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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:2342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)是影响地铁热环境的主要(yao)干扰源(yuan),列(lie)车(che)的往来运动(dong)导致地铁站台内气流(liu)分布(bu)的周期(qi)性(xing)变化(hua),根据静态平均(jun)负荷设计的空(kong)调系统在(zai)实际运行(xing)中(zhong)可(ke)能无(wu)法满足(zu)设计要(yao)求(qiu),因(yin)此有必(bi)要(yao)了解这(zhei)一动(dong)态变化(hua)过程。

  背景(jing)介绍

  地(di)(di)(di)(di)铁(tie)空间(jian)作为典型的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)下大空间(jian)建筑,其空调(diao)(diao)运(yun)(yun)(yun)行(xing)能(neng)耗(hao)是(shi)地(di)(di)(di)(di)铁(tie)总(zong)能(neng)耗(hao)的(de)(de)(de)重要(yao)组成部(bu)分。因此,地(di)(di)(di)(di)铁(tie)空调(diao)(diao)系统(tong)的(de)(de)(de)合理设计及(ji)优(you)化(hua)运(yun)(yun)(yun)行(xing)对于地(di)(di)(di)(di)铁(tie)的(de)(de)(de)节(jie)能(neng)运(yun)(yun)(yun)行(xing)具有(you)(you)(you)举足(zu)轻重的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang)。由于列车是(shi)影(ying)响(xiang)地(di)(di)(di)(di)铁(tie)热环境(jing)的(de)(de)(de)主要(yao)干扰(rao)源(yuan),列车的(de)(de)(de)往来(lai)运(yun)(yun)(yun)动(dong)导致(zhi)地(di)(di)(di)(di)铁(tie)站(zhan)台内气(qi)流分布的(de)(de)(de)周期性变(bian)化(hua),根据静态(tai)平均负(fu)荷(he)设计的(de)(de)(de)空调(diao)(diao)系统(tong)在实际运(yun)(yun)(yun)行(xing)中可(ke)能(neng)无法(fa)满足(zu)设计要(yao)求,因此有(you)(you)(you)必要(yao)了解这一动(dong)态(tai)变(bian)化(hua)过程。同时地(di)(di)(di)(di)铁(tie)站(zhan)作为一个整体,其各部(bu)分负(fu)荷(he)相差很大,所以(yi)(yi)有(you)(you)(you)必要(yao)分析各部(bu)分负(fu)荷(he)的(de)(de)(de)实际情(qing)况,有(you)(you)(you)针(zhen)对性的(de)(de)(de)采取节(jie)能(neng)措施,以(yi)(yi)合理减低空调(diao)(diao)能(neng)耗(hao)。

  这些问(wen)题的(de)解决,都(dou)依赖于对(dui)地铁(tie)热环境(jing)详(xiang)细的(de)测(ce)量(liang)与分析。同时,近年(nian)来应用渐广(guang)的(de)地铁(tie)热环境(jing)模拟手段,也急需大量(liang)的(de)实(shi)验验证。但是由于地铁(tie)热环境(jing)实(shi)地测(ce)量(liang)的(de)复(fu)杂性,目前国内对(dui)地铁(tie)空调负(fu)荷的(de)的(de)实(shi)测(ce)数(shu)据非常缺乏。

  地(di)铁(tie)主要(yao)是由(you)车(che)(che)站、隧道两大部分组成。地(di)铁(tie)车(che)(che)站根据城(cheng)市规划控制(zhi)要(yao)求:位于城(cheng)市主干道下(xia)的(de)(de)(de),应(ying)满足(zu)(zu)主体(ti)结(jie)构上覆土(tu)不小(xiao)(xiao)于3米(mi);位于城(cheng)市次干道下(xia)的(de)(de)(de),应(ying)满足(zu)(zu)主体(ti)结(jie)构上覆土(tu)不小(xiao)(xiao)于2米(mi)。车(che)(che)站包括公共区(qu)、管理及设备(bei)用房。整个车(che)(che)站全(quan)长一般应(ying)在160米(mi)以上。地(di)下(xia)铁(tie)道基(ji)本上是与(yu)大气隔(ge)绝的(de)(de)(de),室外大气的(de)(de)(de)温、湿度对车(che)(che)站的(de)(de)(de)空调负荷只有间接(jie)的(de)(de)(de)影响。

  系统设计(ji)

  1、机械通风

  当活塞式(shi)通(tong)(tong)(tong)风(feng)(feng)不能满足(zu)地铁除(chu)余(yu)热与(yu)余(yu)湿的(de)要求时,要设置(zhi)(zhi)机(ji)械通(tong)(tong)(tong)风(feng)(feng)系统。根据地铁系统的(de)实际情(qing)况(kuang),可在车(che)(che)站与(yu)区(qu)间(jian)隧(sui)(sui)道分别(bie)设置(zhi)(zhi)独立的(de)通(tong)(tong)(tong)风(feng)(feng)系统。车(che)(che)站通(tong)(tong)(tong)风(feng)(feng)一般为横(heng)向的(de)送排(pai)风(feng)(feng)系统;区(qu)间(jian)隧(sui)(sui)道一般为纵向的(de)送排(pai)风(feng)(feng)系统。这些系统应同(tong)时具(ju)备(bei)排(pai)烟功(gong)能。区(qu)间(jian)隧(sui)(sui)道较长时,宜(yi)在区(qu)间(jian)隧(sui)(sui)道中(zhong)部设中(zhong)间(jian)风(feng)(feng)井。对于当地气温不高,运量(liang)不大的(de)地铁系统,可设置(zhi)(zhi)车(che)(che)站与(yu)区(qu)间(jian)连成一起的(de)纵向通(tong)(tong)(tong)风(feng)(feng)系统,一般在区(qu)间(jian)隧(sui)(sui)道中(zhong)部设中(zhong)间(jian)风(feng)(feng)井,但应通(tong)(tong)(tong)过计算确定。

  2、闭式系统

  闭式系(xi)(xi)统(tong)使地(di)铁(tie)内部基本上与外界大气隔断,仅供给满足乘客所(suo)需的(de)(de)(de)新鲜空气量(liang)。车站(zhan)一般采用(yong)空调系(xi)(xi)统(tong),而(er)区间(jian)隧道的(de)(de)(de)冷却是(shi)借助于(yu)列车运行的(de)(de)(de)“活塞效应”携带一部分车站(zhan)空调冷风来实现。这种系(xi)(xi)统(tong)多用(yong)于(yu)当(dang)地(di)最热月的(de)(de)(de)月平(ping)均(jun)温度高于(yu)25℃、且运量(liang)较大、高峰时间(jian)内每小时的(de)(de)(de)列车运行对(dui)数(shu)和每列车车辆数(shu)的(de)(de)(de)乘积大于(yu)180的(de)(de)(de)地(di)铁(tie)系(xi)(xi)统(tong)。

  3、屏蔽门(men)系统

  在车站的站台与(yu)行车隧(sui)道(dao)间(jian)(jian)安装(zhuang)屏(ping)蔽(bi)(bi)(bi)门,将其(qi)分隔开,车站安装(zhuang)空调系统,隧(sui)道(dao)用通风(feng)系统(机械通风(feng)或(huo)活塞通风(feng),或(huo)两者兼(jian)用)。若(ruo)通风(feng)系统不能(neng)将区(qu)间(jian)(jian)隧(sui)道(dao)的温度控制在允许值以内时(shi),应采(cai)用空调或(huo)其(qi)他有(you)效的降温方法。安装(zhuang)屏(ping)蔽(bi)(bi)(bi)门后(hou),车站成为(wei)单一的建筑物,它(ta)不受区(qu)间(jian)(jian)隧(sui)道(dao)行车时(shi)活塞风(feng)的影响。车站的空调冷负荷只(zhi)需计算车站本身设备、乘客、广告、照明等发(fa)热体的散热,及区(qu)间(jian)(jian)隧(sui)道(dao)与(yu)车站间(jian)(jian)通过屏(ping)蔽(bi)(bi)(bi)门的传热和屏(ping)蔽(bi)(bi)(bi)门开启时(shi)的对流(liu)换热。

  4、此(ci)时屏蔽门(men)系统

  车(che)站(zhan)空调冷负荷仅为闭式(shi)系(xi)(xi)统(tong)(tong)的22%~28%,且(qie)由于车(che)站(zhan)与行(xing)车(che)隧(sui)道隔开(kai),减少了运行(xing)噪声对车(che)站(zhan)的干扰(rao),不仅使车(che)站(zhan)环境较安(an)静、舒适,也(ye)使旅(lv)客更为安(an)全。地铁环控系(xi)(xi)统(tong)(tong)一(yi)般采用屏蔽(bi)门制(zhi)式(shi)环控系(xi)(xi)统(tong)(tong)或闭式(shi)环控系(xi)(xi)统(tong)(tong)。屏蔽(bi)门制(zhi)式(shi)系(xi)(xi)统(tong)(tong)即:站(zhan)台和轨(gui)行(xing)区(qu)分开(kai),车(che)站(zhan)为独立(li)的制(zhi)冷、除湿区(qu)、因此有(you)安(an)全、节能和美观等(deng)优点(dian)。由于屏蔽(bi)门的隔断,屏蔽(bi)门制(zhi)式(shi)环控系(xi)(xi)统(tong)(tong)形成了两个相对独立(li)的系(xi)(xi)统(tong)(tong)——车(che)站(zhan)空调通风(feng)系(xi)(xi)统(tong)(tong)和隧(sui)道通风(feng)系(xi)(xi)统(tong)(tong)。

  负荷计算方面

  根据(ju)地(di)铁(tie)的(de)(de)建筑(zhu)特(te)点,造成地(di)铁(tie)内(nei)部对室外温度影响(xiang)的(de)(de)延迟性(xing),相对稳定,根据(ju)有关资(zi)料显示:列车(che)本(ben)身(shen)及列车(che)空调的(de)(de)散(san)热(re)(re)约占(zhan)74%,照(zhao)明、广告灯箱的(de)(de)散(san)热(re)(re)约占(zhan)6%,设备(bei)(如(ru)自动(dong)扶(fu)梯、售票机等)的(de)(de)散(san)热(re)(re)约占(zhan)5%,乘(cheng)客和工作人员的(de)(de)散(san)热(re)(re)约占(zhan)15%;地(di)铁(tie)围(wei)护结构周(zhou)围(wei)的(de)(de)土(tu)壤(rang)能吸收大(da)量(liang)的(de)(de)热(re)(re)量(liang)并储(chu)(chu)蓄起(qi)来,夏储(chu)(chu)冬放,以(yi)调节地(di)铁(tie)内(nei)空气的(de)(de)温度,根据(ju)一些资(zi)料记(ji)载,此部分(fen)热(re)(re)量(liang)占(zhan)地(di)铁(tie)产热(re)(re)量(liang)的(de)(de)25%-40%。

  环(huan)控设(she)计(ji)采用常规(gui)闭式(shi)系(xi)统(tong),总散(san)热(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)扣除传(chuan)入(ru)地(di)铁周围(wei)土壤中的(de)热(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)外,基本为车站的(de)空调(diao)(diao)负荷(he)(he);环(huan)控设(she)计(ji)采用常规(gui)开式(shi)系(xi)统(tong),列车本身(shen)及(ji)列车空调(diao)(diao)的(de)散(san)热(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)扣除传(chuan)入(ru)地(di)铁周围(wei)土壤中的(de)热(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)外,其他部分的(de)热(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)通(tong)过隧道通(tong)风系(xi)统(tong)传(chuan)到(dao)室(shi)外,而车站的(de)空调(diao)(diao)负荷(he)(he)仅包(bao)括车站内乘客(ke)和工作人员散(san)热(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)、照明散(san)热(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)及(ji)设(she)备散(san)热(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)。

  1、参数取值方面

  地铁(tie)站的(de)(de)空调属于舒适性空调。站内虽然人(ren)员(yuan)密集,但逗(dou)留时(shi)(shi)间较短,同(tong)时(shi)(shi)地铁(tie)空调负(fu)荷很大,为了节(jie)约能源(yuan),只(zhi)考虑乘客由(you)地面进(jin)入车(che)(che)(che)站的(de)(de)一(yi)(yi)个“暂时(shi)(shi)舒适”环(huan)境即可。而(er)人(ren)体对温(wen)度(du)变化有明显感觉的(de)(de)温(wen)差在2°C以上(shang)。这(zhei)样乘客从(cong)地面进(jin)站到上(shang)车(che)(che)(che),经(jing)历一(yi)(yi)个环(huan)境温(wen)度(du)逐渐(jian)降低的(de)(de)过(guo)程,32.5℃→30℃→29℃→27℃,既是(shi)一(yi)(yi)个较舒适的(de)(de)过(guo)程又(you)是(shi)一(yi)(yi)个较卫生的(de)(de)过(guo)程,没(mei)有突冷的(de)(de)感觉;车(che)(che)(che)站的(de)(de)一(yi)(yi)些(xie)管(guan)理用房,由(you)于管(guan)理人(ren)员(yuan)长时(shi)(shi)间在里面工作,取tn =27℃;车(che)(che)(che)站的(de)(de)一(yi)(yi)些(xie)设备用房据工艺要求确(que)定(ding)室内温(wen)度(du)取值。

  2、防排烟(yan)方面

  由于地(di)铁(tie)是一个人(ren)员密集的地(di)下公(gong)共建筑,且地(di)下车站对(dui)外(wai)连通的口部相对(dui)来(lai)说(shuo)比较少,因此(ci)地(di)下铁(tie)道及(ji)区间隧道的机(ji)械事故通风至关重要。

  地(di)铁事(shi)(shi)故通(tong)风分为非火(huo)灾(zai)性(xing)原因和火(huo)灾(zai)性(xing)原因二类。火(huo)灾(zai)事(shi)(shi)故按(an)区间隧(sui)道、站厅、站台(tai)同一时间只(zhi)有一处(chu)发生火(huo)灾(zai)来(lai)考虑(lv),此较好(hao)的方(fang)法是使(shi)人、烟(yan)分向流(liu)动(dong)(dong),用(yong)机械(xie)排(pai)烟(yan)设施使(shi)烟(yan)气按(an)一个(ge)方(fang)向流(liu)动(dong)(dong),排(pai)出地(di)面,而(er)人员从另一个(ge)方(fang)向撤离。

  考(kao)虑(lv)到地铁的站(zhan)厅(ting)或站(zhan)台(tai)公共区(qu)的使(shi)用面(mian)积(ji)一般在1500m2左右(you),且(qie)为了使(shi)一个站(zhan)厅(ting)或站(zhan)台(tai)分(fen)为两(liang)个防烟(yan)分(fen)区(qu),因此规范规定(ding):每个防烟(yan)分(fen)区(qu)的建筑(zhu)面(mian)积(ji)不(bu)宜超(chao)过(guo)750m2。排(pai)烟(yan)量按每分(fen)钟每平方米建筑(zhu)面(mian)积(ji)1m3计(ji)算。

  地(di)铁(tie)排烟系统,排烟风机及烟气(qi)流(liu)经的辅助设备如风阀及消(xiao)声(sheng)器等,应保证(zheng)在150℃时(shi)能连(lian)续工作1h。

  3、噪声控制方(fang)面

  地(di)铁车站的(de)主要噪声源来自(zi)列车的(de)运行,噪声级(ji)高达80dB(A),一般声功(gong)率(lv)级(ji)100分贝以上;其它如变压器、水泵、制冷机、冷却(que)塔(ta)等(deng)为次声源。

  环境特点(dian)

  (1)地铁的车(che)站和区间(jian)(jian)隧(sui)道除出(chu)(chu)入口(地面线(xian)和高架(jia)线(xian)除外)等极少部位与外界相(xiang)通(tong)外,基本上(shang)与外界隔(ge)绝,长年(nian)不见(jian)阳光,通(tong)风条件(jian)差,潮湿(shi)、多(duo)粉尘、行车(che)震(zhen)动(dong)大、空间(jian)(jian)狭小、小昆虫自由出(chu)(chu)入、人员密集,只(zhi)有用人工气候才(cai)能满足乘客(ke)的要(yao)求;

  (2)列车各种设备的运行和乘客(ke)都(dou)将(jiang)释放出(chu)大量(liang)的热,若不及(ji)时(shi)排(pai)除,将(jiang)使(shi)本站和区间温度上(shang)升,是乘客(ke)在此(ci)环(huan)境中难(nan)以忍(ren)受;

  (3)地(di)下(xia)铁道是(shi)狭长(zhang)的地(di)铁建筑物,列(lie)车及各(ge)种设备运行产生的噪(zao)音不易消除,对(dui)乘客影响较(jiao)大;

  (4)地(di)铁运行时产生(sheng)“活塞效应”,局部与瞬间空(kong)气流速(su)较大(da),会(hui)干扰车站气流组织,使(shi)乘客感觉到不舒适,并影响(xiang)车站负荷;

  (5)当发(fa)生事故,尤其(qi)是发(fa)生火灾(zai)事故时,将导(dao)致环境(jing)恶化,不易救援,要(yao)采取有效措(cuo)施。

 

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