 (1)相對(duì)封閉。地鐵以隧道、地下站為主,自然通風(fēng)條件差,空氣流通不暢。 (2)熱負(fù)荷大。列車牽引和制動(dòng)、電氣設(shè)備集中布置、光照發(fā)熱等導(dǎo)致熱量聚集。 (3)人員密集。高峰期乘客密度大,人體散熱和呼吸也是主要熱源和污染源。 (4)空間受限。隧道斷面積小,設(shè)備安裝和風(fēng)管布置受到限制。 以上特點(diǎn)對(duì)地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)苛要求。 (1)清除余熱。及時(shí)排出列車運(yùn)行、設(shè)備發(fā)熱產(chǎn)生的余熱,控制溫度上升。 (2)稀釋污染物。排出乘客呼吸污染物、設(shè)備粉塵等,保證空氣清潔度。 (3)防排煙。在火災(zāi)等緊急情況下,快速排出煙氣,維持疏散逃生通道。 (4)營(yíng)造舒適環(huán)境。利用空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)溫濕度,滿足乘客舒適度要求。 綜上,地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)直接關(guān)系到行車安全、設(shè)備安全和乘客舒適,必須采用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。 (1)安全性:確保系統(tǒng)在極端情況下仍能安全運(yùn)行,煙氣不會(huì)蔓延。 (2)可靠性:做好系統(tǒng)的備用和冗余設(shè)計(jì),保證設(shè)備長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。 (3)經(jīng)濟(jì)性:在滿足使用功能的前提下,優(yōu)化設(shè)備選型,平衡建設(shè)成本和運(yùn)行成本。 (4)先進(jìn)性:采用節(jié)能環(huán)保的新工藝、新材料、智能控制等先進(jìn)技術(shù)手段。 (5)可維護(hù)性:合理布置機(jī)電設(shè)備,為檢修、更換預(yù)留必要的通道和空間[3]。 (1)GB 50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》 (2)CJJ 116-2010《城市軌道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 (3)GB 51251-2017《地鐵設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 (4)TB 10099-2017《城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》 對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、防排煙要求、設(shè)備配置、材料選用等做出了明確規(guī)定,設(shè)計(jì)單位必須全面掌握并嚴(yán)格執(zhí)行[4]。
(1)風(fēng)機(jī):是系統(tǒng)的動(dòng)力設(shè)備,可分為射流風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)。前者適合較長(zhǎng)隧道,后者適合較短隧道。 (2)風(fēng)亭:用于引入新風(fēng)或排出污濁氣體,分為進(jìn)風(fēng)亭和排風(fēng)亭。一般每500-2000m設(shè)一個(gè)風(fēng)亭。 (3)風(fēng)道:沿隧道縱向布置的通風(fēng)道,將風(fēng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給氣流,引導(dǎo)氣流流向。 (4)閥門:包括調(diào)節(jié)閥、防火閥等,用于切換通風(fēng)模式、控制風(fēng)量以及防煙。 風(fēng)機(jī)和閥門的啟停、調(diào)節(jié)由控制系統(tǒng)集中管理,可根據(jù)運(yùn)行工況和需求自動(dòng)切換。 (1)射流通風(fēng):利用射流風(fēng)機(jī)的高速氣流,沿程誘導(dǎo)隧道內(nèi)的空氣流通。該系統(tǒng)造價(jià)低、施工簡(jiǎn)便,但能耗較大。香港地鐵、倫敦地鐵廣泛采用該方案[5]。 (2)活塞通風(fēng):當(dāng)隧道較短時(shí),可利用列車活塞效應(yīng)進(jìn)行自然通風(fēng)。北京地鐵1、2號(hào)線的部分區(qū)間采用該方案[6]。 (3)機(jī)械通風(fēng):在隧道頂部或側(cè)壁開(kāi)挖通風(fēng)隧道,由軸流風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)氣流流通。該方案通風(fēng)效果好,但施工難度大。上海地鐵2號(hào)線采用該方案。 (4)組合通風(fēng):將以上幾種方案組合使用,如活塞+射流、機(jī)械+射流等,北京、廣州、深圳的多條線路采用該方案[6,7]。 隧道通風(fēng)方案的選擇需考慮線路長(zhǎng)度、運(yùn)行速度、施工條件等因素,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。
(1)溫濕度:公共區(qū)域夏季溫度26-28℃,冬季不低于16℃,相對(duì)濕度40-70%。 (2)新風(fēng)量:站廳和站臺(tái)不低于15-20m3/(h·人),區(qū)間風(fēng)道和疏散通道不低于3次/h。 (3)氣流組織:站臺(tái)風(fēng)速不超過(guò)2.5m/s,公共區(qū)不超過(guò)0.8m/s。 同時(shí)還應(yīng)考慮防火分區(qū)、設(shè)備噪聲、冷熱源形式等要求[8]。 (1)空調(diào)機(jī)組:可分為集中式和分散式兩種。前者集中布置,冷熱源一般采用冷水機(jī)組+鍋爐,后者分散布置在站廳、站臺(tái)。 (2)通風(fēng)機(jī):包括送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、防排煙風(fēng)機(jī),分別用于引入新風(fēng)、排出污濁空氣和緊急排煙。 (3)風(fēng)管:敷設(shè)在站廳天花板吊頂內(nèi),將新風(fēng)輸送到站臺(tái)和公共區(qū)。材質(zhì)通常為鍍鋅鋼板。 (4)送排風(fēng)口:采用百葉或多葉式,布置在吊頂和側(cè)墻,盡量遠(yuǎn)離站臺(tái)人流密集區(qū)[9]。 不同區(qū)域還應(yīng)劃分獨(dú)立的通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng),如設(shè)備區(qū)、停車區(qū)等,并與公共區(qū)系統(tǒng)分開(kāi)控制。 廣州地鐵3號(hào)線云埔站,采用分散式空調(diào)系統(tǒng)。站臺(tái)層每個(gè)站廳端部設(shè)一個(gè)空調(diào)機(jī)房,內(nèi)設(shè)2臺(tái)屋頂式空調(diào)箱。站廳層每個(gè)站廳側(cè)邊下沉廣場(chǎng)設(shè)置一個(gè)空調(diào)機(jī)房,內(nèi)設(shè)1臺(tái)屋頂式空調(diào)箱[11]。分散式布置具有施工簡(jiǎn)單、故障率低等優(yōu)點(diǎn),但占用空間較多。 由此可見(jiàn),車站通風(fēng)空調(diào)并無(wú)固定模式,應(yīng)根據(jù)車站總圖布置、建筑造型、冷熱源條件等因素確定。隨著節(jié)能環(huán)保和人性化需求的提高,地鐵空調(diào)也朝著智能化、低碳化的方向發(fā)展,如采用熱回收技術(shù)、CO2跨臨界制冷等,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化控制和綠色運(yùn)行。 [1] 孫永紅,楊新苗.城市軌道交通規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2014. [2] 陶龍海.地鐵環(huán)境控制[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2017. [3] JGJ/T111-2006,城市軌道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. [4] TB10099-2017,城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. [5] 劉向鋒.香港地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)[J].制冷與空調(diào),2010(S1):113-117. [6] 李海霞.北京地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐[J].暖通空調(diào),2008(06):21-25. [7] 吳德繩.廣州地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].制冷與空調(diào),2019,33(02):181-185. [8] 黃宇.城市軌道交通地下車站空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D].重慶交通大學(xué),2012. [9] 王蓬勃.地鐵車站環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].建筑節(jié)能,2019,47(11):116-121. [10] 李想.北京新機(jī)場(chǎng)線草橋站通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)[J].制冷與空調(diào),2019,33(02):186-189. [11] 吳立新.廣州地鐵三號(hào)線通風(fēng)空調(diào)及防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].暖通空調(diào),2005(06):79-84.
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