周俊杰

（天津城建大學(xué)能源與安全工程學(xué)院）

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是城市軌道交通的重要組成部分，空調(diào)領(lǐng)域的專家和技術(shù)人員根據(jù)城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以期提高城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行水平，使其向著更加節(jié)能環(huán)保的方向邁進(jìn)。

1 城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值分析

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于城市軌道交通結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其通風(fēng)需求。首先，對(duì)于城市軌道交通地下線路而言，由于地下空間有限且與外界的空氣流通較少，只能依靠車站出入口及通風(fēng)口進(jìn)行空氣交換。因此通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)有其必要性。其次，地下車站和區(qū)間隧道內(nèi)的機(jī)電設(shè)備以及列車上的各類設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生的大量熱量，乘客和車站工作人員也會(huì)產(chǎn)生大量的熱濕負(fù)荷和二氧化碳?xì)怏w等，因此需要通過空調(diào)系統(tǒng)及時(shí)將熱量及污染物分解或排出。其三，由于土壤能夠吸收熱量也能夠放出熱量，在城市軌道交通隧道中存在熱壑效應(yīng)，因此需要通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)隧道環(huán)境溫度。其四，列車運(yùn)行存在活塞風(fēng)效應(yīng)，需要通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)地下車站和隧道相應(yīng)區(qū)域的溫度。

城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)主要分為隧道通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，二者具有不同的功能。隧道通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)包括站臺(tái)排熱系統(tǒng)和機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。站臺(tái)排熱系統(tǒng)的主要作用是：乘客經(jīng)過站臺(tái)或在站臺(tái)候車的過程中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，當(dāng)列車進(jìn)站停車制動(dòng)和出站起動(dòng)運(yùn)行時(shí)相應(yīng)的設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生熱量，需排熱系統(tǒng)進(jìn)行排熱；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，排熱系統(tǒng)可以將大量有害氣體及煙霧排除，以保障人員安全。機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要作用是：用于早晚機(jī)械通風(fēng)以及運(yùn)營(yíng)中的活塞通風(fēng)；機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)能夠使列車客室內(nèi)的空氣、隧道內(nèi)的空氣與外界保持流通；當(dāng)遇到特殊情況導(dǎo)致列車在隧道中長(zhǎng)時(shí)間停車時(shí)，機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)能夠確保該區(qū)間進(jìn)行空氣交換，保持列車客室內(nèi)有足夠的空氣，盡可能維持列車內(nèi)的環(huán)境平穩(wěn)；當(dāng)發(fā)生緊急安全事故時(shí)，機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)能盡可能地確保乘客周圍環(huán)境的可見度和安全的空氣濕度，為乘客逃生和營(yíng)救爭(zhēng)取更多時(shí)間。除車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和隧道通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)外，還有空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)?？照{(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的主要作用是為空調(diào)機(jī)組提供冷凍水，提供冷源。車站公共區(qū)域內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)能夠保障乘客所處乘車環(huán)境的空氣質(zhì)量；設(shè)備管理用房通風(fēng)系統(tǒng)能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供一個(gè)良好的工作環(huán)境；車站公共區(qū)和設(shè)備管理用房的通風(fēng)系統(tǒng)還能在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，及時(shí)通風(fēng)排煙，并防止火勢(shì)蔓延，為乘客逃生爭(zhēng)取時(shí)間并創(chuàng)造有利環(huán)境。由上述分析可見，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是城市軌道交通不可或缺的重要設(shè)備系統(tǒng)。

2 城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用水平不斷提高。目前，城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)正向著更為節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。

（1）冷水機(jī)組群控系統(tǒng)：冷水機(jī)組群控系統(tǒng)基于制冷技術(shù)實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的監(jiān)管與控制，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，能夠大幅度提升系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。冷水機(jī)組群控系統(tǒng)由總控制系統(tǒng)和眾多子設(shè)備組成，子設(shè)備負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集與整理工作，并最終將數(shù)據(jù)匯總至總控制系統(tǒng)；總控制系統(tǒng)根據(jù)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)各子設(shè)備的運(yùn)行情況，達(dá)到科學(xué)合理管控。冷水機(jī)組群控系統(tǒng)能夠在一定程度上降低資源消耗，減少成本支出。智能化和自動(dòng)化監(jiān)控是空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展方向，也是城市軌道交通現(xiàn)代化建設(shè)的重要體現(xiàn)，一方面能夠減少人力成本，另一方面有利于提高工作效率。

（2）空氣凈化器：在城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，空氣處理環(huán)節(jié)是重中之重?？諝鈨艋骺梢酝ㄟ^物理方式直接過濾掉空氣中大部分的顆粒及微生物?？諝鈨艋骺梢杂行缈臻g中的有毒污染物質(zhì)，凈化空氣中的懸浮顆粒。在空氣凈化器在中增加靜電凈化技術(shù)能夠?qū)?jīng)過初步處理的空氣進(jìn)行進(jìn)一步處理。另外，還可以疊加紫外線技術(shù)，在靜電凈化器處理完成之后，利用紫外線的消毒作用增強(qiáng)空氣凈化效果?？諝鈨艋鞑粌H能夠提高區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量，對(duì)空氣進(jìn)行殺菌處理，如果在空氣凈化過程中加入負(fù)離子，還能更好地提高空氣質(zhì)量。

（3）新型通風(fēng)空調(diào)集成系統(tǒng)：城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)雖然已不斷優(yōu)化升級(jí)，但仍存在一些問題，其中自動(dòng)化程度較低、對(duì)人力依賴性較大是主要問題。另外，城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中有一些獨(dú)立存在的應(yīng)對(duì)突發(fā)事故的系統(tǒng)，日常的正常運(yùn)行中并不啟用，這使得各子系統(tǒng)之間聯(lián)系不緊密，無法相互作用，也造成了通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)整體的容積量非常大。新型通風(fēng)空調(diào)集成系統(tǒng)將區(qū)間隧道與車站公共區(qū)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)集成在一起，通過采用變頻技術(shù)使風(fēng)量和風(fēng)壓能夠滿足不同區(qū)域的需求。集成后的風(fēng)機(jī)可放置在風(fēng)道內(nèi)，利用風(fēng)機(jī)及風(fēng)閥的轉(zhuǎn)換即可實(shí)現(xiàn)區(qū)間隧道與車站公共區(qū)的通風(fēng)。新型通風(fēng)空調(diào)集成系統(tǒng)既節(jié)約運(yùn)行成本，還可提高風(fēng)道內(nèi)的空間利用率。

（4）新型可調(diào)通風(fēng)型屏蔽門：站臺(tái)屏蔽門是影響通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗的重要因素。地下車站站臺(tái)設(shè)置封閉屏蔽門能夠降低通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗。但是，全封閉式屏蔽門無法做到自然通風(fēng)，針對(duì)這一情況，相關(guān)研究部門和設(shè)備廠商對(duì)全封閉式屏蔽門進(jìn)行升級(jí)改造，在保留其優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上彌補(bǔ)其短板。對(duì)于上下固定的全高非封閉式屏蔽門，可以結(jié)合城市軌道交通實(shí)際需要選取活動(dòng)式開口，從而在不影響滑動(dòng)門開關(guān)的適當(dāng)位置進(jìn)行關(guān)閉或打開操作，既能夠進(jìn)行自然通風(fēng)，也能夠降低能源消耗。

（5）環(huán)保與美觀性：從城市景觀角度出發(fā)，城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)在保證其功能的基礎(chǔ)上做到美觀與環(huán)保。傳統(tǒng)的露出地表的風(fēng)亭、冷卻塔和風(fēng)冷機(jī)組等設(shè)施設(shè)備會(huì)影響到城市景觀，且在地面空間較緊張的路段也會(huì)造成占用公共用地的情況。因此，在對(duì)風(fēng)亭的位置、尺寸、建筑形式等進(jìn)行深入研究后，可以采取不同的創(chuàng)新性方案對(duì)城市軌道通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使其更加美觀。如蒸發(fā)冷凝式系統(tǒng)，該系統(tǒng)有別于過去的冷卻塔設(shè)施，采用的是蒸發(fā)冷凝機(jī)組，利用水蒸氣中的熱量散發(fā)提高制冷效率，進(jìn)而提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。蒸發(fā)冷凝式系統(tǒng)能夠放置于地下，可最大限度優(yōu)化城市景觀。同時(shí)，也應(yīng)高度重視城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的噪聲問題，通過技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)使其運(yùn)行實(shí)現(xiàn)低噪聲、低振動(dòng)和低能耗，滿足城市軌道交通所經(jīng)區(qū)域的環(huán)境要求。

3 結(jié)語

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在城市軌道交通系統(tǒng)的排熱、換氣和營(yíng)造舒適乘車環(huán)境方面有著無可替代的作用。近年來，科研技術(shù)人員在總結(jié)國(guó)內(nèi)外城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合新技術(shù)、新的設(shè)計(jì)理念不斷進(jìn)行創(chuàng)新，解決了技術(shù)方面和運(yùn)行方面存在的諸多問題，將冷水機(jī)組群控系統(tǒng)、合適的空氣凈化器、新型通風(fēng)空調(diào)集成系統(tǒng)和新型可調(diào)通風(fēng)型屏蔽門等應(yīng)用于城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，使通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)保性、適應(yīng)性和美觀性都得到大幅提升，進(jìn)而滿足城市軌道交通高水平、可持續(xù)化發(fā)展的需求。