地铁车站空调通风系统

・暖通／空调・　

上海地铁Ｍ７线车站通风空调系统的比选分析　

褚海容　

（北京城建设计研究总院有限责任公司，北京１０００３７）　

摘要：以上海地铁Ｍ７线肇嘉浜路站的通风空调设计实例为　背景，从车站公共区空调冷负荷的计算入手，比较了屏蔽门系　统和闭式系统空调负荷计算的区别及结果。并对这两种空调　系统形式进行综合比选，特别着重进行了两者运行全年综合能　

耗的研究。只有因地制宜，根据地区的气候特点，空调期的长　短、运力等具体情况进行全年能耗综合性分析，方能确定合理、　节能的通风空调系统。最后以节能为主旨，提出了一种新思　路，创造一种全年节能运行的空调系统。　关键词：地铁；节能；系统形式；比选；屏蔽门系统　中图分类号：Ｕ２３１　．５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—２９５４（２０１１）０５—０ｌ１２一Ｏ４　

１　概述　

通风空调系统是地铁内非常重要的设备系统之　

收稿日期：２０１１—０２—２８　作者简介：褚海容（１９７６一），女，工程师，２０００年毕业于北京工业大学　供热通风与空调工程专业，工学学士，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｕｈａｉｒ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｅｎ。　一，承担保证乘客相对舒适的环境条件；保证车站、区　

间和列车设备正常运转所需的环境条件；保证在列车　

区间阻塞条件下列车空调正常运转；保证在车站、区间　

火灾条件下迅速排烟等重要的任务。而通风空调系统　

又是地铁内的耗电大户，其运行能耗问题也日益突出。　

因此，减少地铁通风空调系统的全年能耗，具有重要意　

义。对一个城市而言，确定合理可行而又节能的通风　

空调系统模式是非常重要的。　

目前，采用空调系统的国内地铁项目，按照站台边　

缘是否设置屏蔽门，可以划分为两种系统形式：屏蔽门　

系统和闭式系统。屏蔽门系统的车站空调不需要承担　

区间冷负荷，空调负荷较小；闭式系统的车站空调系统　

需要同时承担车站和区间的冷负荷，空调负荷较大。　

但是就运行模式而言，两种系统运行起来都要经过空　

调季节和非空调季节，而空调季节的长短是由地区的　

地铁车站公共区通风空调系统节能探讨

摘要：通风空调系统是地铁工程中的重要系统，其作用是在地铁正常运营过程中为乘客、工作人员创造适宜的环境；在地铁车站发生火灾时，公共区通风空调系统还具有防灾排烟和通风的功能，使生命和财产安全得到保障。但是，公共区通风空调系统是能耗大户，其产生的能耗基本上占整个地铁用电负荷的40%。因此，深入探究地铁车站公共区通风空调系统节能模式，对推动地铁经济发展具有重要意义。

关键词：地铁车站；公共区；通风空调系统；节能

引言

近几年我国各地城市开始修建地铁，通风空调系统为城市轨道交通工程提供舒适、安全的环境，但其能耗水平却占整个地铁用电负荷的40%，因此，为打破地铁运营中通风空调系统能耗高的特点，需要某些城市率先打破常规，采用新技术，这对地铁经济节能运行具有重要意义，本文提出在公共区通风空调系统中具有节能意义的几种方案。

1通风空调系统现状

当前，国内地铁通风空调系统制式常见的有开闭式系统和屏蔽门系统。开闭式系统的区间隧道与车站连通。在非空调季节，列车运行产生的活塞风对车站进行通风，可减少风机的开启数量和开启时间，节能效果显著。屏蔽门系统的区间隧道与车站隔离。在空调季节，大量列车发热被隔断在区间内，车站与区间的热交换被最大限度地减少，车站的冷量损失降到了最低。非空调季节的开闭式系统和空调季节的屏蔽门系统，在节能方面的优势都非常突出，如何在一个系统中兼有开闭式系统和屏蔽门系统的节能优势，其实只需做一些针对性的改造。

2公共区通风空调系统节能方案探讨

2.1采用双风机系统 由于地铁站埋于地下，空调负荷受太阳辐射的影响不大，可忽略不计，因此空调负荷主要包括人员，设备散热，区间及出入口热渗透，新风等所形成的负荷。其中新风负荷占比较大，一般占到空调总负荷的1/3以上，且夏季新风的焓值高于室内焓值，因此，只要室内卫生条件允许，应使新风比尽量达到最小，从而降低空调能耗。GB/T51357-2019《城市轨道交通通风空气调节与供暖设计标准》（下文简称规范）第3.1.7条规定当地下车站公共区采用空气调节系统时，每个乘客的新风量不应少于12.6m3/h,且系统的新风量不应少于总送风量的10%。需要强调的是，新风量指的是实际进入公共区的总新风量，即包括由空调送风系统机械送入的部分以及在活塞风压及室外风压作用下由出入口、风亭等外界侵入部分，然而在设计中往往以机械送入的新风量来满足规范要求，因此实际新风量往往比理论计算值要大很多。也有相关研究表明，出入口、风亭等外界侵入的新风量远大于客流所需的新风量，规范4.3.10指出车站公共区的全空气调节系统应采用设置风机变频调节的变风量系统，宜设置空气调节回排风机，应满足全新风运行的条件，并非需要设置小新风机，综上所述，公共区空气调节系统可取消小新风机，采用双风机系统，已降低能耗。

地铁车站通风空调系统节能策略研究

摘要：随着我国城镇化建设的快速发展，地铁已成为我国大城市公共交通重要组成部分之一。为了给乘客提供健康、舒适和安全的环境，地铁车站基本都配备了通风空调系统。已有地铁系统能耗数据分析表明，通风空调系统的能耗占地铁车站总能耗比例高达40%，且车站冷负荷受人员影响波动较大，通风空调系统相比其他系统具有较大的节能潜力。因此，通风空调系统的节能措施对地铁车站总能耗的降低具有重大意义。为了提高地铁车站通风空调系统节能水平，本文首先简单阐述地铁车站通风空调系统，然后从变频技术、智能技术等先进技术在车站通风空调中的节能措施进行探讨。

关键词：地铁车站；通风空调；系统节能

前言：近年来，各种节能控制技术的不断发展为地铁通风空调系统的节能改造提供了硬件基础。越来越多的学者侧重于对地铁站通风空调系统进行整体优化控制，即在已有的环境与设备监控系统（BAS）的基础上，根据系统特点采取合适的节能控制技术与策略。目前，地铁站一般都会配置 BAS对通风空调 系 统

设 备进行监控 和 管 理，甚 至 还 为 水 泵、风 机 设 置 变 频 装 置。然而，大多数情况下BAS仅仅满足了灾害工况下的联动需求及正常工况下的远程操控需求，而水泵、风机也一般以工频运行。因此很多地铁站的热环境没有得到很好的控制，且系统能耗较高。

1.地铁车站通风空调系统简述

地铁车站公共区域是车站建筑室内人员所处的主要空间。由实测负荷可知，出口进风、站内照明和设备这２种负荷占比最大。而车站的动态负荷特性与室外温湿度及人流量的动态特性有关。

在为地铁车站公共区域设计节能通风空调方案时，要解决的一个主要问题是列车运动引起的活塞效应加强了室外新风和隧道与站内公共区域的换热。此外，列车的启停和列车的空调设备会产生大量热量，因此通常会设置通风系统以冷却隧道环境，该系统主要由通风竖井、风机和风口组成。同时，站台下方会安装排气口与排气通道，由排热风机驱动隧道内的热空气排至室外，也有从隧道周围土壤吸收热量进行回收的排热方式，称为排热系统。

地铁车站通风及排烟系统简介

1 地铁车站概况

地铁车站是城市轨道交通系统的重要组成部分，为乘客的出行提供服务的场所。地铁车站的站位选择、车站规模、布置方式等对运营效果具有决定性的意义。地铁车站一般由站厅、站台、管理及设备用房、换乘通道、地面出入口、风亭、风道等部分组成。

地铁站台是地铁车站内供乘客上、下列车的平台，根据运营功能要求，地铁站台主要分为岛式站台、侧式站台和混合式站台。

岛式站台：站台位于上、下行行车路线之间，这种站台布置形式称为岛式站台。

如图 2.1 所示。岛式车站具有站台面积利用率高、能灵活调剂客流、乘客适用方便等优点，因此，一般常用于客流量较大的车站。

(2) 侧式站台：站台位于上、下行行车路线的两侧，这种站台布置形式称为侧式站台。如图 2.2 所示。

侧式站台也是一种常用的车站类型。侧式车站站台面积利用率、调剂客流等方面均不及岛式车站，因此，侧式车站多用于客流量不大的车站或高架车站。

（3）岛、侧混合式站台：岛、侧混合式站台是将岛式站台及侧式站台同设在一个车站内，可同时在两侧的站台上、下车，也可适应列车中途折返的要求，但投资较大。如图2.3所示。

2 地铁通风及排烟系统组成

地铁通风系统是多系统构成的一个复合系统，各系统之间相互配合、协调运作，维持地铁内舒适的环境。在有屏蔽门的地铁车站中通风系统主要包括车站通风系统和隧道通风系统。车站通风系统包括公共区通风系统和设备管理房通风系统;隧道通风系统包括区间隧道通风系统和车站隧道通风系统。各系统同时兼作防排烟系统。如下图2.4所示：

图2.4 地铁通风排烟系统系统构成

2.1车站公共区排烟系统

地铁车站公共区域由站厅层公共区和站台层公共区组成，其防排烟系统一般与正常的通风空调系统合设，在火灾发生时由正常的通风系统转成排烟系统：关闭空调风机，打开相应的排烟风机进行排烟。

（1）站厅层防排烟系统

站厅层公共区是地铁乘车的中转站，是连接地面与站台的枢纽，是上下车乘客的必经之地，其安全性对整个车站安全的重要性不言而喻。按照现行的《地铁设计规范》规定：地下车站站厅、站台的防火分区应划分防烟分区，每个防烟分区的建筑面积不宜超过 2000m2，且防烟分区不得跨越防火分区，站厅、站台公共区的排烟量按 60m3/h·m2计算，当排烟设备负担两个防烟分区时，其设备能力应按同时排除两个防烟分区的烟量配置；按照规定应将站厅层公共区用挡烟垂壁划分成多个防烟分区，当站厅公共区发生火灾时，停止车站空调系统的运行，关闭厅、站台送风系统及站台层回/排风系统，将站厅层回/排风系统切换到排烟模式，烟气经过排烟风管（道）到风井排出，因此造成站厅层的负压使得烟气得以控制而不会扩散至站台层，站厅的新风由地铁的出入口补入。