浅谈地铁车站通风空调系统

浅谈地铁车站通风空调系统

周平

广州地铁设计研究院有限公司510010

摘要：随着社会经济水平的发展与科学技术的进步，城市建设速度不断加快，地铁逐渐成为城市主要的交通工具之一。地铁车站作为一个特殊场所，每天都有大量乘客进出，这就对车站的环境提出了很高的要求。本文对地铁车站的通风空调系统设计进行了论述，详尽地分析了地铁车站通风空调系统的构成。大量事实表明，将通风空调系统合理布置于地下能够有效节约系统能耗、同时大幅度降低系统造价。

关键词：地铁车站；通风空调设计；优化设计

现阶段，中国经济建设方面取得了杰出的成绩，人们生活水平日益提升，城市中“有车一族”的数量持续上升，给城市交通增加了极大的压力。地铁是公认最具有速度快、运量大、占用资源少及乘坐舒适方便的交通工具，自问世以来，便受到了人们的广泛关注。当前，越来越多的城市为了缓解交通带来的压力而建设地铁。地下通风空调系统是重要的地铁基设施，是地下通风环境改善工作中不可或缺的系统之一。在地铁站合理地布置通风空调系统有利于降低地铁项目造价，最大化地减少土建规模，给予旅客最佳的乘车体验。本文主要研究了地铁车站的通风空调的系统设计，供有关人员参考借鉴。

1地铁空调通风系统概述

地铁车站内的通风空调系统的最主要的作用就是对车站环境的温度、湿度及风速等进行调节，从而提高车站的环境质量，使乘客感觉到舒适。然而，通风空调系统在创造舒适环境的同时也需要消耗大量的电能。据一些城市的轨道公司运营部门统计，地铁运行所消耗的电能接近25%是由车站通风空调系统消耗的，仅次于列车驱动消耗的电能。因此，为了减少地铁能源的消耗，提高地铁运行的经济效益，需要对地铁现有的空调系统进行优化设计。在此之前，我们要了解当前地铁通风空调系统的构成及工作原理。整个车站的通风空调系统可细分为隧道通风系统、大系统、小系统、水系统和备用冷源系统，其中前三部分也可归类为风系统。。车站风系统负责控制车站室内空气品质和消防安全，水系统负责制备与输送冷量，备用冷源系统较常用于过渡季节制冷或空调设备故障时的紧急冷源。车站通风空调系统工作时，空调新风机将车站外的新风送入站内，同时组合空调机组对新风进行温湿处理，从而使送风参数达到要求。组合空调机组与水系统通过冷冻水回路相连，在机组内完成冷热交换的带有热负荷的冷却水循环回水系统，通过冷却塔将热量排放到外界环境中。同时，冷水机将未经冷热交换的冷冻水循环到空调机组内，从而实现冷冻水的循环利用。另外，车站排热风机会将隧道内由于车辆运行而产生的热量排到室外。

2设计依据

对于任意的一个车站，都需要依照通风空调系统相关设计规范展来开工作，充分结合车站的土建特点、资金投资情况进行通风空调设计，合理布置通风空调系统。主要设计依据有通风空调系统的使用功能、与地铁站的契合程度以及相关技术要求，设计人员应当严格遵循国家制定的规程、规范以及设计标准。

3设计过程

3.1设计原则及标准

3.11区间隧道通风系统设计

（1)对于可逆转风机需特别注意电机，相对叶轮的安装位置，应与风机“正转”“逆转”定义相对应，否则会引起控制混乱；

（2)为了便于安装，TVF风机前后金属外壳片式消声器不要贴墙布置，最好留不小于300mm的安装空间，并且设置不小于100mm高的基础；

（3)组合风阀的执行器需要预留足够的安装空间和维修空间，为了便于封堵，立式风阀优先采用外挂式，两侧预留构造柱；执行器一侧预留600mm的安装检修空间；

（4)为了保证行车的安全，线路正上方轨顶风道应全部采用混凝土风道；

（5)轨顶风道与环控小室通常以钢板风管相接，由于此处风管较大且空间狭小，风管顶部法兰宜采用内法兰，由安装人员进入轨顶风道内安装；

（6)站台板下活动蓖板式风口通常由膨胀螺栓直接固定，应注意风口螺栓安装孔边应距预留孔洞边大于2cm，以此原则确定风口大小。

3.12设备管理用房通风空调系统设计

1)重要的设备用房宜设置备用空调，以防止空调系统出现故障时房间温度过高影响地铁运营；

2)设备管理用房非空调送风系统宜设置初效过滤器；

3)防火阀、调节阀等需要调节和检修的设备不应安装在整流变压器维护区域内以及其它高压供电设备上，否则无法进行检修；

4)有人员停留的设备及管理用房送风口宜采用散流器；

5)电气设备用房的风口应待设备位置确定后再开设，防止冷凝水滴落在电气设备上损坏设备，严禁在电器设备正上方开设送风口；

6)对于只设置排风的房间，应设置自然进风口，譬如该房间隔墙为防火墙，则自然进风口应设置防火阀，如房间隔墙非防火墙，则可以将自然进风口设置于门的下部。

3.13空调水系统设计

（1)当两台冷水机组并排布置时，机组控制柜宜分别放置于两台冷水机组内侧（面对面布置)，便于运营维护人员操作；

（2)单机头冷水机组只需一侧预留拔管空间，而双机头冷水机组两侧均需预留拔管空间，设备布置时需注意；

（3)冷水机组泄压口宜直接接钢管引至排风道；

（4)所有设备（包括膨胀水箱、分集水器等)与水管相接处必须采用活接头，方便以后拆卸维护；

（5)水管不能穿过通信机械室、信号机械室、车控室、环控电控室、变电所等强弱电用房，同时穿越公共区时，不应布置在售检票机等电子设备上方；

（6)水管在低处需配置泄水管并设置水阀，在高处应设置自动排气阀；

（7)水管穿越人防处，应设置防爆闸阀，防爆闸阀安装位置为最外侧人防门（封堵)靠近主体一侧。

3.2系统划分

（1）隧道通风系统。隧道通风系统是地铁通风空调系统重要的构成成分，具备确保区间隧道通风正常的重要功能。当列车阻塞在区间隧道时，隧道通风系统将启动区间风机来为隧道送风。通风系统的进风来源于大气，直接将排风排至地面。隧道通风系统形式主要有单活塞系统和双活塞系统，目前普遍使用的系统是双活塞系统，只有在土建条件及其恶劣时才会使用单活塞系统。隧道通风系统通过风阀的切换来实现事故通风和活塞风两种运行模式的转换。

（2）车站大系统。大系统一般指负责车站公共区空调通风的那一套系统，它担负着控制公共区域湿度、温度的重要职责。车站公共区通风空调大系统一般使用一次回风全空气技术。组合式空调器、空调新风机、排烟风机、风阀以及消声器等是一次回风全空气系统的主要组成分。一般通过室外空气温度，焓值的变化来控制回排风机与组合式空调的运行模式。大系统的布置形式，对于标准站而言，主要是采用双端送风，即在站厅层两端的环控机房内设置组合式空调器和回排风机，通过风管将处理好的空气送到公共区。有时根据车站的特点也可以采用单端送风的形式，即在车站的一端（主要是设备小端，此时环控机房挨着公共区）布置两台组合式空调器，这种布置特别适合设备区带长通道的车站。

（3）车站小系统。车站小系统针对设备区房间而言的，根据设备区房间功能以及对温湿度要求的不同而将其划成不同系统。车站小系统的排风机、空调机组等设备集中于通风空调机房内，为实现小系统风管距离短、尺寸小以及阻力小的目标，在土建配合阶段就要考虑好小系统房间的布置，尽可能使同一个系统的房间布置在一条直线上，或者同一片区域。

（4）车站水系统及备用系统。地铁车站一般而言都不供暖，车站水系统设计主要是指冷水系统的设计。一般来讲，空调冷冻水的回水温度为12℃，供水温度7℃。冷却水的回水温度为37℃，供水温度为32℃。地铁车站的冷源一般是通过电制冷，常规水系统通常设有室外冷却塔。当室外用地受限，结合环评或景观的要求，，部分地铁工程也尝试采用蒸发冷凝技术等新技术。车站设备管理用房的空调通风系统与公共区域的通风系统共用冷源，从而实现节能减排的目的。车站备用系统主要是多联机系统，其在主系统发生故障后启用，备用系统与主系统的各类设计基本一致，具备较强的可靠性、实用性与安全性。车站定期安排检修人员对备用系统进行维护，确保备用系统的程序、设备正常。

结语

地铁车站空调系统是确保车站环境质量的重要设备，直接影响到乘客的舒适度体验。然而，当前很多地铁车站通风空调系统都存在着能源消耗大、节能效果差、噪声污染等弊端，这些弊端既增加了地铁运营成本，也不利于地铁行业的推广发展。本文针对地铁车站的通风空调系统进行了详细的介绍，并对设计过程中的一些注意事项进行了阐述，可为地铁工程建设改造提供了理论和实践的参考。

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