王繼宏

（中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司 西安 710043）

地鐵車站設(shè)備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)方案的選擇

王繼宏

（中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司 西安 710043）

研究地鐵車站設(shè)備管理用房設(shè)置獨立冷（熱）源的通風空調(diào)系統(tǒng)方案的選擇。通過對三種可行的地鐵車站設(shè)備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)方案的綜合比選，直膨式全空氣空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)成熟、控制簡單、安全性高，可作為優(yōu)先推薦方案選擇。

地鐵車站；獨立冷(熱)源；通風空調(diào)系統(tǒng)；直膨式

0 引言

為保證地鐵工作人員的舒適度要求和各種設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，地鐵車站設(shè)備管理用房需要設(shè)置空調(diào)或通風降溫處理措施。

地鐵區(qū)間隧道通風系統(tǒng)和車站公共區(qū)通風空調(diào)系統(tǒng)往往是空調(diào)通風設(shè)計的重點，但車站設(shè)備管理用房區(qū)通風空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性并不低于車站公共區(qū)，并且設(shè)計人員投入的精力也往往多于主體區(qū)域。因此，根據(jù)建設(shè)地鐵的區(qū)域環(huán)境，合理的選擇車站設(shè)備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)方案顯得尤為必要。

1 地鐵車站設(shè)備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)功能及系統(tǒng)劃分

1.1 系統(tǒng)功能

車站設(shè)備管理用房的通風空調(diào)系統(tǒng)主要功能為排除設(shè)備及管理用房的余熱和余濕，以保證房間內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量滿足人員舒適感的要求和各種設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的需要，并兼設(shè)備管理用房的事故排煙系統(tǒng)。

1.2 系統(tǒng)劃分

地鐵車站設(shè)備管理用房功能、性質(zhì)和使用要求不同，通常分為管理辦公用房、發(fā)熱量較大的強電電氣設(shè)備用房、發(fā)熱量小的弱電電氣設(shè)備用房屋、衛(wèi)生間和機房等輔助房屋等四大類。

根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》要求，結(jié)合地鐵設(shè)備管理用房的特點、溫濕度要求及工藝要求，通常需要考慮設(shè)置通風空調(diào)降溫系統(tǒng)的房間主要有以下三大類：管理辦公用房、發(fā)熱量較大的強電電氣設(shè)備用房、發(fā)熱量小的弱電電氣設(shè)備用房屋。

2 地鐵車站設(shè)備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

地下車站傳統(tǒng)空調(diào)基本采用大小系統(tǒng)合用冷水機組+冷卻塔形式的冷源，需要在室外設(shè)置冷卻塔，因此可能引起以下問題：冷卻塔占地大、與相關(guān)產(chǎn)權(quán)單位協(xié)調(diào)困難，常制約車站的建設(shè)進度，并且會耗費大量的建設(shè)資金；冬季較冷地區(qū)，冷卻水系統(tǒng)設(shè)備及管路存在凍結(jié)風險；冷卻塔地面設(shè)置影響城市景觀；冷卻塔運行噪聲大，影響市民生活，經(jīng)常成為地鐵運營過程中居民主要投訴對象；過渡季低峰時段，尤其是夜間列車停運后，地下車站部分設(shè)備管理用房仍需要制冷，冷水機組空調(diào)設(shè)備處于頻繁開停狀態(tài)，極易損壞。

當前我國城市軌道交通進入快速發(fā)展時期，隨著十二五規(guī)劃的制定，中國軌道交通行業(yè)迎來了空前的發(fā)展。隨著我國建設(shè)地鐵的城市增多，根據(jù)規(guī)范要求，結(jié)合地鐵城市氣候特點采用大小系統(tǒng)分設(shè)冷源的通風空調(diào)系統(tǒng)方案也多樣化。

從國內(nèi)目前已開通運營軌道交通的城市以及正在進行建設(shè)和設(shè)計的城市的通風空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置情況來看，設(shè)備管理用房設(shè)置獨立空調(diào)冷源的通風空調(diào)系統(tǒng)可以歸納為兩大類。

2.1 全空氣通風空調(diào)系統(tǒng)

采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)時空調(diào)房間的室內(nèi)負荷全部由經(jīng)過集中處理的空氣來負擔。目前，國內(nèi)已建或在建地鐵項目設(shè)備管理用房基本都采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)。

全空氣空調(diào)系統(tǒng)主要由空調(diào)室外機、空調(diào)室內(nèi)機、水管（制冷劑管路）、風管及輔助設(shè)備組成，可以實現(xiàn)小新風、全新風及通風等多種工況轉(zhuǎn)換，其設(shè)備組成及原理見圖1。

圖1 全空氣空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備組成及原理圖Fig.1 Equipment composition and Schematic of all-air air conditioning system

2.2 多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)+機械通風的復(fù)合通風空調(diào)系統(tǒng)

多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)主要由空調(diào)室外機、空調(diào)室內(nèi)機及制冷劑管路組成，系統(tǒng)可根據(jù)負荷變化變頻運行。多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)僅制冷或制熱，為滿足最小新風、通風換氣、排煙等需求，需單獨設(shè)置新風系統(tǒng)，因此還需設(shè)置送風機、排風機、排煙風機和風管管路。多聯(lián)機空調(diào)+機械通風系統(tǒng)設(shè)備組成及原理可見圖2。

圖2 多聯(lián)機空調(diào)+機械通風系統(tǒng)設(shè)備組成及原理圖Fig.2 Equipment composition and Schematic of multi-connected air-condition unit + mechanical ventilation system

3 車站設(shè)備管理用房通風空調(diào)方案比較

以某一典型明挖地下兩層島式車站（蘭州）為例，車站左右兩端均設(shè)有設(shè)備管理用房，右端為設(shè)備集中端。該站設(shè)備管理用房空調(diào)負荷及通風量等計算結(jié)果見表1。

表1 車站設(shè)備管理用房通風空調(diào)負荷計算表Table1 The calculation table of air conditioning load for equipment management room of subway station

3.1 系統(tǒng)組成

結(jié)合蘭州氣候特點，地下車站公共區(qū)采用直接蒸發(fā)冷卻通風降溫系統(tǒng)，地下車站設(shè)備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)需設(shè)置獨立冷（熱）源，推薦以下幾種方案可供選擇：

方案一：風冷冷水（熱泵）機組+柜式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)，見圖1；方案二：直膨式全空氣空調(diào)系統(tǒng)（一臺或數(shù)臺風冷室外機與室內(nèi)機構(gòu)成制冷循環(huán)系統(tǒng)，進風通過室內(nèi)機向房間或區(qū)域提供集中處理空氣的直接膨脹式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)），見圖1；方案三：多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)+機械通風系統(tǒng)（見圖2）。

上述三種方案的設(shè)備組成，見表2。

表2 設(shè)備組成表Table2 The table of Equipment composition

3.2 方案經(jīng)濟性分析

根據(jù)上述三種方案的負荷計算結(jié)果及系統(tǒng)設(shè)備組成，對其在設(shè)備初投資、材料費、安裝費、土建工程造價及年耗電費用等方面做進一步比較。全空氣空調(diào)系統(tǒng)以室外空氣溫度小于送風點溫度作為空調(diào)季轉(zhuǎn)換為通風季的轉(zhuǎn)換點，相應(yīng)計算空調(diào)季和通風季各自運行時間；多聯(lián)機空調(diào)+機械通風系統(tǒng)以通風量能夠帶走室內(nèi)余熱的室外空氣干球溫度為轉(zhuǎn)換點，計算運行時間。計算得到三種方案初期投資、運行時間、能耗設(shè)備初投資、材料費、安裝費、土建工程造價及年耗電費用方面的比較數(shù)據(jù)見表3。

表3 費用比較表Table3 The table of cost comparison

3.3 方案綜合分析

表4 通風空調(diào)系統(tǒng)方案分析比較表Table4 The comparison table of schemes of Ventilation and Air Conditioning Systems

4 結(jié)論

（1）多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)+機械通風系統(tǒng)雖然年耗電費用較低、土建投資較少，但總投資相差不多，并且室內(nèi)空氣品質(zhì)低、維護檢修量大、室內(nèi)冷凝水對設(shè)備存在安全隱患、管道長制冷（制熱）量衰減大，因此地下車站設(shè)備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)先采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)；

（2）風冷冷水（熱泵）機組+柜式空調(diào)機組的全空氣系統(tǒng)較之直膨式全空氣空調(diào)系統(tǒng)總投資較高、專業(yè)接口較多、控制復(fù)雜、存在冬季凍結(jié)可能、維護檢修量較大，因此宜首選直膨式全空氣空調(diào)系統(tǒng)；

（3）直膨式全空氣空調(diào)系統(tǒng)在民用建筑中已廣泛采用，應(yīng)用于地鐵車站，具有比其它獨立冷（熱）源方案簡單、設(shè)備少、控制簡單且成熟、管路少而短、管徑小等優(yōu)勢，可作為地鐵車站設(shè)備管理用房通風空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)先推薦方案選擇。

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Design of Ventilation and Air Conditioning Systems in the Equipment Management Room of Subway Station

Wang Jihong
( China Railway First Survey & Design Institute Group Co., Ltd, Xi'an, 710043 )

Study on the design of ventilation and air conditioning systems with independent cooling or heating source for equipment management room of subway station. Through the comprehensive comparison of three feasible schemes, the direct-expansion air conditioning system is recommended as the preferred option which have the mature technology, the simple control and the high security.

Subway Station; aindependent cooling or heating source; ventilation and air conditioning systems; direct-expansion

U231+.5

A

1671-6612（2017）01-053-05

作者（通訊作者）簡介：王繼宏（1983-），男，工學碩士，工程師，E-mail：278782993@qq.com

2016-12-14