張喜橋

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 沈陽(yáng) 110000)

引言

隨著改革的不斷深入，國(guó)民經(jīng)濟(jì)取得了快速增長(zhǎng)，交通運(yùn)輸作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展。地鐵以其綠色、環(huán)保、快速等優(yōu)點(diǎn)深受人們的喜愛(ài)，同時(shí)也是一個(gè)城市發(fā)展的重要標(biāo)志。環(huán)控系統(tǒng)能夠?yàn)榈罔F的運(yùn)營(yíng)提供安全保障，營(yíng)造一個(gè)舒適的熱濕環(huán)境，滿足地鐵內(nèi)人員和設(shè)備對(duì)環(huán)境的需求，是地鐵中十分重要的組成部分。

1 工程概況

毫沁營(yíng)站是呼和浩特地鐵2號(hào)線中的一座地下車站，設(shè)置在成吉思汗大街與興安北路交叉路口處，車站整體沿成吉思汗大街敷設(shè)，呈東西走向布置，與遠(yuǎn)期規(guī)劃地鐵4號(hào)線換乘。車站為雙層島式站臺(tái)車站，車站總長(zhǎng)度291.3m，總寬度21.7m。車站設(shè)有四個(gè)出入口和兩組地面風(fēng)亭。

2 地鐵環(huán)控系統(tǒng)的功能

地鐵環(huán)控系統(tǒng)應(yīng)具有規(guī)范所要求的功能，即列車正常運(yùn)行、列車阻塞、列車火災(zāi)和車站內(nèi)火災(zāi)情況下具備的通風(fēng)、排煙功能，以保證地鐵內(nèi)的空氣環(huán)境質(zhì)量。

1)當(dāng)列車正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保證地鐵內(nèi)部空氣環(huán)境在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；

2)當(dāng)列車阻塞在區(qū)間隧道內(nèi)時(shí)，應(yīng)保證對(duì)阻塞區(qū)間進(jìn)行有效通風(fēng)；

3)當(dāng)列車在區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，應(yīng)具備排煙、通風(fēng)功能；

4)當(dāng)車站內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，應(yīng)具備排煙、通風(fēng)功能[1]。

3 地鐵通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)成及運(yùn)行方案

呼和浩特地鐵2號(hào)線采用通風(fēng)系統(tǒng)，站臺(tái)設(shè)置可調(diào)通風(fēng)型站臺(tái)門[2]。呼和浩特地鐵2號(hào)線通風(fēng)系統(tǒng)分別由下列四個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成：1)區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)；2)車站公共區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)；3)設(shè)備和管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；4)車站空調(diào)水系統(tǒng)。

3.1 區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)

區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)采取的是縱向通風(fēng)的系統(tǒng)形式(主要包括區(qū)間事故風(fēng)機(jī)、活塞風(fēng)道和迂回風(fēng)道等)，具有區(qū)間正常通風(fēng)、區(qū)間阻塞通風(fēng)和區(qū)間火災(zāi)排煙的功能[3]。

車站按單活塞風(fēng)道的方案設(shè)置，每端只布置一條活塞風(fēng)道。站臺(tái)端部布置迂回風(fēng)道，風(fēng)道內(nèi)安裝迂回風(fēng)閥。車站每端設(shè)有兩臺(tái)事故風(fēng)機(jī)(TVF)，并放置在活塞風(fēng)道內(nèi)部，與活塞風(fēng)道形成并聯(lián)關(guān)系?；钊L(fēng)井對(duì)外端設(shè)置電動(dòng)防寒卷簾裝置(FHJL)。

當(dāng)列車無(wú)法前行而阻塞在區(qū)間隧道內(nèi)時(shí)，應(yīng)開(kāi)啟與事故區(qū)間相臨車站的事故風(fēng)機(jī)(TVF)，順列車前進(jìn)方向進(jìn)行機(jī)械送、排風(fēng)，提供列車空調(diào)的冷卻環(huán)境，保持車廂內(nèi)適度的環(huán)境。

當(dāng)列車在區(qū)間隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，若列車仍有動(dòng)力行駛至臨近車站，應(yīng)盡快將列車駛?cè)胲囌荆⒃谲囌緝?nèi)進(jìn)行人員疏散和滅火救援工作。若列車失去動(dòng)力，只能停在隧道內(nèi)時(shí)，應(yīng)根據(jù)著火點(diǎn)的確切位置判斷人員疏散方向，啟動(dòng)火災(zāi)縱向排煙方案，由火災(zāi)區(qū)間一端相臨車站的事故風(fēng)機(jī)(TVF)運(yùn)行送風(fēng)，另外一端相臨車站的事故風(fēng)機(jī)(TVF)運(yùn)行排煙，創(chuàng)造良好的疏散救援所需環(huán)境。

3.2 車站公共區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)

車站每端均布置送、排風(fēng)道和通風(fēng)機(jī)房，送風(fēng)道或通風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)放置1臺(tái)車站送風(fēng)機(jī)(SSF)和1臺(tái)車站小新風(fēng)機(jī)(XXF)，通風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)放置1臺(tái)車站排風(fēng)機(jī)(SPF)，排風(fēng)道內(nèi)放置1臺(tái)軌行區(qū)排熱風(fēng)機(jī)(OTE)。送風(fēng)道和排熱風(fēng)道內(nèi)各放置1臺(tái)靜電除塵裝置(JHQ)。車站每端各有一個(gè)混風(fēng)室。送、排風(fēng)井對(duì)外端設(shè)置電動(dòng)防寒卷簾裝置(FHJL)。

在站臺(tái)層線路上方設(shè)置軌頂排熱風(fēng)道[4]，軌頂排熱風(fēng)道兼做站臺(tái)層輔助排煙風(fēng)道。在站廳層和站臺(tái)層分別敷設(shè)送、排風(fēng)管(排風(fēng)管兼排煙風(fēng)管)，風(fēng)管沿車站縱向布局。

車站公共區(qū)、區(qū)間通風(fēng)系統(tǒng)原理以及設(shè)備布置如圖1所示。

根據(jù)季節(jié)的變換以及室外氣溫的變化，正常情況下，通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行方案分為夏季、過(guò)渡季和冬季三種運(yùn)行方案。

夏季運(yùn)行方案主要是機(jī)械通風(fēng)與活塞通風(fēng)。初夏(18℃～23℃)，打開(kāi)送風(fēng)機(jī)(SSF)和排風(fēng)機(jī)(SPF)對(duì)車站站廳和站臺(tái)公共區(qū)進(jìn)行通風(fēng)，打開(kāi)車站出站端活塞風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)閥，同時(shí)關(guān)閉迂回風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)閥；盛夏(23℃～29℃)，打開(kāi)送風(fēng)機(jī)(SSF)、排風(fēng)機(jī)(SPF)和排熱風(fēng)機(jī)(OTE)對(duì)車站站廳和站臺(tái)公共區(qū)進(jìn)行通風(fēng)，打開(kāi)車站出站端活塞風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)閥，同時(shí)關(guān)閉迂回風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)閥[5]。夏季高溫(>29℃)，打開(kāi)小新風(fēng)機(jī)(XXF)對(duì)車站站廳和站臺(tái)公共區(qū)進(jìn)行送風(fēng)，打開(kāi)車站出站端活塞風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)閥，同時(shí)關(guān)閉迂回風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)閥。

過(guò)渡季運(yùn)行方案主要為活塞通風(fēng)。過(guò)渡季(8℃～18℃) ，關(guān)閉送風(fēng)機(jī)(SSF)和排風(fēng)機(jī)(SPF)，充分利用列車運(yùn)行的活塞風(fēng)作用，打開(kāi)車站出站端活塞風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)閥，同時(shí)關(guān)閉迂回風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)閥，打開(kāi)可調(diào)通風(fēng)型站臺(tái)門上方的風(fēng)閥，依靠列車運(yùn)行的活塞效應(yīng)將新鮮空氣從活塞風(fēng)道、車站出入口引入站內(nèi)，完成車站和區(qū)間的通風(fēng)換氣。

冬季模式主要為機(jī)械通風(fēng)。初冬(0℃～8℃)，打開(kāi)小新風(fēng)機(jī)(XXF)對(duì)車站站廳和站臺(tái)公共區(qū)進(jìn)行送風(fēng)，關(guān)閉活塞風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)閥，同時(shí)打開(kāi)迂回風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)閥，利用列車活塞效應(yīng)進(jìn)行站內(nèi)循環(huán)。寒冬(-10℃～0℃)和嚴(yán)冬(<0℃)，排風(fēng)機(jī)(SPF)逆轉(zhuǎn)運(yùn)行，利用軌頂風(fēng)道將軌行區(qū)熱風(fēng)送人混風(fēng)室，打開(kāi)小新風(fēng)機(jī)(XXF)，將室外冷風(fēng)在混風(fēng)室內(nèi)與軌行區(qū)熱風(fēng)充分混合后，通過(guò)送風(fēng)管送入車站和區(qū)間。冬季運(yùn)行時(shí)，活塞風(fēng)道上的電動(dòng)防寒卷簾裝置(FHJL)關(guān)閉，送、排風(fēng)道上的電動(dòng)防寒卷簾裝置(FHJL)部分開(kāi)啟，能減少室外冷空氣大量侵入，避免車站局部地方溫度過(guò)低。

在地鐵正常運(yùn)營(yíng)前提下，應(yīng)最大限度的發(fā)揮列車的活塞風(fēng)作用，充分利用這種不耗能的方式完成地鐵內(nèi)部與外界空氣交換。根據(jù)設(shè)置在風(fēng)道內(nèi)的多個(gè)風(fēng)閥的啟閉與風(fēng)機(jī)的啟停形成的多種組合[6]，能夠組成不同的運(yùn)行方案，滿足不同氣候條件下的地鐵運(yùn)營(yíng)要求，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

當(dāng)站臺(tái)層發(fā)生火災(zāi)時(shí)，打開(kāi)兩端的SPF風(fēng)機(jī)，關(guān)閉兩端的SSF風(fēng)機(jī)。打開(kāi)站臺(tái)排風(fēng)管上的電動(dòng)風(fēng)閥，關(guān)閉站廳和站臺(tái)送風(fēng)管以及站廳排風(fēng)管的電動(dòng)風(fēng)閥[7]，通過(guò)站臺(tái)排風(fēng)管進(jìn)行排煙。同時(shí)打開(kāi)OTE風(fēng)機(jī)和可調(diào)通風(fēng)型站臺(tái)門上方的風(fēng)閥，通過(guò)軌頂土建風(fēng)道輔助進(jìn)行排煙。對(duì)站臺(tái)層排煙的同時(shí)，從出入口和樓梯口自然進(jìn)風(fēng)，以阻止煙氣向站廳蔓延[8]。

當(dāng)站廳層發(fā)生火災(zāi)時(shí)，打開(kāi)兩端的SPF風(fēng)機(jī)，關(guān)閉兩端的SSF風(fēng)機(jī)。打開(kāi)站廳排風(fēng)管上的電動(dòng)風(fēng)閥，關(guān)與站廳和站臺(tái)送風(fēng)管以及站臺(tái)排風(fēng)管的電動(dòng)風(fēng)閥，通過(guò)站廳排風(fēng)管進(jìn)行排煙[9]。對(duì)站廳層排煙的同時(shí)，通過(guò)出入口進(jìn)行自然補(bǔ)風(fēng)。

3.3 設(shè)備和管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

車站設(shè)備和管理用房應(yīng)結(jié)合工藝要求、使用功能分類和防排煙要求進(jìn)行通風(fēng)空調(diào)和排煙設(shè)計(jì)。通信設(shè)備室、信號(hào)設(shè)備室等弱電房間通常采用一次回風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)，對(duì)于其中重要的設(shè)備房間如信號(hào)設(shè)備室、UPS電源室等房間設(shè)置一套備用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。車控室、多功能室、站長(zhǎng)室等人員房間通常采用一次回風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)。牽引變電所、降壓變電所等強(qiáng)電房間通常設(shè)置機(jī)械送排風(fēng)系統(tǒng)或采取空調(diào)降溫。氣瓶間、備品庫(kù)、泵房、衛(wèi)生間等其他房間通常設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)量滿足房間換氣次數(shù)即可。

根據(jù)季節(jié)的變化以及室外空氣溫濕度的變化情況，車站設(shè)備和管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)可通過(guò)控制冷凍水系統(tǒng)設(shè)備和風(fēng)閥的開(kāi)度可以實(shí)現(xiàn)通風(fēng)運(yùn)行、小新風(fēng)空調(diào)運(yùn)行、全新風(fēng)空調(diào)運(yùn)行三種工況，從而達(dá)到系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行。

3.4 車站空調(diào)水系統(tǒng)

車站空調(diào)水系統(tǒng)冷源采用模塊化冷水機(jī)組，根據(jù)車站冷負(fù)荷的大小自由組合。機(jī)組通常設(shè)置在地面風(fēng)亭附近。冷凍水供回水溫度為7-12℃。冷凍水系統(tǒng)采用一次泵系統(tǒng)，冷凍水泵與成套定壓補(bǔ)水裝置均設(shè)置在通風(fēng)空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)?？諝馓幚頇C(jī)組回水管上設(shè)置電動(dòng)二通閥，能夠根據(jù)負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)冷凍水流量。冷凍水供、回水干管之間裝置壓差旁通閥用于維持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定[10]。水系統(tǒng)僅在設(shè)備和管理用房夏季空調(diào)季運(yùn)行。

4 結(jié)論

呼和浩特地鐵2號(hào)線環(huán)控系統(tǒng)充分考慮了當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?。針?duì)呼和浩特市冬季嚴(yán)寒的特點(diǎn)，站臺(tái)設(shè)置了可調(diào)通風(fēng)型站臺(tái)門，減小了列車運(yùn)行的活塞效應(yīng)對(duì)車站公共區(qū)溫度場(chǎng)的影響；風(fēng)井對(duì)外設(shè)置了電動(dòng)防寒卷簾，降低了冷風(fēng)侵入；系統(tǒng)設(shè)置了混風(fēng)模式，充分利用軌行區(qū)列車散熱對(duì)室外新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，提高了環(huán)境舒適性。