浅谈地铁通风空调中节能与降噪的优化设计

摘要：通过对地铁车站通风空调系统设计的简要介绍，对设计中需注意的两个方面进行分析，重点阐述通风空调设计需注意的两个方面节能和降噪。

关键词：地铁 通风空调 节能 降噪

中图分类号：U231文献标识码： A

0引言

随着我国经济的快速增长，城市化进程的不断加快，城市交通面临越来越大的压力，交通成为制约城市建设发展的一个重要因素，由此孕育而生的地铁因其快捷、高速、舒适、载客量大和环保等特点，已成为解决城市交通压力的重要手段，而地铁大部分为地下工程，处在相对封闭的地下空间，必须通过通风空调系统为车站创造舒适环境，以满足乘客、工作人员、设备、列车和防灾的需要，通风空调系统在地铁中处于相对重要的地位。

1 通风空调系统简介

1.1地铁通风与空调系统运行模式

国内地铁通风与空调系统运行模式一般分为开式系统、闭式系统、屏蔽门式系统。

①开式系统是应用机械或“活塞效应”的方法是地铁隧道及车站和外界交换空气，利用外界空气冷却车站和隧道内空气温度，提高空气质量。

②闭式系统是地铁车站内部基本上与外界大气隔断，仅提供满足乘客所需的新鲜空气，车站一般设置空调系统，区间随到借助列车运行的“活塞效应”携带部分车站空调冷风来冷却。

③屏蔽门制式系统即站台和轨行区分开，车站为独立的制冷、除湿区、因此有安全、节能和美观等优点。由于屏蔽门的隔断，屏蔽门制式环控系统形成了两个相对独立的系统――车站空调通风系统和隧道通风系统。

2.2屏蔽门制式通风空调系统

目前地铁通风空调系统一般采用屏蔽门制式通风空调系统，安装屏蔽门后，车站成为单一的建筑物，它不受区间隧道行车时活塞风的影响。车站的空调冷负荷只需计算车站本身设备、乘客、广告、照明等发热体的散热，及区间隧道与车站间通过屏蔽门的传热和屏蔽门开启时的对流换热。此时屏蔽门系统空调冷负荷仅为闭式系统的22%～28%，且由于车站与行车隧道隔开，减少了运行噪声对车站的干扰，不仅使车站环境较安静、舒适，也使旅客更为安全。

通风空调系统由车站通风空调系统和区间隧道通风系统组成。

2.2.1车站空调通风系统区分为：

(1)车站公共区空调通风系统（兼排烟系统），简称大系统；

(2)车站设备管理用房空调通风系统（兼排烟系统），简称小系统；

(3)车站制冷空调循环水系统，简称水系统；

(4)平时、战时人防通风转换设计。

2.2.2 隧道通风系统区分为：

(1)区间隧道活塞风与机械通风系统（兼排烟系统），简称TVF系统；

(2)车站范围内、屏蔽门外站台下排热和车行道顶部排热系统，简称UPE/OTE系统(3)列车出入段线、存车线、停车线、折返线和渡线等配线射流通风系统。

2 通风空调系统节能设计

目前地铁标准车站一般为地下两层的建筑形式，设有通风空调的车站其通风空调系统的投资占车站总投资的十分之一，但通风空调系统能耗占整个车站的一半左右。因此车站通风空调系统如何进一步优化设计对地铁的经济运行显得更为重要。

2.1优化系统布置

车站设计时，本专业应积极配合建筑专业，优化风道、房间的布置。风井或机房设置应尽量保证管道畅通，多加协调最大限度的减少不合理的结构导致车站能耗的增加。

2.2设备的选择

现在设计方法只关注解决极端情况下的问题，保险加保险的设计原则，较少关注系统在部分符合时是否高效的问题，造成绝大多数时间设备均只在选型负荷60～70%的情况下运行，无论车站空调负荷的变化均是采用恒定转速运行，能源浪费严重。所以在设计中应确保系统功能要求前提条件下，设备选型以安全可靠，技术先进，经济合理为原则，空调通风设备选用应留有适当余地，但应避免“大牛拉小车”现象。通过对部分通风空调设备采用变频控制技术，达到满足负荷变化的需要，同时降低设备能耗。

2.3大温差送风

对于设备管理用房，合理加大送风温差。因送风温差的增大，使送风量大大减少，可节省系统的一次投资费用和运行费用。对于车站变电所及发热量大的电气用房，保证在电气设备空载时不结露的情况下提高送风温差。

2.4保温材料选择

选择绝热条件较好的保温材料，减少冷、热媒传输过程中的能量损失，达到节能目的。

3 通风空调系统设计中的噪声控制

3.1噪声分析

地铁的噪声主要来自两个方面：地铁列车的运行噪声；地铁通风空调系统运行的噪声。而地铁通风空调系统噪声会从地铁沿线车站的排风亭、机械/活塞和新风亭向外传播，也会通过不同的途径传播到地铁车站公共区、设备管理用房形成噪声污染。通风空调设备正常运行时产生的噪声主要包括：机械振动噪声、电机运转噪声及空气动力性噪声等

3.2消声的主要措施

设计中应多加考虑消声设计，消声主要采取消声、减振等措施。

在系统中设片式、壳式消声器、消声静压箱、管式消声器等消声设备,同时为防局部噪声泄漏，消声器与管道连接处应采取密封措施。当大系统消声器未能达到噪声允许标准时,需在风亭加装消声百叶窗,进一步降低噪声。在风道内墙加导流声弯,能减小风阻并降低噪声,因此,在全部风道直角拐弯处设导流消声措施。

对所有产生振动的设备均采取减振措施,且隔振效率不低于90%,避免产生固体传声,如风机采用弹簧阻尼复合减振器,风机进出风口采用软接等。在风管安装的重要部位采用可调隔振支、吊架,在安装过程中及时进行支吊架的固定和调整,保证其位置正确,受力均匀。

同时要防止消声降效,若结构式消声器与风道间密封不严的话,将会造成噪声从间隙处穿过,造成消声效果的下降。机房内的噪声不是经消声器消声后的声压级,消声器不能充分发挥其消声量。 为了消除“侧壁传声”现象,就必须对机壳和变径管外壁作阻尼隔声包扎。

由于环控通风设备各自的使用功能和安装位置的不同,故对它们的噪声污染治理应采因地制宜的综合降噪的措施,以达到设计标准的要求。

4 结语

随着各大城市轨道交通的建设和人民生活水平的提高，人们对地铁乘车环境的舒适性和可靠性要求越来越高，地铁通风空调系统的设计应在满足系统功能的前提下，尽量降低系统造价，节约系统能耗，降低噪声污染，建设舒适安静的地铁。

参考文献

[1]王静伟，贺利工，涂旭炜. 地铁车站通风空调系统的节能设计.城市轨道交通研究，2009.

[2]张贻建.地铁通风系统中的噪声控制.研究报告，2008.

[3]高煌.浅谈地铁车站公共区通风空调系统设计.山西建筑,2011.

[4]张鹏，刘跃，孙德静.浅谈地铁车站通风空调系统设计的几个方面.山西建筑，2009.

[5]蔡博达，吴疆.广州地铁通风空调系统风亭噪声分析.工艺与设备，2008.

[6]刘英杰.地铁通风空调系统消声降噪分析与设备应用.铁道工程学报，2007.