浅谈地铁车站暖通空调排烟系统的关键控制点分析

温子琪袁淑丽焦炜

摘要：本文主要对某地铁车站就车站规模、建筑功能以及相应规划方案等方面进行分析，采取科学的手段寻求适合该地铁车站的暖通系统方案以及相应的排烟系统方案。以城市地铁车站作为论述对象，并通过方案对比的方式，论述了地铁车站通风系统的关键控制点，供相关业内人士探讨。

关键词：地铁站；暖通空调及防排烟系统；设计特点

随着我国经济的蒸蒸日上、蓬勃发展，我国地上公路交通的拥堵日渐显著，因此，推动地下铁路运输的积极拓展，促进城市地铁线路以及地铁站的推广建设，已经成为我国经济建设的重要组成部分。基于此，本文主要从以下几方面对地铁站暖通空调排烟系统的关键控制点进行了研究，提出相关分析，供相关业内人士借鉴与讨论。

1、火灾发生后如何组织通风系统有效控制烟气

地铁是都市最便捷、环保、低污染、高效的交通运输方式之一,但地铁车站内常常人流密集，乘客进出流量往往很大。一旦发生紧急情况,若处理不当会很容易造成重大人员伤亡以及巨大经济损失。火灾是地铁车站最主要的隐患之一。探讨防火灾科学与消防工程的相关理论和技术在地铁防火体系中的适用性，以及开展对地铁发生火灾时的应急处理方案的系统研究,为地铁的防火设计、运营管理及对突发情况的应急处理提供系统的理论依据，对地铁的前期设计以及实际运营是至关重要的。

1.1区间隧道运行控制模式

(1)地铁列车在运行中若发生火灾,原则上应尽一切努力将列车运行到站台范围内,然后将人员迅速疏散,进行灭火排烟。

(2)区间隧道发生火灾时,车站空调系统停止运行,通过组合风阀相互转换,大型轴流风机根据需要变为同时送风或排风；同时电动开启地铁车站大型表冷器和空气过滤器,迂回风阀均关闭,转入区间隧道运行模式。

1.2车站公共区运行控制模式

(1)车站站厅发生火灾时,每端除回/排风机运行排烟外,其余设备均停止运转(夏季要立刻停止车站空调水系统),乘客从出入口通道撤离到地面。

(2)站台层发生火灾时,每端除回/排风机运行排烟外,其余设备均停止运转。为了加大站台排烟量,并使站厅到站台的上下通道有1.5m/s的向下气流,相邻车站两端风机或区间隧道射流风机启动排烟运转,使人员能从上下通道、楼梯、自动扶梯撤离到站厅及地面。

2、地铁车站通风空调系统方案研究

2.1地下车站暖通系统方案研究方法

某线路暖通系统是传统闭式系统,站台设置2.55m的全高安全门。笔者从该项目的总体设计方案—初步设计—施工图设计的整个过程中比选方案、研究计算,并确定方案,并且最终在暖通方案评审中得到专家的认同；然后进一步在施工图设计阶段,深化研究暖通设备投资、安全可靠性及控制难易程度等因素,对两种可行的设计方案进行综合比较,确定该站的设计方案。

2.2地下车站暖通系统设计方案研究

1)车站为端进式车站,左、右站厅不连通。车站为地下两层岛式车站,站厅中间是断开的,站台层中间是预留预埋段,两端是地下两层,中间段为地下一层,左、右站厅不连通。

2)车站站厅层左端宽度上18.35m完全打开。由于车站站厅左侧为了和亦庄火车站—次渠站区间以及次渠站做到规划要求的“两站一街”方案,左端在宽度方向完全和区间打通。这就导致常规设置在站端的由站厅引到站台层公共区的2根送风管、2根列车顶部排风兼排烟风管、2根站台板下排热风管很难布设。

2.3可选方案

1)方案1:地铁车站大系统与区间隧道的通风空调系统分开独立设置。该方案地铁车站大系统、小系统及区间隧道的通风空调系统分开独立设置,结合建筑布置特点,灵活设计暖通系统。

2)方案2:车站及区间隧道通风空调系统兼用方案。该方案车站大系统和区间隧道通风系统联合设置。其方案2公共区暖通系统的排风兼排烟风机和区间隧道风机兼用。

3、暖通系统方案综合比较

相关人员从多方面角度进行研究，并对某地铁车站的两个暖通系统方案做出了详细的对比（仅对车站的公共区域以及相应的暖通系统设备进行了对比）。

3.1运行耗电费用比较表

暖通空调系统方案1中的排风机总体使用功率是60kW,在方案2中所使用的排风机总功率大概在80kW范围。方案1中的空调机组总功率可以达到72kW,在方案2中的空调机组所达到的总功率在86kW的范围。一般情况下，最大消耗电量大概在420kW，制冷系统在一天的时间所产生的负荷情况通常是高峰负荷二分之一。因此，制冷系统所消耗的功率可以210kW进行计算。

我国某一地铁车站使用空调的时间通常有4个月，也就是6~9月期间，共122天。这样依据每一天对空调的使用时间按照18h进行计算，那么方案1中这四个月所消耗的电量大概在751032kW·h；而方案2中在这4个月所消耗的电能大约在825696kW·h的范围内。

而该地铁车站通风时间一般需要有5个月，3月份到5月份，10月份得到11月份，一共153天。一般情况下，在通风季节使用的是间歇式通风方法，能够依据70%的运作时期对相应的消耗电功率进行详细的计算，所以方案1中总共消耗的电能大概在254470kW·h而方案2中总共消耗的电能320015kW·h。从12月月份一直到明年的2月份左右也就是冬天的时候，通风空调设计就已经停止使用，在这个期间主要依赖于（没写完）

就方案1而言，在一年中所耗费的电量大概在1005502kW·h的范围，而对于方案2来说，在一年中所耗费的电量通常在1145711kW·h。

依据远期通风空调所具有的负荷进行对比，只对相关区间以及暖通空调系统耗电情况进行了比较。其中，工业电价依据0.87元/kW·h的范围进行计算，具体的用电情况详见表1。

从上述结果可以看出，在方案1中所消耗的运作费用要比方案2所消耗的费用要低很多，方案1中所花费的土建费用要比方案2中的土建费用高一些，然而依据地铁车站的土建寿命100年加以预算，显然是方案1更加能够达到缩减开支的目的。不仅仅如此，方案1还有一个显著的特点，那就是通风系统以及相应的暖通系统几乎都是独立的。即使在某种程度上地铁车站隧道以及暖通体系是由以下三个级别组成的：第一，央级控制；第二，车站级控制；第三，就地级控制三级，而暖通系统通常由以下两部分组成：一是车站级控制；二是就地级控制。系统划分比较细致，对不同工况都可以合理应对，并且控制起来较为简单，有较强的操作性。

3.2整体优化

在为该地下车站设计经济且运行良好的暖通系统方案的同时,还应从全局出发,做到项目总体效果的利益最大化。同时,地下车站内部管线涉及17个专业,地下车站空间很宝贵、很有限,而方案1机房的布置机动灵活,为车站内部管线的合理布置创造了较好的空间条件。

4、结论

通过对以上内容的论述可以得知：暖通系统及排烟系统中，对系统关键点的控制，是确保整个地铁车站能够在正常通风环境下顺利运营以及在事故工况下实现有效排烟的目的，从而为车站安全性提供重要的保障；其次，暖通系统在地铁设备中占有重要的位置，科学合理地设置暖通系统并制定出切实可行的实施方案，能使暖通系统起到节能的作用；最后，优质的暖通系统设置还能够推动土建达到更好的空间效果。

参考文献：

[1]杨杨.地铁通风空调设备的配电设计思路[J].现代城市轨道交通.2011(03)

[2]陈西虎.地铁通风空调设备配电方式分析[J].都市快轨交通.2015(04)