地铁暖通设计的难点处理及体会

摘要：地铁是城市交通轨道中的重要组成部分，承载着城市中非常大的交通运输量，在其建设的过程中，对其暖通系统进行合理的规划是非常重要的，在实际的建设过程中，对暖通系统的正常工作具有较大影响的因素是多种多样，这就需要综合的考虑各种因素，对其中的设计难点选择合理的方案来进行处理，本文就结合相关的设计实例，来对地铁暖通空调系统的参数配置、设备选型、节能控制、火灾的防范等设计难点进行简单的分析。

关键词：地铁；暖通系统的设计；难点；处理

中图分类号：U231+.5文献标识码；A

随着城市建设的发展，各项技术都取得了显著的进步，为了满足城市交通中日益增大的交通运输量，很多城市都在加大地铁系统的建设，这对于缓解城市交通压力具有非常重要的作用，地铁中的暖通系统的设计是地铁建设过程中的重点及难点，因为，地铁的建设形式与其他形式的交通轨道相比具有其特殊性，除了其中的风道、车站出入口、隧道洞口等能与外界进行连通之外，其他空间是一个密闭的，暖通系统的合理设计对于整个地铁线路的正常运行都具有非常重要的作用，因此，在实际的工作中，一定要结合实际的工程特点，对暖通系统设计中的重点及难点进行有效的分析，保证设计、施工的有效性，本文就针对此予以简单分析。

本次研究中是以某地铁线路的暖通系统设计作为工程实例来进行研究，该线路在城市交通规划网线中占有非常重要的地位，在暖通系统的设计过程中，依据功能的不同，主要有空调水系统、设备管理区的通风空调、车站公共区、区间隧道通风几个分系统，本文就结合该实例中的暖通系统的设计，对地铁暖通设计中的难点及相关的处理方法进行简单分析。

一、地铁暖通空调系统设计过程中的制式选配以及相关参数的选择

1、空调负荷值的选择及相关设计参数的确定

在地铁区间隧道及车站中，有很多因素都会对其环境产生较严重的影响，而在众多的干扰因素当中，最主要的干扰源就是列车，而地铁运行的过程中其主要的热源来源就是列车空调运行过程中产生的热量及列车闸瓦摩擦发热所产生的热量，在地铁线路运行的过程中。列车的往来会造成站台中的热环境产生周期性的变化，在空调暖通系统的设计过程中，如果单纯的依据平均负荷的值来开展相关的设计工作，是很难满足相关的设计要求的，要使设计结果能够与实际的温度变化及分布情况相符，需要对其动态的变化过程中进行全面的掌握，并需要在设计工作中，采用仿真计算、效应模拟等方法[1]，为地铁暖通设计的相关工作提供设计选型的基础的、准确的数值，这对于空调负荷的有效降低具有非常重要的作用。

在地铁暖通系统的设计过程中，一项非常重要的工作就是进行通风空调负荷值的计算，这同时也是整个暖通设计过程中最为基础的一项工作，在计算的过程中，只有保证了计算结果的准确性，才能保证在相关设备的参数值的选择过程中，对其设备容量及耗电量的值进行有效的选择，这对于整个地铁线路的投资成本的大小有着非常重要的影响。建筑物结构壁面的散湿量、出入口中的新风负荷、售票机的散热量、自动扶梯的散热量、广告牌灯箱的散热量、照明系统的散热量、乘客的散湿量及散热量、列车运行过程中的大量的散热量是地铁中的空调负荷的主要的来源渠道[2]，本次研究中所选择的地铁线路的暖通空调系统中应用了开闭式系统制式，在其暖通空调的设计过程中，应用STSS仿真模拟软件对其环境控制方案模拟进行了计算及论证，得到表1所示的结果。

表1 工程实例中某车站的湿负荷及热负荷的统计表

由上表中的数据可以看出，在开闭式的系统制式中，对地铁车站中的暖通系统负荷值影响最大的就是列车运行过程中散发的热量，在总的负荷值中占有非常大的比例，因此，在暖通系统的设计过程中，需要对其值进行准确的计算，这对于通风空调系统设备容量的选择具有非常重要的影响，在其值的计算过程中，我国并没有统一的计算标准及计算公式，在计算的过程中，大多只能采用仿真计算及效应模拟来进行计算，本次研究中，就以上文中的STESS模拟计算结果作为主要的设计依据。

2、暖通空调系统的制式确定

屏蔽门系统及开闭式系统是地铁通风空调系统中常用的两种制式，在地铁暖通系统的设计规划过程中，采用不同的制式，最终区间隧道及车站站台之间的温度负荷变化以及空气的质量状态也会具有显著的差异，其中的屏蔽门系统是将车站与区间采用屏蔽门进行隔断，使其成为两个独立的区域，并且在划分的过程中，要遵循严格的划分界限，车站通风空调系统与区间通风空调系统之间是完全独立的，并且自成体系；而开闭式的通风空调系统是区间与车站之间是完全连通的，系统中的通风空调系统在运行的过程中具有鲜明的季节性特点，在非空调季节，其运行过程中主要表现为开式运行，而在空调季节中，其主要的运行方式是闭式运行，在这种制式中，站台上的温度及车站中的空气状态值的变化与列车的运行时速、行车对数等参数都有着直接的关系[3]。

在地铁的暖通系统设计的过程中，如何选择合理的制式是暖通系统设计工作中的一个难题，上世纪，八九十年代，大多数地铁线路都采用的是开闭式系统，随着各项技术的进步，人们逐渐认识到屏蔽门系统中的舒适、安全的特性，发展到今天，很多地铁线路在设计、建设的过程中都采用的事屏蔽门系统，但是从实际的应用中来看，这两种制式在实际的工作中各有优缺点，在一些昼夜温差及冬夏温差较大的北方地区，如果采用屏蔽门系统，能够发挥良好的土壤蓄冷作用，在夏季的空调器，区间中的温度更容易得到较好的控制，空调的负荷量能够得到有效的减少，甚至其减少量能够达到三分之一，但是由于在这种制式下，车站的站台是一个密闭的空间，乘客在候车的过程中、照明系统、机电设备的散热量非常的大，这会使得站台上的空调期延长，在这样的情况下，屏蔽门系统并不能取得较好的节能效果，并且屏蔽门的投资成本较高、日常的维护费用也比较高，这会使得地铁暖通系统建设的过程中投资成本的加大，本次研究中，系统所选择的制式是开闭式系统。

二、地铁暖通系统中相关设备的选型及其有关的节能运行措施

区间隧道通风系统；空调制冷循环水系统；车站设备管理用房中的空调通风系统以及区间、站台共公区空调通风系统、车站站厅系统等的通风系统是开闭式地铁暖通空调系统中的四个重要的子系统，这几个系统在实际的运行过程中，既相互独立，又有着密切的联系，下面就对其设计进行简单分析。

1、空调循环水系统的设计

地铁车站中的空调水系统的冷水机组的机型选择过程中主要的选择依据是车站中相关空调的负荷值，如果在实际的设计过程中，将两台具有相同的制冷能力的水冷螺杆式的冷水机组应用于车站公共区中，并在设备管理用房中独立设置一台水冷的冷水机组，则车站中的主供冷源就是公共区中的大机组，而其辅助的供冷源就是设备管理用房中的小机组，在实际的运行过程中，可以根据车站中的实际负荷值的变化，来选择小机组还是大机组来作为主要的供冷源，这对于车站的节能运行具有非常重要的作用。在车站空调系统的冷冻及冷却过程中，都采用定流量的控制方式，如果系统在运行的过程中应用的是双台或者单台的水泵运行，水泵在工作过程中的流量值能够大致保持恒定，一旦其中的负荷值发生了变化，需要改变冷冻水的回水温度来使其能够与负荷的变化进行良好的匹配。

2、车站设备管理用房中的通风空调系统的设计

设备用房及管理用房是车站设备管理用房的两个主要的组成部分，其设置地点主要时站台的两端及站厅中，依据使用功能对其进行分类，主要的分为受气体灭火保护、非空调、空调三种主要的类型，其空调通风系统的设置依据此来进行有效的设计，该部分的暖通空调系统中，虽然总体的容量不大，但是其中具有较多的子系统，并且其结构也具有一定的复杂性，在其设计的过程中，要做好各部分之间的协调工作，对用房的布置进行合理的设计，尽量的减少其子系统的个数，在实际的设计工作中，风机的选择要根据实际的排烟、通风机空调系统的功能需求，来选择采用双速风机机组还是双风机组。

3、区间、站台公共区、车站站厅的通风系统的设计

在进行车站公共区暖通空调系统的设计过程中，有很多种布置形式可供选择，可以将车站公共区空调通风系统与区间隧道的通风系统划分成两个独立的系统，也可以将二者合二为一，如果将二者进行有效的结合，需要将挡水板、空气过滤器、大型表冷器等进行有效的组合，并将其在送风道中进行布置，在其工作的过程中，区间隧道中的风机又要能够完成车站空调通风系统中的通风及排风工作[4]。目前，我国并没有能够兼具区间隧道通风机车站公共区通风空调的系统，这就需要加大该种两用风机的研究力度，并要使其能够实现变频调速的功能，能够对地铁车站中的空调系统的运行工况进行自动的调节。

三、地铁暖通系统设计过程中的火灾的预防

地铁中的客流量非常的大，人员非常的密集，如果不做好火灾的预防，一旦出现类似火灾事故，将会造成非常严重的后果，这也是地铁中最严重的灾害，做好火灾预防体系的设计是整个地铁暖通系统设计过程中非常重要的内容，这就需要在地铁暖通系统的设计过程中，设计科学、合理的防火体系，并建立其完善的火灾应急处理系统，这对于地铁的防火工作是非常重要的。[4]

车站公共区的运行控制及区间隧道中的运行控制室地铁火灾事故控制模式中的两个主要的组成部分，车站火灾运行控制系统的设计原则是：（1）当站台的台层中发生火灾事故时，每端的排风机应该保持正常的运行，而其他所有设备都应该停止运行；（2）如果车站的站厅中出现火灾，每端的排风机应该保持正常的运行，而其他所有设备都应该停止运行，乘客应该迅速的从安全通道中撤离。在区间隧道运行控制的过程中，应该尽量将列车运行至站台范围中，积极的组织人员进行安全疏散，并积极的进行灭火排烟。

结束语

地铁是城市交通中非常重要的组成部分，在其设计的过程中，其暖通系统的设计是重要的设计内容，本文就以某地铁线路的暖通系统的设计作为工程实例，对其中几个设计难点的处理方法进行了简单的分析，对于地铁暖通设计具有一定的参考价值。

参考文献

[1]李雁.地铁暖通空调系统设计中关键问题的探索[J].都市快轨交通,2011(6).

[2]王秀玲.浅谈暖通空调系统设计中的节能技术[J].中国新技术新产品,2012(11).

[3]郭福利.暖通空调系统节能在建筑工程设计中的问题及对策研究[J].河南科技,2013(4).

[4]薛娟.试论暖通空调系统设计中的节能措施与环保技术[J].科协论坛(下半月),2013(8).