浅析地铁通风空调节能设计

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【摘要】随着国内能源的紧张形势的加剧，如何采取有效的措施实现能源的节约， 对于地铁行业运营成本的控制具有十分重大的意义。本文分析了地铁通风空调系统的组成及运行情况，在设计中采用全方面的质量控制工作对地铁通风空调系统的节能有着长远的意义，可以有效减少设备能耗及维护时间、延长设备使用寿命，提高经济效益。

【关键词】地铁；通风空调；节能设计

中图分类号：U231+.3文献标识码： A

引言

目前国内地铁车站多为地下二层或多层建筑，其内部空间与外界相对隔离，仅出入口和风亭等少数部位与外界联通。密集的客流、各种机电设备的运行，以及持续的照明都会产生大量的余热。由此造成了地铁车站较大的空调负荷。在地铁运营过程中，尽管带有空调系统的车站其通风空调系统的投资仅占车站总投资的8％～10％，但空调通风系统能耗却占整个地铁耗电量的40％以上。因此，如何进一步优化车站通风空调系统的设计、设备选型、运行等环节，找到一些可行的节能措施和途径，对地铁的经济运行具有十分重要的意义，节能措施在公共区通风空调系统设计中的运用也显得尤为重要。

一、地铁通风空调系统概况

1、通风空调系统组成

通风空调系统按服务区域及主要功能可分为：

隧道通风系统（含防排烟系统）：

分为区间隧道通风系统和车站隧道通风系统两部分。

列车正常运营时应能排除隧道内的余热余湿和满足隧道内换气次数和温度要求；

列车阻塞时应能向阻塞区间提供一定的通风量，控制隧道温度以满足列车空调器仍能正常运行的要求；

列车火灾时应能及时排除烟气和控制烟气流向，诱导乘客安全撤离火灾区域。

地下车站公共区通风空调系统（含防排烟系统）：

车站公共区通风空调系统（简称车站大系统）在正常运营时为乘客提供过渡性舒适环境。

当车站公共区发生火灾时，车站大系统应能迅速排除烟气，同时为乘客提供一定的迎面风速，诱导乘客安全疏散。

设备管理用房通风空调系统（含防排烟系统）：

设备管理用房通风空调系统（简称车站小系统）正常运营时，应能为地铁工作人员提供舒适的工作环境及满足设备良好的运行环境条件。

当车站管理、设备用房区发生火灾时，应能排除烟气或隔断火源、烟气，并保持局部区域的相对正压。

空调水系统

空调水系统负责向车站大小系统提供进行空气处理所需要的符合温度和流量要求的冷冻水。

2、系统运行情况

隧道通风系统

正常运行

早晚运行

清晨运营前半小时、夜晚收车后半小时，应根据实际需要，进行排热、机械冷却通风。

正常运行

列车正常运行时，车站隧道通风系统投入运行而区间隧道通风系统停止运行。

区间隧道内利用列车活塞效应、通过车站两端的活塞风井进行通风换气排除区间隧道的余热余湿。

阻塞运行

当列车因故阻塞在区间隧道时，区间隧道通风系统开启，对阻塞的隧道进行纵向机械送、排风，给阻塞区段提供新风，并保证阻塞区段车辆空调器持续运转。

火灾事故运行

列车在运行过程中发生火灾时应尽量驶向前方车站，在前方车站组织疏散乘客、排除烟气和灭火。

车站大系统

正常运行

在正常运营时段，大系统采用焓值控制，根据季节变化采用三种基本运行模式；夜间列车停止运营后，停止大系统及其水系统的运行。

在空调季节，大系统在满足换气次数要求的前提下优先采用变风量运行。

车站乘客过度拥挤

当发生车站乘客过度拥挤时，大系统的组合式空调器等空调设备应根据实际情况按当时季节正常运行的满负荷状态运行。

火灾事故运行

车站公共区发生火灾时，停止车站空调水系统和小系统，转换到车站大系统火灾模式运行。当站台层发生火灾时，利用站台层排烟系统和隧道通风系统同时运作将烟气经排风井排至车站外；当站厅层发生火灾时，利用站厅层排风系统进行排烟，车站内人员迎着新风方向从车站出入口向地面疏散，均利用车站出入口、通道自然补风。

车站小系统

正常运行

空调系统运行采用焓值控制，采用三种模式运行；只设通风系统的设备管理用房全年按通风模式运行。

火灾事故运行

当车站设备管理用房发生火灾时，对应区的小系统立即转入到设定的火灾模式运行，并关闭该站大系统、水系统和除与防排烟有关的其它小系统。根据小系统的形式立即排除烟气或隔断火源和烟气，与着火房间相邻的通道立即进行排烟，同时启动相应的补风系统对排烟区进行补风。

水系统

正常运行

分站供冷：空调季节，根据末端负荷，确定冷水机（含压缩机台数）加载的数量，保证冷冻水出水的设计水温，并在主机效率允许的条件下，按设定的模式采用变水量调节，实现节能运行。当室外温度，低于所有空调系统的送风温度时，关闭水系统，风系统运行通风模式。

火灾模式

确认车站发生火灾时，启动火灾模式，关闭水系统所有设备。

二、加强地铁空调通风节能的必要性

通风空调系统是地铁的能耗大户，约占地铁运行总能耗的1/3。通风空调系统设计应贯彻国家最新颁布的《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）的有关要求，系统的节能设计体现在系统计算、设备选型、系统合理布置及根据负荷变化进行调节运行的节能模式等各方面的节能，关键在于做好各阶段设计、设备安装等全方面的质量控制工作。

三、地铁通风空调系统的节能控制

在设计及运营管理过程中，主要采取以下节能措施，降低系统的运行能耗：

加强车站布局配合、优化车站内部设备用房的合理布置与风道关系，分类设置通风或空调系统以简化控制、实现节能运行；对于地下车站通风与空调系统的设备用房按照就近服务和临近进、排风道的原则灵活布置，以尽量减小通风系统的管路长度和尺寸、减少运行费用。

车站出入口尽量设置拐弯，并避免同一端的两侧出入口正对，增加室外空气进入车站的阻力，从而减少由于屏蔽门打开时室外空气直接进入车站的风量。

隧道通风系统优先采用双活塞风井的方案，可节省列车空调及牵引能耗，减少屏蔽门泄漏冷负荷。

车站隧道排风机采用变频控制，在保证隧道内温度的前提下，减少系统运行能耗，同时可降低车站隧道内负压，减少站台冷风通过屏蔽门漏入隧道，节约能源。

大系统组合空调器、回排风机采用变频控制，在保证车站卫生要求的前提下，设计有效的运行模式，分析计算能耗，实现综合节能。

适当加大送风温差,并在满足国家节能标准和噪声标准的前提下适当提高送风速度。通过优化风管设计，并保证其在经济流速范围内。

冷冻、冷却水泵采用变频控制，在满足末端冷量要求的情况下，减少水流量，降低运行能耗。

采用不低于二级能效的冷水机组、风机、水泵和多联空调机组，节省能耗。

对管路进行严格的水力计算，确保风机及水泵的压头选取合理，设备运行在高效区。

风机的单位风量耗功率(Ws)应按下式计算，并不应大于0.42。

Ws ＝P／(3600 ηt)

式中Ws——单位风量耗功率[W/(m3/h)]；

P——风机全压值(Pa)；

ηt——包含风机、电机及传动效率在内的总效率(%)。

空气调节冷水系统的输送能效比(ER)应按下式计算，且不应大于0.0241。

ER=0.002342H／(ΔT•η)

式中H——水泵设计扬程(m)；

ΔT——供回水温差(℃)；

η——水泵在设计工作点的效率(％)。

结束语

地铁车站通风空调系统是地铁车站的能耗大户，有效降低车站通风空调设备能耗已成为车站通风空调专业设计的重点和难点。本文通过分析典型地下车站的通风空调系统构成及运行情况，来寻求一个降低车站通风空调设备能耗的有效途径。

参考文献

【1】李娥飞，张力，沙玉兰．康体休闲设施的室内环境与通风[M]．北京：中国建筑工业出版社，2009．

【2】王迪军，罗燕萍，贺利工，．地铁车站屏蔽门渗漏风量数值分析【J】．城市轨道交通研究，2007(1)．

【3】洪潮．南京地铁1号线空调通风大系统运作方式与能耗分析【J】．地铁与轻轨，2003(5)．