地鐵車站通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的特征分析

孫作華

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司福州分公司， 福建 福州 350000）

1 工程概況

福州市軌道交通2 號線一期工程整體呈東西走向，西起閩侯縣蘇洋村，東至?xí)x安區(qū)鼓山鎮(zhèn)，沿東西向城市發(fā)展軸，途徑上街大學(xué)城片區(qū)、金山工業(yè)區(qū)、金山居住區(qū)、閩江北岸商務(wù)中心區(qū)、鼓樓成熟建成區(qū)及晉安區(qū)東部鼓山片區(qū)。串聯(lián)了主要文教科研區(qū)、主要工業(yè)區(qū)、福州市歷史文化中心、大型居住區(qū)，有利于疏解城市東西向客流，有力地支持了城市近期規(guī)劃重點(diǎn)發(fā)展地區(qū)。

福州市軌道交通2 號線一期工程線路全長約30.173km，均為地下敷設(shè)，共設(shè)車站22 座，其中有5 座換乘車站，最大站間距2.838km（厚庭站至桔園洲站），最小站間距0.745km（桔園洲至洪灣站），平均站間距約1.398km。2 號線線路起點(diǎn)蘇洋站、終點(diǎn)洋里站，厚庭至桔園洲區(qū)間設(shè)置中間風(fēng)井一座，全線設(shè)竹一座岐停車場和一座鼓山車輛段?？刂浦行呐c1 號線共址，設(shè)主變電站2 座（南門兜站主變與1 號線共用）及配套機(jī)電系統(tǒng)工程。福州市軌道交通2 號線工程初、近、遠(yuǎn)期均為6 節(jié)編組，B 型車，列車最高設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h。

本站為福州軌道交通2 號線第05 個(gè)車站，車站跨烏龍江大道、浦興路交叉路口設(shè)置。本站為地下二層島式車站，西側(cè)為福州大學(xué)旗山校區(qū)，東南側(cè)為福州一中上街校區(qū)，東北側(cè)為在建小學(xué)，北側(cè)為福州大學(xué)教師生活區(qū)地塊，車站中心里程YDK14+986.109。

針對車站的客流量層面，在具體的設(shè)計(jì)階段，以遠(yuǎn)期2042 年客流量控制,遠(yuǎn)期上行上車客流3463 人/小時(shí)，下車客流2613 人/小時(shí)，下行上車客流237 人/小時(shí)，下車客流3362 人/小時(shí)。同時(shí)，在車站內(nèi)建筑的布置以及規(guī)劃層面，在車站的內(nèi)部，一共設(shè)計(jì)為兩層，包含:站廳和站臺，屬于明挖地下兩層島式車站。在車站的兩端為設(shè)備區(qū)、車站中間為公共區(qū)。站廳層公共區(qū)面積1517m2，站臺層公共區(qū)面積943m2。本站站臺門采用全封閉式站臺門。

2 地鐵車站環(huán)控通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式以及特征

對地鐵車站通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)而言，其具體的運(yùn)營模式以及特征主要可以分為三種。

第一，正常運(yùn)行階段。在實(shí)際的地鐵車站運(yùn)行過程中，BAS 系統(tǒng)可以依照已經(jīng)設(shè)定好的溫濕度目標(biāo)值，借助變頻調(diào)節(jié)等PID 調(diào)節(jié)手段，有效的對風(fēng)量以及水量進(jìn)行調(diào)整，在確保地鐵車站內(nèi)部的乘客以及相關(guān)設(shè)備等提供一個(gè)相對良好的環(huán)境的前提下節(jié)能運(yùn)行。

第二，火災(zāi)故障期間。在地鐵車站運(yùn)行過程中，如果車站火災(zāi)事故，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)fas 系統(tǒng)或車控室人工操作關(guān)閉車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，開啟防、排煙系統(tǒng)[1]。同時(shí)，借助這一系統(tǒng)，可以最大限度控制煙氣擴(kuò)散，及時(shí)對事故區(qū)域進(jìn)行排煙同時(shí)聯(lián)動其他系統(tǒng)，包括：扶梯以及電梯等，引導(dǎo)乘客快速的進(jìn)行疏散，有效避免人員受傷等情況。

。如果在區(qū)間發(fā)生火災(zāi)，通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)信號系統(tǒng)的聯(lián)動信息，利用自動或者手動的方式，通過區(qū)間相鄰兩座車站的BAS 系統(tǒng)，開啟與之相對應(yīng)的隧道區(qū)間的通風(fēng)模式，在區(qū)間隧道產(chǎn)生風(fēng)速大于 2m/s 的氣流進(jìn)行排煙，保證排煙方向與人員疏散方向相反，保證人員疏散，防止人員事故。

第三，列車阻塞事故出現(xiàn)時(shí)。在列車運(yùn)營階段，如果存在此類問題，通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)信號系統(tǒng)的聯(lián)動信息，利用自動或者手動的方式，通過相鄰將相鄰兩座車站的BAS 系統(tǒng)中，開啟與之相對應(yīng)的關(guān)隧道區(qū)間的通風(fēng)模式合理的啟動開來，以便車內(nèi)的乘客供氧量可以達(dá)到充足的狀態(tài)，及最大程度的對列車上空調(diào)冷凝器的溫度進(jìn)行降低冷卻，從而確保能夠?yàn)槌丝偷氖枭⑹孢m度以及故障的排除，進(jìn)而保證可以為車站工作人員以及車站內(nèi)的各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備營造一個(gè)相對良好的工作環(huán)境，保證乘客的舒適[2]。

3 地鐵車站環(huán)控通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的具體應(yīng)用

通常情況下，針對地鐵環(huán)控通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)來說，分別可以劃分成兩個(gè)部分，一部分為車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，另一部分為隧道通風(fēng)系統(tǒng)，具體分析如下：

3.1 車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

對于車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)來說，如果依照功能區(qū)進(jìn)行劃分，主要可以將其劃分為兩個(gè)部分，包括：公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、設(shè)備與管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)、備用空調(diào)系統(tǒng)。

第一，公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。對車站通風(fēng)空調(diào)大系統(tǒng)來說，在具體的設(shè)計(jì)過程中，主要可以將其設(shè)計(jì)為變風(fēng)量雙風(fēng)機(jī)一次回風(fēng)系統(tǒng)，在車站的兩端，對這一系統(tǒng)各設(shè)置一套，分別對車站的半個(gè)公共區(qū)進(jìn)行管理[3]。

第二，設(shè)備及管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)：包含設(shè)備用房、人員管理用房、工具用房等系統(tǒng)，根據(jù)車站功能含有正常模式、夜間模式、備用空調(diào)模式等。通常，如果處于空調(diào)季節(jié)時(shí)，為了可以更好地保證車間舒適性，可以結(jié)合所設(shè)置的不同溫度根據(jù)室外空氣參數(shù)，結(jié)合節(jié)能模式采用小新風(fēng)、全新風(fēng)等。同時(shí)，還可以根據(jù)系統(tǒng)的時(shí)間程序，合理的開啟以及停止系統(tǒng)[4]。并且，針對小系統(tǒng)空調(diào)的電動平衡調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以選擇PID 調(diào)節(jié)，以確?？梢詫鋬鏊髁窟M(jìn)行綜合的把控，進(jìn)而讓各類房間的溫度以及濕度都能夠得到有效控制。此外，如若處于非空調(diào)季節(jié)時(shí)，那么可以依照時(shí)間表的程序，選擇通風(fēng)工況模式運(yùn)行。當(dāng)車站出現(xiàn)火災(zāi)事故時(shí)，可以按照火災(zāi)工況模式運(yùn)行，快速的將相關(guān)空調(diào)以及風(fēng)機(jī)等進(jìn)行自動關(guān)閉，并將信息第一時(shí)間反饋到車站控制室，以便可以及時(shí)的對故障問題進(jìn)行處理，降低損失，保證車站運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性。

第三，空調(diào)冷源及水系統(tǒng)。車站公共區(qū)和設(shè)備管理用房冷源的設(shè)置需兼顧設(shè)備管理用房夜間用冷時(shí)的負(fù)荷特性，合理配置冷機(jī)及水泵等設(shè)備。車站大、小系統(tǒng)原則上合設(shè)冷源，冷源采用螺桿式冷水機(jī)組，設(shè)備配置采用2 臺同容量機(jī)組形式。冷水供水溫度為7℃，回水溫度為12℃。2 臺冷水機(jī)組與2 臺冷凍水泵、2 臺冷卻水泵、2 臺冷卻塔一一對應(yīng)。水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為閉式機(jī)械循環(huán)。當(dāng)部分車站設(shè)備管理用房夜間空調(diào)負(fù)荷占總空調(diào)負(fù)荷比例很小時(shí)（小于單臺冷機(jī)容量的30%），為滿足部分設(shè)備房間夜間列車停運(yùn)時(shí)段的供冷需求，車站冷水機(jī)組宜采用3 臺配置，以保證冷機(jī)高效穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，換乘車站宜結(jié)合車站建設(shè)情況盡可能集中設(shè)置冷源，并根據(jù)負(fù)荷情況合理選擇臺數(shù)。

第四，備用空調(diào)系統(tǒng)。對直接影響正常運(yùn)營的重要的設(shè)備用房（通信、信號、綜合監(jiān)控）增設(shè)一套多聯(lián)空調(diào)作為備用空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)制冷主機(jī)故障、檢修條件下，開啟備用空調(diào)系統(tǒng)。

3.2 隧道通風(fēng)系統(tǒng)

對于隧道通風(fēng)系統(tǒng)而言，其在具體的運(yùn)行階段，要對隧道進(jìn)行通風(fēng)換氣，并將余熱余濕徹底的排除干凈，以確保乘客舒適狀態(tài)；針對處于阻塞運(yùn)行的情況，則需要對隧道內(nèi)部的環(huán)境溫度進(jìn)行有效把控，并且向事故地點(diǎn)送、排風(fēng)；當(dāng)在火災(zāi)事故的情況下進(jìn)行運(yùn)行期間，需要將煙氣排除，并對煙氣的流向進(jìn)行有效把控，從而快速的完成排煙工作以及通風(fēng)工作。目前，針對這一系統(tǒng)，其具體可以涵蓋兩個(gè)層面，分別為車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)以及區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)，具體分析如下[5]。

第一，車站車軌區(qū)域排熱系統(tǒng)。在車站每端各設(shè)一臺排熱風(fēng)機(jī)，單臺風(fēng)機(jī)容量30～40m3/s，耐高溫280℃/1h，風(fēng)機(jī)配置變頻控制柜。排熱風(fēng)道設(shè)在車站車行道上部和站臺下部，均采用結(jié)構(gòu)風(fēng)道。車行道上部排熱風(fēng)道風(fēng)口正對列車空調(diào)冷凝散熱器，站臺下部排熱風(fēng)道風(fēng)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(yùn)行模式根據(jù)行車對數(shù)或隧道溫度確定風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率，以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。該區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時(shí)關(guān)閉下排熱風(fēng)道，由上排熱風(fēng)道排煙。在車站站臺或相鄰區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時(shí)，根據(jù)火災(zāi)情況運(yùn)行相應(yīng)的排熱系統(tǒng)[6]。

第二，區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)。對于這一系統(tǒng)而言，其具體是由風(fēng)室、風(fēng)道、風(fēng)機(jī)及風(fēng)閥等附件等共同組合而成的。在實(shí)際的工作中，隧道風(fēng)機(jī)安裝在區(qū)間隧道的兩端，如果一段區(qū)間在同一時(shí)間段內(nèi)有2 輛列車運(yùn)行，應(yīng)在列車間隔距離內(nèi)科學(xué)的設(shè)置中間風(fēng)井并加設(shè)隧道風(fēng)機(jī)，保證任意時(shí)間內(nèi)，同一隧道只有一輛列車。同時(shí)，針對每一條隧道，都應(yīng)該對活塞風(fēng)道進(jìn)行設(shè)立，并且確保其獨(dú)立性。

正常運(yùn)行狀態(tài)下，列車在區(qū)間隧道散發(fā)的熱量是由行駛列車的活塞作用，將地面空氣由列車后方車站的活塞風(fēng)井吸入，吸收熱量后由前方車站的活塞風(fēng)井排到地面，從而保持區(qū)間溫度不高于設(shè)計(jì)溫度。

列車阻塞在隧道或發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由該區(qū)間兩端事故風(fēng)機(jī)和排熱系統(tǒng)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行，在區(qū)間隧道產(chǎn)生風(fēng)速大于 2m/s 的氣流進(jìn)行排熱或排煙。列車堵塞在隧道時(shí)，氣流方向與行車方向一致；列車發(fā)生火災(zāi)時(shí)，氣流方向與乘客疏散方向相反。

此外，在風(fēng)機(jī)的前后，還需要采用合適的手段，對控制轉(zhuǎn)換方法以及消聲器等進(jìn)行合理設(shè)置，以便車站的運(yùn)行可以處于相對穩(wěn)定以及良好的狀態(tài)。

4 結(jié)束語：

綜合而言，在地鐵車站各個(gè)系統(tǒng)中，地鐵車站通風(fēng)與空調(diào)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，也在一定程度上影響地鐵運(yùn)營的安全性以及穩(wěn)定性。現(xiàn)階段，國內(nèi)各個(gè)城市在發(fā)展過程中，紛紛強(qiáng)化了對城市軌道交通的建設(shè)力度。因此，在具體的建設(shè)過程中，相關(guān)人員應(yīng)該依照實(shí)際情況，有效的對地鐵車站通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)，以便能夠確保地鐵運(yùn)營的穩(wěn)定性。