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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(yu)列(lie)车(che)是影响地铁(tie)热环境的主(zhu)要干扰源,列(lie)车(che)的往来运动(dong)导致地铁(tie)站台内(nei)气(qi)流分布的周期性变(bian)化,根据静态平均负荷设(she)计(ji)的空调系统在实(shi)际运行中(zhong)可能无法满足设(she)计(ji)要求,因此(ci)有必(bi)要了解(jie)这一动(dong)态变(bian)化过程。

  背景介(jie)绍(shao)

  地(di)铁(tie)空(kong)(kong)(kong)(kong)间(jian)作为(wei)典型的地(di)下(xia)大(da)空(kong)(kong)(kong)(kong)间(jian)建筑(zhu),其空(kong)(kong)(kong)(kong)调运(yun)(yun)行(xing)能耗是地(di)铁(tie)总能耗的重要(yao)组(zu)成部分。因此,地(di)铁(tie)空(kong)(kong)(kong)(kong)调系统的合(he)理设(she)计(ji)及优化运(yun)(yun)行(xing)对于地(di)铁(tie)的节能运(yun)(yun)行(xing)具有(you)举(ju)足轻重的影(ying)响。由于列车(che)是影(ying)响地(di)铁(tie)热环境的主要(yao)干扰(rao)源(yuan),列车(che)的往来运(yun)(yun)动导致(zhi)地(di)铁(tie)站台(tai)内气流分布(bu)的周期性变化,根据静态平(ping)均负荷(he)设(she)计(ji)的空(kong)(kong)(kong)(kong)调系统在实际运(yun)(yun)行(xing)中可能无法(fa)满(man)足设(she)计(ji)要(yao)求,因此有(you)必(bi)要(yao)了解这一(yi)动态变化过程。同时(shi)地(di)铁(tie)站作为(wei)一(yi)个(ge)整体,其各部分负荷(he)相差很大(da),所以有(you)必(bi)要(yao)分析各部分负荷(he)的实际情况(kuang),有(you)针对性的采取(qu)节能措施,以合(he)理减(jian)低空(kong)(kong)(kong)(kong)调能耗。

  这些问题(ti)的(de)(de)解(jie)决,都依赖于(yu)对地(di)(di)铁(tie)热环(huan)境(jing)详细(xi)的(de)(de)测(ce)(ce)量(liang)与分析。同时,近年来(lai)应用(yong)渐广的(de)(de)地(di)(di)铁(tie)热环(huan)境(jing)模拟(ni)手段,也急需大量(liang)的(de)(de)实(shi)(shi)验验证。但(dan)是由于(yu)地(di)(di)铁(tie)热环(huan)境(jing)实(shi)(shi)地(di)(di)测(ce)(ce)量(liang)的(de)(de)复杂性(xing),目(mu)前(qian)国内对地(di)(di)铁(tie)空调负荷的(de)(de)的(de)(de)实(shi)(shi)测(ce)(ce)数据非常(chang)缺乏。

  地铁(tie)主要(yao)是由车(che)站(zhan)、隧道(dao)两大部分组成。地铁(tie)车(che)站(zhan)根据城(cheng)市规(gui)划控制要(yao)求:位于(yu)城(cheng)市主干(gan)(gan)道(dao)下的(de)(de),应(ying)满足(zu)主体(ti)结构上(shang)(shang)覆(fu)土(tu)不小于(yu)3米;位于(yu)城(cheng)市次干(gan)(gan)道(dao)下的(de)(de),应(ying)满足(zu)主体(ti)结构上(shang)(shang)覆(fu)土(tu)不小于(yu)2米。车(che)站(zhan)包括(kuo)公共区、管理及设备用房。整个车(che)站(zhan)全长一般应(ying)在160米以上(shang)(shang)。地下铁(tie)道(dao)基(ji)本上(shang)(shang)是与(yu)大气隔绝的(de)(de),室外大气的(de)(de)温、湿度对车(che)站(zhan)的(de)(de)空调负荷只有间接的(de)(de)影响。

  系统设计

  1、机(ji)械通(tong)风

  当活(huo)塞式通(tong)风(feng)(feng)(feng)(feng)不能(neng)(neng)满足地铁除余(yu)热(re)与余(yu)湿的(de)(de)(de)(de)要求时(shi),要设(she)(she)置机(ji)械通(tong)风(feng)(feng)(feng)(feng)系(xi)(xi)统。根据地铁系(xi)(xi)统的(de)(de)(de)(de)实际情况(kuang),可在车站(zhan)与区(qu)(qu)间(jian)隧道(dao)分别设(she)(she)置独立的(de)(de)(de)(de)通(tong)风(feng)(feng)(feng)(feng)系(xi)(xi)统。车站(zhan)通(tong)风(feng)(feng)(feng)(feng)一(yi)(yi)般为横(heng)向的(de)(de)(de)(de)送(song)排(pai)(pai)风(feng)(feng)(feng)(feng)系(xi)(xi)统;区(qu)(qu)间(jian)隧道(dao)一(yi)(yi)般为纵向的(de)(de)(de)(de)送(song)排(pai)(pai)风(feng)(feng)(feng)(feng)系(xi)(xi)统。这些系(xi)(xi)统应同时(shi)具备排(pai)(pai)烟功能(neng)(neng)。区(qu)(qu)间(jian)隧道(dao)较长(zhang)时(shi),宜在区(qu)(qu)间(jian)隧道(dao)中(zhong)部设(she)(she)中(zhong)间(jian)风(feng)(feng)(feng)(feng)井。对于当地气温不高,运(yun)量不大的(de)(de)(de)(de)地铁系(xi)(xi)统,可设(she)(she)置车站(zhan)与区(qu)(qu)间(jian)连成一(yi)(yi)起的(de)(de)(de)(de)纵向通(tong)风(feng)(feng)(feng)(feng)系(xi)(xi)统,一(yi)(yi)般在区(qu)(qu)间(jian)隧道(dao)中(zhong)部设(she)(she)中(zhong)间(jian)风(feng)(feng)(feng)(feng)井,但应通(tong)过计算确(que)定。

  2、闭(bi)式系统(tong)

  闭(bi)式(shi)系(xi)统使(shi)地(di)铁(tie)内部(bu)基本上与外界大(da)气隔断,仅供(gong)给满足(zu)乘客(ke)所需(xu)的(de)新鲜空气量。车(che)站一般(ban)采用(yong)空调(diao)系(xi)统,而区间隧道的(de)冷(leng)却是(shi)借助于(yu)列车(che)运(yun)行(xing)的(de)“活塞效应”携带一部(bu)分(fen)车(che)站空调(diao)冷(leng)风(feng)来实现(xian)。这种系(xi)统多用(yong)于(yu)当地(di)最热月(yue)的(de)月(yue)平均温度高(gao)于(yu)25℃、且运(yun)量较大(da)、高(gao)峰时(shi)间内每小时(shi)的(de)列车(che)运(yun)行(xing)对数(shu)和每列车(che)车(che)辆数(shu)的(de)乘积大(da)于(yu)180的(de)地(di)铁(tie)系(xi)统。

  3、屏蔽门系统

  在车(che)站(zhan)(zhan)的(de)站(zhan)(zhan)台与行(xing)车(che)隧道(dao)(dao)间安装屏(ping)蔽门,将其分隔开(kai),车(che)站(zhan)(zhan)安装空(kong)调(diao)系统,隧道(dao)(dao)用(yong)通(tong)(tong)风(feng)系统(机(ji)械通(tong)(tong)风(feng)或(huo)(huo)活(huo)塞通(tong)(tong)风(feng),或(huo)(huo)两者兼用(yong))。若通(tong)(tong)风(feng)系统不(bu)能将区(qu)(qu)间隧道(dao)(dao)的(de)温度控制(zhi)在允(yun)许值(zhi)以内时(shi),应采(cai)用(yong)空(kong)调(diao)或(huo)(huo)其他(ta)有(you)效的(de)降(jiang)温方法(fa)。安装屏(ping)蔽门后,车(che)站(zhan)(zhan)成为单一的(de)建筑物(wu),它不(bu)受区(qu)(qu)间隧道(dao)(dao)行(xing)车(che)时(shi)活(huo)塞风(feng)的(de)影响(xiang)。车(che)站(zhan)(zhan)的(de)空(kong)调(diao)冷负荷只需计算车(che)站(zhan)(zhan)本身设(she)备、乘(cheng)客、广告、照明等发热体(ti)的(de)散热,及区(qu)(qu)间隧道(dao)(dao)与车(che)站(zhan)(zhan)间通(tong)(tong)过屏(ping)蔽门的(de)传热和屏(ping)蔽门开(kai)启时(shi)的(de)对流换热。

  4、此时(shi)屏(ping)蔽门系统

  车(che)(che)(che)站(zhan)空调(diao)冷负荷仅为闭式(shi)(shi)系(xi)(xi)统的(de)22%~28%,且(qie)由于车(che)(che)(che)站(zhan)与行(xing)车(che)(che)(che)隧道隔(ge)开,减少(shao)了运行(xing)噪声(sheng)对车(che)(che)(che)站(zhan)的(de)干扰,不仅使车(che)(che)(che)站(zhan)环境较(jiao)安静、舒适,也使旅客更为安全。地铁环控系(xi)(xi)统一般采用屏蔽(bi)门制(zhi)式(shi)(shi)环控系(xi)(xi)统或闭式(shi)(shi)环控系(xi)(xi)统。屏蔽(bi)门制(zhi)式(shi)(shi)系(xi)(xi)统即:站(zhan)台(tai)和(he)轨(gui)行(xing)区(qu)(qu)分(fen)开,车(che)(che)(che)站(zhan)为独立(li)的(de)制(zhi)冷、除湿区(qu)(qu)、因(yin)此(ci)有安全、节能和(he)美观等优(you)点。由于屏蔽(bi)门的(de)隔(ge)断,屏蔽(bi)门制(zhi)式(shi)(shi)环控系(xi)(xi)统形(xing)成了两个(ge)相对独立(li)的(de)系(xi)(xi)统——车(che)(che)(che)站(zhan)空调(diao)通风系(xi)(xi)统和(he)隧道通风系(xi)(xi)统。

  负荷(he)计算方面

  根(gen)据地(di)(di)铁(tie)(tie)的(de)建筑(zhu)特点,造成地(di)(di)铁(tie)(tie)内部对室外(wai)温(wen)度(du)影响的(de)延迟性,相对稳定(ding),根(gen)据有关资料显示:列车(che)本身(shen)及(ji)列车(che)空调的(de)散(san)热(re)约(yue)占74%,照明、广告灯箱的(de)散(san)热(re)约(yue)占6%,设备(如自动扶梯、售票机等)的(de)散(san)热(re)约(yue)占5%,乘(cheng)客和工作人员(yuan)的(de)散(san)热(re)约(yue)占15%;地(di)(di)铁(tie)(tie)围护结构周围的(de)土壤能吸收大(da)量(liang)(liang)(liang)的(de)热(re)量(liang)(liang)(liang)并(bing)储蓄起来,夏储冬放,以调节地(di)(di)铁(tie)(tie)内空气(qi)的(de)温(wen)度(du),根(gen)据一些资料记载,此部分热(re)量(liang)(liang)(liang)占地(di)(di)铁(tie)(tie)产(chan)热(re)量(liang)(liang)(liang)的(de)25%-40%。

  环控设(she)计采(cai)用(yong)常规闭式系统,总散(san)热(re)(re)量扣除(chu)传(chuan)入地铁周围土壤(rang)中的(de)热(re)(re)量外(wai),基(ji)本(ben)为(wei)车站的(de)空(kong)调负荷;环控设(she)计采(cai)用(yong)常规开式系统,列(lie)车本(ben)身(shen)及列(lie)车空(kong)调的(de)散(san)热(re)(re)量扣除(chu)传(chuan)入地铁周围土壤(rang)中的(de)热(re)(re)量外(wai),其他部(bu)分的(de)热(re)(re)量通(tong)过(guo)隧道通(tong)风系统传(chuan)到室外(wai),而车站的(de)空(kong)调负荷仅包(bao)括车站内乘客和工作人员散(san)热(re)(re)量、照明散(san)热(re)(re)量及设(she)备(bei)散(san)热(re)(re)量。

  1、参数取值方面

  地铁站(zhan)(zhan)的空调(diao)属于(yu)舒(shu)适(shi)性空调(diao)。站(zhan)(zhan)内虽然(ran)人(ren)员密集,但(dan)逗留(liu)时(shi)(shi)间较短,同时(shi)(shi)地铁空调(diao)负荷(he)很大,为了节约能源,只(zhi)考(kao)虑乘客由地面进(jin)入车(che)站(zhan)(zhan)的一(yi)(yi)个(ge)“暂时(shi)(shi)舒(shu)适(shi)”环(huan)境即(ji)可(ke)。而人(ren)体对温(wen)度变(bian)化有明显感觉的温(wen)差在2°C以上。这样乘客从地面进(jin)站(zhan)(zhan)到(dao)上车(che),经历一(yi)(yi)个(ge)环(huan)境温(wen)度逐(zhu)渐降低的过程(cheng),32.5℃→30℃→29℃→27℃,既是(shi)(shi)一(yi)(yi)个(ge)较舒(shu)适(shi)的过程(cheng)又是(shi)(shi)一(yi)(yi)个(ge)较卫生的过程(cheng),没有突冷的感觉;车(che)站(zhan)(zhan)的一(yi)(yi)些(xie)管(guan)(guan)理用房(fang),由于(yu)管(guan)(guan)理人(ren)员长时(shi)(shi)间在里面工作,取tn =27℃;车(che)站(zhan)(zhan)的一(yi)(yi)些(xie)设备用房(fang)据工艺要(yao)求(qiu)确定(ding)室内温(wen)度取值(zhi)。

  2、防(fang)排烟方面

  由于(yu)地铁是一个人员密集的(de)地下(xia)(xia)公共建(jian)筑,且地下(xia)(xia)车(che)站对(dui)外连通的(de)口部(bu)相(xiang)对(dui)来说(shuo)比较少,因此地下(xia)(xia)铁道及区间隧道的(de)机械(xie)事故通风至关(guan)重要。

  地铁(tie)事故(gu)(gu)通风分为非火灾性原因(yin)和(he)火灾性原因(yin)二(er)类。火灾事故(gu)(gu)按(an)区(qu)间隧道(dao)、站厅(ting)、站台同一(yi)(yi)(yi)时间只有一(yi)(yi)(yi)处发生火灾来考虑,此较好的方法(fa)是使人(ren)、烟分向流动,用机(ji)械排烟设施使烟气(qi)按(an)一(yi)(yi)(yi)个方向流动,排出地面(mian),而人(ren)员(yuan)从另一(yi)(yi)(yi)个方向撤离。

  考虑(lv)到地(di)铁(tie)的(de)站厅或站台公共区的(de)使(shi)用面积(ji)一(yi)般在1500m2左右,且为了使(shi)一(yi)个(ge)站厅或站台分(fen)为两个(ge)防(fang)烟分(fen)区,因此(ci)规(gui)范(fan)规(gui)定:每个(ge)防(fang)烟分(fen)区的(de)建筑面积(ji)不宜超(chao)过750m2。排(pai)烟量按每分(fen)钟每平方(fang)米建筑面积(ji)1m3计算(suan)。

  地(di)铁排(pai)烟系统,排(pai)烟风机及烟气流经(jing)的辅助(zhu)设备如风阀及消声(sheng)器等,应保证在(zai)150℃时能连(lian)续(xu)工作(zuo)1h。

  3、噪声控制方(fang)面(mian)

  地铁车(che)站的主(zhu)要噪(zao)声源(yuan)来(lai)自列车(che)的运行,噪(zao)声级高达(da)80dB(A),一般声功率级100分贝(bei)以上;其它如变(bian)压(ya)器、水泵、制冷(leng)(leng)机、冷(leng)(leng)却塔等为次(ci)声源(yuan)。

  环境(jing)特点

  (1)地铁的车站和区间隧道除出入口(地面线(xian)和高架线(xian)除外(wai)(wai))等极少部位与外(wai)(wai)界相通(tong)外(wai)(wai),基(ji)本上与外(wai)(wai)界隔绝,长年不见(jian)阳光,通(tong)风条件(jian)差,潮湿、多粉尘(chen)、行(xing)车震(zhen)动大、空间狭(xia)小、小昆虫(chong)自由出入、人(ren)员密集,只有(you)用人(ren)工气候(hou)才能(neng)满足乘客的要求(qiu);

  (2)列(lie)车各种设备(bei)的运行和(he)乘客都将释(shi)放出大量的热,若不(bu)及时排(pai)除,将使(shi)本站和(he)区间(jian)温度上升,是乘客在此(ci)环境(jing)中难以忍(ren)受;

  (3)地(di)下铁道是狭长的地(di)铁建(jian)筑物,列车(che)及各(ge)种设备运(yun)行(xing)产生的噪音不易(yi)消(xiao)除,对乘(cheng)客(ke)影(ying)响较大;

  (4)地铁(tie)运行时产生(sheng)“活塞效(xiao)应(ying)”,局部(bu)与(yu)瞬间空气(qi)流(liu)速(su)较大,会干扰车站气(qi)流(liu)组(zu)织,使乘客(ke)感觉到不舒适,并影(ying)响车站负荷;

  (5)当发生事故(gu),尤其是发生火(huo)灾(zai)事故(gu)时,将(jiang)导致环境恶(e)化(hua),不易救援,要(yao)采取(qu)有效(xiao)措施。

 

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