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轨道交通之地铁中央空调解决方案

时间:2018-09-03 点击次数:2324次 作者:成都中央空调安装 | 成都中央空调保养 | 成都中央空调维修


 

  由(you)于列(lie)车(che)是影响地铁热环境(jing)的(de)(de)主要干扰(rao)源,列(lie)车(che)的(de)(de)往来运动导致地铁站台内气流(liu)分布的(de)(de)周期性变化,根据(ju)静态平均负荷设计的(de)(de)空调系(xi)统在实际运行中可能无法满(man)足设计要求,因此有必要了解这一(yi)动态变化过程。

  背景介绍

  地(di)(di)铁(tie)空(kong)间作(zuo)为典型的(de)地(di)(di)下大空(kong)间建(jian)筑,其空(kong)调(diao)运(yun)(yun)行能(neng)(neng)耗(hao)是地(di)(di)铁(tie)总能(neng)(neng)耗(hao)的(de)重要组(zu)成部(bu)分(fen)(fen)。因(yin)此,地(di)(di)铁(tie)空(kong)调(diao)系统(tong)的(de)合(he)理设计及优(you)化(hua)运(yun)(yun)行对于(yu)地(di)(di)铁(tie)的(de)节能(neng)(neng)运(yun)(yun)行具(ju)有举足轻(qing)重的(de)影响。由于(yu)列车是影响地(di)(di)铁(tie)热环(huan)境(jing)的(de)主要干扰源,列车的(de)往来运(yun)(yun)动(dong)导致地(di)(di)铁(tie)站台内气流分(fen)(fen)布的(de)周期性变(bian)化(hua),根据静态(tai)平均负荷设计的(de)空(kong)调(diao)系统(tong)在实际运(yun)(yun)行中可能(neng)(neng)无法满足设计要求,因(yin)此有必(bi)要了解这(zhei)一(yi)动(dong)态(tai)变(bian)化(hua)过程。同时地(di)(di)铁(tie)站作(zuo)为一(yi)个整体,其各部(bu)分(fen)(fen)负荷相差(cha)很大,所以有必(bi)要分(fen)(fen)析各部(bu)分(fen)(fen)负荷的(de)实际情况,有针对性的(de)采取节能(neng)(neng)措施,以合(he)理减低空(kong)调(diao)能(neng)(neng)耗(hao)。

  这些问题的(de)解决,都依赖于(yu)对(dui)地(di)铁(tie)热环(huan)境详细(xi)的(de)测(ce)(ce)量与分析(xi)。同时,近年来应用渐广的(de)地(di)铁(tie)热环(huan)境模拟手段,也急需大量的(de)实(shi)验验证。但是由于(yu)地(di)铁(tie)热环(huan)境实(shi)地(di)测(ce)(ce)量的(de)复杂(za)性(xing),目(mu)前国内对(dui)地(di)铁(tie)空(kong)调负荷的(de)的(de)实(shi)测(ce)(ce)数据非(fei)常缺乏。

  地铁主要是由(you)车(che)站(zhan)、隧(sui)道(dao)两大部分组成(cheng)。地铁车(che)站(zhan)根据城市规划控制要求:位(wei)(wei)于城市主干(gan)(gan)道(dao)下的(de)(de),应(ying)满(man)足(zu)主体结构(gou)上覆土不小于3米;位(wei)(wei)于城市次(ci)干(gan)(gan)道(dao)下的(de)(de),应(ying)满(man)足(zu)主体结构(gou)上覆土不小于2米。车(che)站(zhan)包括公共区、管(guan)理及设备用房。整个车(che)站(zhan)全长一般应(ying)在160米以上。地下铁道(dao)基(ji)本上是与(yu)大气(qi)隔绝的(de)(de),室外大气(qi)的(de)(de)温、湿度对车(che)站(zhan)的(de)(de)空调负(fu)荷只有间接的(de)(de)影响。

  系统设计

  1、机(ji)械通(tong)风

  当活塞式通风(feng)(feng)不能满(man)足(zu)地(di)铁(tie)除余热与(yu)(yu)余湿的(de)要(yao)求(qiu)时,要(yao)设置机(ji)械通风(feng)(feng)系(xi)(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。根(gen)据地(di)铁(tie)系(xi)(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)实际情况,可(ke)在车站(zhan)(zhan)与(yu)(yu)区(qu)(qu)(qu)(qu)间(jian)隧道(dao)(dao)分别设置独立的(de)通风(feng)(feng)系(xi)(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。车站(zhan)(zhan)通风(feng)(feng)一(yi)般(ban)为(wei)横向的(de)送排风(feng)(feng)系(xi)(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)(tong);区(qu)(qu)(qu)(qu)间(jian)隧道(dao)(dao)一(yi)般(ban)为(wei)纵(zong)向的(de)送排风(feng)(feng)系(xi)(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。这些系(xi)(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)应(ying)同(tong)时具备排烟(yan)功能。区(qu)(qu)(qu)(qu)间(jian)隧道(dao)(dao)较长(zhang)时,宜在区(qu)(qu)(qu)(qu)间(jian)隧道(dao)(dao)中部设中间(jian)风(feng)(feng)井(jing)。对(dui)于当地(di)气温不高,运量不大的(de)地(di)铁(tie)系(xi)(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),可(ke)设置车站(zhan)(zhan)与(yu)(yu)区(qu)(qu)(qu)(qu)间(jian)连(lian)成一(yi)起的(de)纵(zong)向通风(feng)(feng)系(xi)(xi)(xi)(xi)统(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),一(yi)般(ban)在区(qu)(qu)(qu)(qu)间(jian)隧道(dao)(dao)中部设中间(jian)风(feng)(feng)井(jing),但应(ying)通过计算确定。

  2、闭式(shi)系统

  闭(bi)式(shi)系(xi)(xi)统使地(di)铁(tie)内部基(ji)本上与(yu)外界大气(qi)隔断,仅供给满(man)足(zu)乘(cheng)客所需的(de)(de)新鲜空(kong)气(qi)量。车(che)站一般采用空(kong)调(diao)系(xi)(xi)统,而区间隧(sui)道的(de)(de)冷(leng)却是借(jie)助于列车(che)运行的(de)(de)“活塞效(xiao)应(ying)”携带一部分车(che)站空(kong)调(diao)冷(leng)风来(lai)实现。这种系(xi)(xi)统多用于当地(di)最热(re)月的(de)(de)月平均温度高(gao)于25℃、且运量较(jiao)大、高(gao)峰时间内每(mei)小时的(de)(de)列车(che)运行对数和每(mei)列车(che)车(che)辆数的(de)(de)乘(cheng)积(ji)大于180的(de)(de)地(di)铁(tie)系(xi)(xi)统。

  3、屏蔽(bi)门(men)系统

  在(zai)车(che)站(zhan)的站(zhan)台与(yu)行车(che)隧(sui)(sui)(sui)道间(jian)安装屏(ping)蔽(bi)(bi)门,将其(qi)分隔(ge)开,车(che)站(zhan)安装空调系(xi)统(tong),隧(sui)(sui)(sui)道用通(tong)(tong)风系(xi)统(tong)(机械通(tong)(tong)风或(huo)活塞(sai)通(tong)(tong)风,或(huo)两者兼用)。若通(tong)(tong)风系(xi)统(tong)不能(neng)将区(qu)间(jian)隧(sui)(sui)(sui)道的温度控制在(zai)允许(xu)值以(yi)内时(shi),应采用空调或(huo)其(qi)他有效的降温方(fang)法。安装屏(ping)蔽(bi)(bi)门后(hou),车(che)站(zhan)成为单一的建筑物,它不受区(qu)间(jian)隧(sui)(sui)(sui)道行车(che)时(shi)活塞(sai)风的影(ying)响。车(che)站(zhan)的空调冷负荷(he)只需计算车(che)站(zhan)本(ben)身设(she)备、乘客、广告、照明等发热体的散(san)热,及区(qu)间(jian)隧(sui)(sui)(sui)道与(yu)车(che)站(zhan)间(jian)通(tong)(tong)过(guo)屏(ping)蔽(bi)(bi)门的传热和屏(ping)蔽(bi)(bi)门开启时(shi)的对(dui)流(liu)换热。

  4、此(ci)时屏蔽门系(xi)统(tong)

  车(che)站(zhan)(zhan)(zhan)空调冷负荷(he)仅(jin)为闭式(shi)系(xi)(xi)统的(de)(de)(de)22%~28%,且由(you)于(yu)(yu)车(che)站(zhan)(zhan)(zhan)与(yu)行车(che)隧道隔开,减(jian)少了(le)运行噪声(sheng)对(dui)(dui)车(che)站(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)干(gan)扰,不仅(jin)使车(che)站(zhan)(zhan)(zhan)环(huan)境较(jiao)安静(jing)、舒适,也使旅客更为安全。地铁环(huan)控(kong)系(xi)(xi)统一般采用(yong)屏蔽(bi)门(men)制(zhi)式(shi)环(huan)控(kong)系(xi)(xi)统或闭式(shi)环(huan)控(kong)系(xi)(xi)统。屏蔽(bi)门(men)制(zhi)式(shi)系(xi)(xi)统即:站(zhan)(zhan)(zhan)台和轨行区分开,车(che)站(zhan)(zhan)(zhan)为独立(li)的(de)(de)(de)制(zhi)冷、除湿区、因(yin)此(ci)有安全、节(jie)能和美观等(deng)优点。由(you)于(yu)(yu)屏蔽(bi)门(men)的(de)(de)(de)隔断,屏蔽(bi)门(men)制(zhi)式(shi)环(huan)控(kong)系(xi)(xi)统形成了(le)两个相对(dui)(dui)独立(li)的(de)(de)(de)系(xi)(xi)统——车(che)站(zhan)(zhan)(zhan)空调通风系(xi)(xi)统和隧道通风系(xi)(xi)统。

  负(fu)荷计算(suan)方面

  根(gen)(gen)据(ju)地铁的(de)(de)(de)建筑特点(dian),造成地铁内部对(dui)室外温度影响的(de)(de)(de)延迟性(xing),相(xiang)对(dui)稳定,根(gen)(gen)据(ju)有关资(zi)料(liao)(liao)显示:列车本身(shen)及列车空调(diao)(diao)的(de)(de)(de)散热约(yue)占(zhan)74%,照明、广告(gao)灯箱的(de)(de)(de)散热约(yue)占(zhan)6%,设备(如自动扶梯、售票机(ji)等)的(de)(de)(de)散热约(yue)占(zhan)5%,乘客和工作人员的(de)(de)(de)散热约(yue)占(zhan)15%;地铁围(wei)护(hu)结构周(zhou)围(wei)的(de)(de)(de)土壤能吸(xi)收大(da)量(liang)的(de)(de)(de)热量(liang)并储蓄起来,夏储冬放,以调(diao)(diao)节地铁内空气(qi)的(de)(de)(de)温度,根(gen)(gen)据(ju)一些资(zi)料(liao)(liao)记载,此(ci)部分热量(liang)占(zhan)地铁产热量(liang)的(de)(de)(de)25%-40%。

  环控设(she)计采用常规闭式系(xi)(xi)统,总散(san)热(re)(re)(re)量扣(kou)除传入(ru)地铁(tie)周围土壤中的(de)热(re)(re)(re)量外,基本(ben)为车(che)(che)站的(de)空调负荷(he);环控设(she)计采用常规开(kai)式系(xi)(xi)统,列车(che)(che)本(ben)身及列车(che)(che)空调的(de)散(san)热(re)(re)(re)量扣(kou)除传入(ru)地铁(tie)周围土壤中的(de)热(re)(re)(re)量外,其他部分的(de)热(re)(re)(re)量通(tong)过隧道通(tong)风系(xi)(xi)统传到室外,而车(che)(che)站的(de)空调负荷(he)仅包括车(che)(che)站内(nei)乘客和工作人员散(san)热(re)(re)(re)量、照明散(san)热(re)(re)(re)量及设(she)备散(san)热(re)(re)(re)量。

  1、参(can)数(shu)取(qu)值方面

  地(di)铁(tie)(tie)站的(de)空调属(shu)于(yu)舒(shu)(shu)适性(xing)空调。站内虽(sui)然(ran)人员密集,但逗(dou)留时间(jian)(jian)较(jiao)(jiao)短(duan),同时地(di)铁(tie)(tie)空调负荷很大,为了节约能源,只考虑乘(cheng)客由(you)(you)地(di)面(mian)进(jin)入车(che)(che)站的(de)一(yi)个“暂时舒(shu)(shu)适”环境即可。而人体对温度变化有(you)明显(xian)感(gan)觉(jue)的(de)温差在2°C以上(shang)。这(zhei)样乘(cheng)客从地(di)面(mian)进(jin)站到(dao)上(shang)车(che)(che),经(jing)历一(yi)个环境温度逐(zhu)渐降(jiang)低的(de)过程(cheng),32.5℃→30℃→29℃→27℃,既是一(yi)个较(jiao)(jiao)舒(shu)(shu)适的(de)过程(cheng)又(you)是一(yi)个较(jiao)(jiao)卫生的(de)过程(cheng),没有(you)突冷的(de)感(gan)觉(jue);车(che)(che)站的(de)一(yi)些管(guan)理用(yong)房,由(you)(you)于(yu)管(guan)理人员长时间(jian)(jian)在里面(mian)工作,取tn =27℃;车(che)(che)站的(de)一(yi)些设备用(yong)房据(ju)工艺要求确定室内温度取值。

  2、防(fang)排(pai)烟方面

  由于地(di)铁(tie)是一个人员密(mi)集的(de)地(di)下公共建筑,且(qie)地(di)下车站对(dui)外连通的(de)口部相对(dui)来说比(bi)较少,因(yin)此(ci)地(di)下铁(tie)道(dao)及区间(jian)隧道(dao)的(de)机械事(shi)故通风至关重要。

  地(di)铁事故通风分(fen)为非火(huo)(huo)灾(zai)性(xing)原因和火(huo)(huo)灾(zai)性(xing)原因二类。火(huo)(huo)灾(zai)事故按区间隧(sui)道、站厅、站台(tai)同一(yi)(yi)时间只有一(yi)(yi)处发生火(huo)(huo)灾(zai)来考虑,此较(jiao)好的方法是(shi)使(shi)人、烟分(fen)向(xiang)流(liu)动,用(yong)机械(xie)排烟设施使(shi)烟气按一(yi)(yi)个方向(xiang)流(liu)动,排出地(di)面,而人员从另一(yi)(yi)个方向(xiang)撤离。

  考虑到地(di)铁的(de)(de)站(zhan)厅或站(zhan)台公共(gong)区(qu)的(de)(de)使用面积一(yi)般在1500m2左右,且为了使一(yi)个站(zhan)厅或站(zhan)台分(fen)为两个防烟分(fen)区(qu),因此规范(fan)规定(ding):每(mei)(mei)个防烟分(fen)区(qu)的(de)(de)建筑(zhu)(zhu)面积不宜(yi)超过(guo)750m2。排烟量(liang)按每(mei)(mei)分(fen)钟每(mei)(mei)平方(fang)米(mi)建筑(zhu)(zhu)面积1m3计算。

  地(di)铁排烟(yan)(yan)系(xi)统,排烟(yan)(yan)风(feng)机及(ji)烟(yan)(yan)气流(liu)经的辅助设备如风(feng)阀(fa)及(ji)消声器等,应保证在(zai)150℃时能连续工作1h。

  3、噪(zao)声控制方面

  地铁车站的主要噪声(sheng)源(yuan)来自列车的运行(xing),噪声(sheng)级(ji)高达(da)80dB(A),一般(ban)声(sheng)功率(lv)级(ji)100分(fen)贝以(yi)上;其它(ta)如变压器、水泵、制冷机、冷却塔等为次声(sheng)源(yuan)。

  环境特点

  (1)地铁的车站和区间隧道除(chu)出入口(地面(mian)线(xian)和高架线(xian)除(chu)外)等极少部位与外界相通外,基本上与外界隔绝,长(zhang)年不见阳光,通风条件差,潮湿(shi)、多粉(fen)尘、行车震动大(da)、空间狭小(xiao)、小(xiao)昆虫自由出入、人员密(mi)集,只有用人工气候(hou)才能满足乘客的要求;

  (2)列车各种(zhong)设备的(de)运行(xing)和乘客(ke)都(dou)将释放出大量(liang)的(de)热,若(ruo)不(bu)及时排除,将使本站和区间温度上升(sheng),是乘客(ke)在(zai)此环境中(zhong)难以忍受;

  (3)地(di)下铁道是狭长的(de)(de)地(di)铁建筑物(wu),列车及(ji)各(ge)种设备(bei)运行产生的(de)(de)噪音不(bu)易(yi)消除(chu),对乘客(ke)影响较(jiao)大;

  (4)地铁运行时产生“活塞效应”,局部(bu)与瞬(shun)间空气流速较大(da),会干扰车(che)站气流组(zu)织,使(shi)乘客感觉到不舒适(shi),并影响车(che)站负荷;

  (5)当发生(sheng)事故,尤其是发生(sheng)火灾事故时,将导致环境恶化(hua),不易救援,要采取(qu)有(you)效措施。

 

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