后送入地鐵站內，空調系統(tǒng)中的水系統(tǒng)和組合空調機組配合，完成冷熱水的循環(huán)和交換熱量。將熱量用水流動的方式帶到外界環(huán)境中。地鐵站空調通風系統(tǒng)的設計與環(huán)境質量息息相關，優(yōu)化其設計可以有效改善車站空氣質量，提升車站舒適度。

通過空調與車站內的通風井實現站內與站外的空氣交流。開式系統(tǒng)不能對車站內溫度進行有效的控制，相對于閉式地鐵車站空調系統(tǒng)有很多不足，唯一的優(yōu)點就是能源消耗非常低，降低了運營成本。近幾年人們對地鐵車站的環(huán)境提出了更高的要求，因此開式系統(tǒng)已經逐漸被閉式系統(tǒng)以及屏蔽門式系統(tǒng)取代。

2、地鐵車站空調系統(tǒng)分析

當前地鐵車站通風空調系統(tǒng)設備龐大，要想提升地鐵車站通風空調系統(tǒng)的應用效能就需要對其系統(tǒng)進行相應的分析和設計。

2.1閉式系統(tǒng)

將車站與外部空氣斷絕的空調系統(tǒng)稱為閉式系統(tǒng)，主要是將送風管依照車站的方向進行鋪設，布置在站臺兩側，在進行新風輸送過程中，其相應的排風系統(tǒng)裝置可以在軌道頂端或者站臺頂端，從而達到更好的送風效應。室外空氣燴值與空調回風燴值對該系統(tǒng)有一定的影響，因此該系統(tǒng)也存在一定的弊端。例如，空調工作時，室外的溫度將會高于室內的溫度，室外的焓值相比較室內的焓值更低，空調閉式系統(tǒng)則會依托于新風系統(tǒng)進行送風，否則其效應則無法達到預期。通常在夏季溫度較高的的區(qū)域采用閉式地鐵車站空調系統(tǒng)，或者是運量較大的地鐵系統(tǒng)。同時，閉式的地鐵系統(tǒng)可以滿足消防的設計要求。

2.2開式系統(tǒng)

開式系統(tǒng)就是常說的通風系統(tǒng)。開式系統(tǒng)通?？梢苑譃閮煞N，帶空調通風的系統(tǒng)以及不帶空調通風的系統(tǒng)。開式系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)不同，一般開式系統(tǒng)應用在夏季平均溫度在25℃以下，且客流量較小的地鐵系統(tǒng)中使用。不帶空調系統(tǒng)是指車站沒有空調，車站內的通風主要通過機械動力實現，隧道內部的風向流動也可以靠列車行駛產生的“活塞效應”將隧道內的新風帶到車站內。

2.3屏蔽門式系統(tǒng)

屏蔽門式系統(tǒng)是目前廣泛使用的地鐵站空調系統(tǒng)，安全性能高，容易實現空調作用的功能。屏蔽門系統(tǒng)是在車站與隧道之間安裝屏蔽門，實現了車站環(huán)境的通風制冷要求。屏蔽門能夠有效減少空氣的流動性，防止空氣流動所造成的噪音，帶給顧客更加舒適的乘車感受，營造更好的乘車環(huán)境。安裝屏蔽門系統(tǒng)后，車站空間減少，空調所需要帶動的區(qū)域面積減少，從而降低了能耗，具有良好的節(jié)能效果。在我國，除了早期開發(fā)的地鐵站，現如今的地鐵站設計都已經廣泛采用屏蔽門式系統(tǒng)。

3、地鐵車站通風空調系統(tǒng)優(yōu)化方案

3.1重要設備房間采用變頻多聯(lián)機作為冗余系統(tǒng)

水系統(tǒng)采用蒸發(fā)冷凝系統(tǒng)，為解決小負荷狀態(tài)下冷水機組啟動與運行問題，在重要的設備用房設置多聯(lián)空調系統(tǒng)作為備用冷源。變頻系統(tǒng)主要的特點有節(jié)約能源、運行費用低、節(jié)省占地面積、有效利用空間、控制先進、智能化管理、工程設計自由度高、靈活方便、安裝極為方便、施工周期短、操作人性化、維護保養(yǎng)簡單化、使用壽命長、運轉寧靜、噪音低。因此小系統(tǒng)重要設備房間冗余系統(tǒng)使用變頻多聯(lián)機成為創(chuàng)新方式之一。該系統(tǒng)與水系統(tǒng)獨立運行，通過變頻多聯(lián)機系統(tǒng)，充分發(fā)揮其所具有的變頻特性，對室內的空氣進行自主調節(jié)。一方面彌補設備房間因為熱量揮發(fā)所產生的溫度變化；另一方面降低設備運行能耗，有效調節(jié)設備房與其他空間溫度不均勻的情況。白天由蒸發(fā)冷凝系統(tǒng)提供公共服務，夜間則停止運行水系統(tǒng)，開啟多聯(lián)機冗余系統(tǒng)，此種運行方式極大的降低了能耗，提高了設備的應用效能，延長了設備壽命。整個系統(tǒng)操控簡單，既容易上手，而且其后期維護成本極低，工作量不大。

3.2屏蔽門轉換裝置

屏蔽門轉換裝置可以實現過渡季節(jié)利用活塞風對車站進行通風的效應，減少空調系統(tǒng)的運行能耗。轉換裝置的設置指在屏蔽門上方有一個開關，實現大小系統(tǒng)的開合，根據環(huán)境需要進行該開關的開啟或者關閉，做到最大限度的降低能源，降低空調設備的運行成本。

3.3室內污染源的控制

在客流高峰期，人口密度增大，地下站臺的通風效果會變的很差，加強對室外新風的過濾效果，去除可吸入顆粒物（如 PM2.5 等），是保證室內空氣質量和人員健康的有效措施之一。車站公共區(qū)和管理人員用房，均是人常期活動的場所，所以在組合式空調機組、柜式風機盤管機組都應設置中效過濾裝置。

3.4站臺公共區(qū)排煙模式

站臺公共區(qū)發(fā)生火災時，組合空調器關閉，排煙風機打開進行排煙，同時關閉站廳排煙風管上電動閥，補風由出入口進入，此時打開站臺兩端的滑動門，隧道通風系統(tǒng)對站臺輔助排煙。站臺公共區(qū)的排煙模式需要依托于屏蔽門系統(tǒng)而進行，通過屏蔽門，讓其在首尾滑動門以及中部滑動門予以開啟，通過隧道風機、輔助排煙設備等的輔助，達到模式的啟動和應用。這種模式有效的解決了站臺公共區(qū)排煙效果差的問題，在中國安全生產科學研究院組織的熱煙測試取得了非常好的效果，獲得了中國安全生產科學研究院的認可和推廣，為后續(xù)的設計使用提供了寶貴的經驗。公共排煙系統(tǒng)對于地下站點設置是非常重要的，一旦地鐵站發(fā)生火災，或者其他氣體泄露問題，站臺公共區(qū)排煙系統(tǒng)就會在最短的時間內排除煙霧，最大程度的降低人員的傷害和財產的損失。

結束語

地鐵站空調系統(tǒng)的設計和施工施確保車站環(huán)境質量的重要路徑，其影響了乘客搭乘地鐵的舒適感，提升了乘客對地鐵建設的認識水平。當前地鐵車站空調系統(tǒng)的能耗較大，噪聲較大，節(jié)能效果不理想的情況也同樣急需相關人員對通風空調系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，做好相應的施工建設。只有對地鐵空調系統(tǒng)的設計與施工進行不斷研究和探索，才能夠真正提升地鐵車站空調系統(tǒng)的優(yōu)化水平，讓人們享受到地鐵車站的優(yōu)質服務。

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