對(duì)軌道交通地下站點(diǎn)通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能的分析

摘 要：隨著交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，公路交通已經(jīng)無(wú)法滿足人們的需求，而地鐵成為了許多大城市重點(diǎn)發(fā)展的交通工具。但是由于地鐵大多在地底20多米的深處，地面空氣無(wú)法流入地下，所以必須使用通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)維持地鐵站臺(tái)和車內(nèi)的空氣流通。然而，由于地鐵站內(nèi)部空間巨大，要進(jìn)行連續(xù)不斷的抽取空氣，需要消耗巨大的能量。本文通過(guò)對(duì)地鐵站內(nèi)通風(fēng)空調(diào)工作狀況進(jìn)行分析研究，總結(jié)出幾點(diǎn)方法，能有效減少通風(fēng)系統(tǒng)的能源消耗[1]。

關(guān)鍵詞：軌道交通；通風(fēng)系統(tǒng)；節(jié)能

引言：隨著地球能源的不斷使用，很多能源已經(jīng)面臨枯竭，為了人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，就要減少對(duì)不可再生能源的使用。軌道交通作為城市交通中速度最快、載人最多的交通方式已經(jīng)被很多國(guó)家大力發(fā)展。但是由于地下氧氣不足，需要使用通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行空氣流通，通風(fēng)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中能量消耗巨大，所以要對(duì)這種情況進(jìn)行改善。地鐵系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)會(huì)造成能源浪費(fèi)，為了最大程度節(jié)約能源，本文對(duì)地鐵通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行研究，并提出有效的節(jié)能措施。

一、地鐵通風(fēng)系統(tǒng)情況

（一）地鐵通風(fēng)系統(tǒng)組成

地鐵的通風(fēng)系統(tǒng)由兩個(gè)部分組成分別是隧道區(qū)間和站臺(tái)空間，由于二者的通風(fēng)要求不同，所以對(duì)于二者要分開(kāi)考慮[2]。

地鐵通風(fēng)系統(tǒng)主要由四部分組成，分別為：車站站廳和站臺(tái)的空調(diào)通風(fēng)排煙系統(tǒng)；車站設(shè)備房間的通風(fēng)排煙系統(tǒng)；空調(diào)用水循環(huán)系統(tǒng)；區(qū)間隧道活塞通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。四個(gè)系統(tǒng)共同構(gòu)成地鐵通風(fēng)系統(tǒng)，并保證整個(gè)地鐵系統(tǒng)的高效平穩(wěn)運(yùn)行。

（二）地鐵通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)

我國(guó)的地鐵已經(jīng)有了60多年的發(fā)展歷史，通風(fēng)形式有三個(gè)發(fā)展階段：開(kāi)式、閉式和屏蔽門(mén)式。下文對(duì)三種形式的工作狀況進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

1開(kāi)式通風(fēng)系統(tǒng)

開(kāi)式通風(fēng)系統(tǒng)是我國(guó)最早的地鐵通風(fēng)系統(tǒng)，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，早期的地鐵都是用開(kāi)式系統(tǒng)。開(kāi)式系統(tǒng)是利用機(jī)械或者活塞效應(yīng)，讓地鐵內(nèi)部和外部進(jìn)行空氣交換并利用外界空氣對(duì)地鐵站和地鐵隧道進(jìn)行冷卻。開(kāi)式系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用非常少，但是地鐵區(qū)間的通風(fēng)需求并沒(méi)有得到有效控制，這套系統(tǒng)也不能滿足地鐵系統(tǒng)的通風(fēng)要求。

2閉式通風(fēng)系統(tǒng)

開(kāi)式系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中效果并不理想，所以沒(méi)有得到長(zhǎng)期使用，只是作為地鐵剛開(kāi)始進(jìn)行換氣實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)。隨著科技的發(fā)展，地鐵通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)了新的系統(tǒng)：閉式系統(tǒng)。閉式系統(tǒng)不進(jìn)行空氣的直接交換，只引入乘客所需要的新鮮空氣，通風(fēng)系統(tǒng)由空調(diào)系統(tǒng)吹風(fēng)完成，而隧道的冷卻依靠活塞效應(yīng)產(chǎn)生的冷風(fēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。閉式系統(tǒng)有效解決了地鐵的通風(fēng)換氣工作，地鐵系統(tǒng)的通風(fēng)也能得到有效控制。但是，閉式系統(tǒng)所占空間比較大，浪費(fèi)的人力資源也相當(dāng)多，最后被屏蔽門(mén)式通風(fēng)系統(tǒng)所替代[3]。

3屏蔽門(mén)式通風(fēng)系統(tǒng)

在車站與地鐵隧道之間安裝屏蔽門(mén)既解決了地鐵安全問(wèn)題也使車站站臺(tái)與隧道隔開(kāi)分別進(jìn)行通風(fēng)。而隧道中則使用隧道通風(fēng)和活塞通風(fēng)相結(jié)合的方法，站臺(tái)利用空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行直接調(diào)控。這樣隧道和站臺(tái)之間除了屏蔽門(mén)開(kāi)啟時(shí)進(jìn)行少量的空氣流通，其他時(shí)間不受活塞風(fēng)的影響。當(dāng)前屏蔽門(mén)式通風(fēng)系統(tǒng)正在被廣泛使用。

二、地鐵通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能措施

屏蔽門(mén)系統(tǒng)作為當(dāng)前我國(guó)地鐵使用的主流通風(fēng)方式，其實(shí)用性和技術(shù)含量與前兩代相比有較大提升，但是這個(gè)系統(tǒng)需要24小時(shí)不間斷工作，也造成了一定的能源資源浪費(fèi)，但是屏蔽門(mén)系統(tǒng)還有一定的節(jié)能潛力，需要對(duì)其進(jìn)行深入研究，使這種方法更加節(jié)能。

（一）做好設(shè)計(jì)規(guī)劃

節(jié)能要從源頭開(kāi)始，地鐵運(yùn)行都有一定的規(guī)劃，以北京地鐵為例，北京地鐵的運(yùn)行時(shí)間段是早上6點(diǎn)到晚上11點(diǎn)，而在11點(diǎn)以后地鐵通風(fēng)系統(tǒng)就可以關(guān)閉了，或者減小輸出功率，來(lái)達(dá)到節(jié)約資源的目的。而北京這座城市生活及交通方式都非常規(guī)律，從早上6點(diǎn)開(kāi)始，開(kāi)始進(jìn)入早高峰，到了9點(diǎn)以后，地鐵中幾乎沒(méi)有人或只有很少的人，這時(shí)地鐵站內(nèi)對(duì)于空氣的需求沒(méi)有這么大，可以適量減少出風(fēng)口開(kāi)啟數(shù)量，減少電能消耗等到快要到達(dá)午高峰時(shí)再全部開(kāi)啟。這樣根據(jù)地鐵站內(nèi)對(duì)空氣的需求進(jìn)行通風(fēng)可以有效減少能源消耗。

其次，在裝配空調(diào)系統(tǒng)時(shí)就要對(duì)地鐵站內(nèi)所需空氣進(jìn)行評(píng)測(cè)，采用適合馬力的空調(diào)進(jìn)行空氣流通也能減少消耗?？照{(diào)的出風(fēng)系統(tǒng)中，有些是利用管道進(jìn)行出風(fēng)，而管道一旦有直角就會(huì)直接減少空氣流速，所以，換氣的管道盡量不要使用直角拐彎。

（二）控制通風(fēng)系統(tǒng)水量

在地鐵的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗中，很大一部分都是空調(diào)水系統(tǒng)消耗的，并且水系統(tǒng)中的水量越多，能耗也就越大。當(dāng)前的空調(diào)系統(tǒng)所使用的冷卻水泵是根據(jù)空調(diào)的最大負(fù)荷設(shè)計(jì)的，而在平時(shí)的運(yùn)行中，空調(diào)系統(tǒng)一般處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。所以，為了減小能耗，有必要對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)中的水量進(jìn)行控制，達(dá)到合理水平即可[4]。

（三）結(jié)合監(jiān)控設(shè)備聯(lián)合控制通風(fēng)系統(tǒng)

當(dāng)前隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子監(jiān)控的功能也越來(lái)越多，我國(guó)地鐵站的監(jiān)控系統(tǒng)一般處于上等水平能夠?qū)Τ丝蛿?shù)量多少進(jìn)行分析?？梢詫㈦娮颖O(jiān)控的分析功能與空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)相結(jié)合，依據(jù)電子監(jiān)控的分析數(shù)據(jù)，通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控，有效降低能耗。

（四）使用高新技術(shù)，減少能源消耗

當(dāng)前，變頻技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到家庭空調(diào)中，它可以配合智能設(shè)備對(duì)空氣進(jìn)行分析從而改變空調(diào)的運(yùn)行負(fù)荷，這種智能的變頻技術(shù)能夠大幅度減少能源消耗，在地鐵通風(fēng)系統(tǒng)中可以通過(guò)對(duì)地鐵站內(nèi)氣壓和氧氣含量的分析，決定空調(diào)的開(kāi)啟馬力，這樣就能對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)達(dá)到智能控制。

結(jié)論：通過(guò)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的開(kāi)啟時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)規(guī)劃，對(duì)通風(fēng)空調(diào)的水量進(jìn)行合理控制，再利用當(dāng)前的新技術(shù)使通風(fēng)系統(tǒng)能夠進(jìn)行智能調(diào)節(jié)達(dá)到節(jié)省能源的目的。減少公共交通中的能源消耗大有可為，隨著技術(shù)的進(jìn)步，能源消耗將會(huì)不斷降低，通過(guò)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改善，可以積累經(jīng)驗(yàn)，逐步改善公共交通系統(tǒng)中其他高耗能項(xiàng)目，能達(dá)到能源資源可持續(xù)發(fā)展的目的[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]李國(guó)慶.城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)直面電力緊缺的挑戰(zhàn)[J].都市快軌交通，2014，05：6-8.

[2]李國(guó)慶.城軌交通暗挖車站新型通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].都市快軌交通，2015，03：67-71.

[3]袁琦，胡松濤.我國(guó)軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析[J].中國(guó)鐵路，2014，10：64-66.

[4]陳進(jìn)杰，陳峰，梁青槐，高桂鳳.城市軌道交通全壽命周期成本分析[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2010，01：82-87.

[5]杜娟.《城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)新技術(shù)及應(yīng)用》一書(shū)出版發(fā)行[J].都市快軌交通，2014，06：45.

作者簡(jiǎn)介

周曉翔（1987.10--）；性別：男，籍貫：江蘇省蘇州人，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)；現(xiàn)有職稱：助理工程師；研究方向：機(jī)電工程。

（作者單位：蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司）