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地鐵通風空調系統(tǒng)節(jié)能分析

文檔作者：姜金言王海霞文檔來源： 1．青島市地鐵十三號線有限公司 2．蘭州交通大學土木工程學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月23日
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建筑技術開發(fā)
Building Technology Development
施工技術
Construction Technology
第43卷第8期
2016年8月
地鐵通風空調系統(tǒng)節(jié)能分析
姜金言 ，王海霞
(1．青島市地鐵十三號線有限公司，山東青島266555；2．蘭州交通大學土木工程學院，
甘肅蘭州 730070；3．中國海洋大學經濟學院，山東青島266100)
[摘要]地鐵通風空調系統(tǒng)是地鐵綜合自動化系統(tǒng)的重要組成部分，其對地鐵的運營經濟性有著極為重要的影響。在倡導
全民節(jié)能減排的今天，地鐵通風空調系統(tǒng)作為地鐵交通系統(tǒng)的能耗大戶，如何做好其節(jié)能減排工作已成為擺在工作人員面前的
重要課題。結合實踐經驗，對當前地鐵通風空調系統(tǒng)的構成及其主要形式進行分析，深入探討地鐵通風空調系統(tǒng)的節(jié)能措施，
希望能在地鐵設計、建設階段起到一定的引導作用。
[關鍵詞]地鐵；通風空調系統(tǒng)；節(jié)能
[中圖分類號]U231．5 [文獻標志碼]A [文章編號]1001—523X (2016)08~0111_Jo2
Subway Ventilation and Air Conditioning System Energy Analysis
Jiang Jin．yan，Wang Hai—xia
[Abstract]Subway ventilation and air conditioning system is an important part of the subway integrated automation system，
which has a very important impact on the operating economics of the subway．Advocating universal energy conservation today，
subway ventilation and air conditioning systems as a major energy consumer Metro transportation system，how to do its job of energy
conservation has become placed in from of the staf of an important issue．In this paper，the author will combine practical experience，
the current composition and the main form of subway ventilation and air conditioning system is analyzed，and the depth of energy-saving
measures subway ventilation and air conditioning systems，hoping to play a leading role in the design of the subway，the construction
phase．
[Keywords]subway；ventilation and air conditioning systems；energy saving
近幾年，我國城市化進程不斷深入，城市軌道交通網(wǎng)絡
作為我國城市公共交通網(wǎng)絡的重要組成部分之一也得到了快
速發(fā)展?，F(xiàn)階段，我國已有北京、青島、廣州、上海等多個
城市建立起軌道交通線路，并且全國地鐵規(guī)劃總里程已達
2000km。然而，根據(jù)調查數(shù)據(jù)可知，當前我國地鐵交通系統(tǒng)
能量消耗量極大，在整體地鐵交通系統(tǒng)能耗中，通風空調系
統(tǒng)作為有效控制地鐵內部環(huán)境的含氧量、濕度、溫度以及氣流
速度的重要系統(tǒng)，其能耗最為突出。根據(jù)現(xiàn)有的實際能耗統(tǒng)計
可初步測算出，地鐵交通系統(tǒng)單位公里能耗約為590．6kW／km，
而通風空調系統(tǒng)的能耗約占地鐵交通總能耗的40％，只要降低
地鐵空調系統(tǒng)能耗的30％，即可降低整體地鐵交通系統(tǒng)運行成
本的12％。因此，進行地鐵通風空調系統(tǒng)的節(jié)能減排能有效降
低運行成本?。
1 當前地鐵通風空調系統(tǒng)的構成
1．1 隧道通風系統(tǒng)
隧道通風系統(tǒng)總體又可劃分為車站隧道排風系統(tǒng)以及區(qū)
問隧道通風系統(tǒng)。其中，區(qū)間隧道通風系統(tǒng)主要由風道、消
聲器、隧道風機以及組合風閥構成，其作用主要是在早上列
車出發(fā)前以及晚上列車停運后，進行全部線路的機械通風。
在正常運行時，通過利用活塞反應來將隧道內的多余濕熱消
除，以確保隧道內的溫度正常。
當列車在隧道內停滯時，可輸送適當通風量到停滯區(qū)域，
以保證列車空調器等設備得以正常運轉。而車站隧道排風系
統(tǒng)的構成部分與區(qū)間隧道通風系統(tǒng)大致相同，其主要應用設
備為排熱風機。其作用主要是在列車進站時，對空調設備所
產生的多余熱量進行消除。此外，其還可以在火災發(fā)生時，
起到協(xié)助車站排除煙霧的作用。
1．2 大系統(tǒng)
大系統(tǒng)主要是由運風機、小新風機、配合式空調機組、
收稿日期：2O16_J05_27
作者簡介：姜金言(1982一)， 男，山東臨沂人，工程師，主要從事
地鐵施工管理工作。
閥門、回／除煙風機以及風道。其主要是在正常運轉時能給乘
客提供一個舒適的環(huán)境。若出現(xiàn)火災事故，大系統(tǒng)可將煙霧
快速排出，并可供給乘客適量的迎面風速，以有效指導乘客
進行及時疏散。
l-3 小系統(tǒng)
小系統(tǒng)主要是由風道、閥門、運風機、回／除煙風機以及
空調器構成，其主要是給正常運轉時的列車人員提供一個舒
適的工作環(huán)境，并給設備提供一個良好的運作環(huán)境。如出現(xiàn)
火災事故，小系統(tǒng)能將起火點與煙霧進行隔離或將煙霧排出。
1．4 蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)
蒸發(fā)式冷凝系統(tǒng)主要是將空氣與水作為冷卻介質，并借助
水分蒸發(fā)來將制冷劑的冷凝熱量帶走。在正常運轉時，通過水
泵將冷卻水傳送到冷凝管組上部噴嘴，并將其均勻地噴灑在冷
凝排管外表面，形成一層很薄的水膜。并且高溫氣態(tài)制冷劑在
冷凝排管組上部進入，其熱量被管外冷卻水所吸收，從而冷凝
為液體在排管組下部流出。除蒸發(fā)成水蒸氣的部分水以外，剩
下的均流到下部集水盤中，從而供水泵循環(huán)利用口】。
2 地鐵通風空調系統(tǒng)的主要形式
2．1 開放式系統(tǒng)
開放式系統(tǒng)指的是利用活塞反應或是機器設備來連通外
界與地鐵內部的氣體，利用外部空氣來冷卻隧道和車站。該
系統(tǒng)投資費用低，但僅通過通風來控制地鐵內部環(huán)境效果不
太明顯。
2．2 封閉式系統(tǒng)
封閉式系統(tǒng)指將地鐵內部空氣與外界空氣隔離，僅供給
乘客所需新風量。相較于開放式系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)能更好地
滿足地鐵環(huán)境控制需求，但其投資費用較大，且建設面積
較廣。
2．3 屏蔽門系統(tǒng)
屏蔽門系統(tǒng)即將隧道與車站相分離，在隧道安裝通風設
備，在車站內安裝空調系統(tǒng)。如若通風設備無法有效控制隧
道溫度，則需要采用空調或是其他方式來降低隧道溫度。
(下轉第115頁)
建筑技術開發(fā)
Building Technology Development
施工技術
Construction Technology
第43卷第8期
2016年8月
的過程中對土體施加了一定的束縛，因此提高了試件的強度，
且隨纖維摻量的提高，這種效果越顯著，但隨著纖維摻量的
繼續(xù)增大，纖維的摻入也會間接成為試件的一種原始缺陷，
所以繼續(xù)增加纖維的摻量，會導致強度的降低。
(2)隨著纖維長度的增長，纖維的最優(yōu)摻量逐漸減小，這
是因為長纖維對試件的束縛效果更容易體現(xiàn)，然而長度超過
一定長度之后，在成型試件的過程中不能完全攪拌均勻，這
也更容易造成纖維的結團，使得由纖維造成的試件原始缺陷
更加明顯。
3 結論
通過上述試驗結果可以得到以下結論。
(1)不同圍壓下，原狀土試件的最大主應力差均大于重
塑土的最大主應力差，這說明用三軸試驗確定土體的強度具
有一定的可靠性和安全性。
(上接第111頁)
3 地鐵通風空調系統(tǒng)的節(jié)能措施
青島地鐵13號線作為青島市地鐵建設技術創(chuàng)新的試驗線，
引入了眾多創(chuàng)新技術。如u形梁預埋槽道技術、車輛段及高
架站屋頂采用光伏發(fā)電技術、采用并改進空調蒸發(fā)冷凝系統(tǒng)
等。為節(jié)能減排，具體的做法如下。
3．1 優(yōu)化地鐵通風空調系統(tǒng)設計
3．1．1 合理布置空調系統(tǒng)
在規(guī)劃地鐵時，設計人員應當科學布置機房以及排風系
統(tǒng)的位置，必須保證機房與排風口位置通風流暢。其次，應
當充分利用地鐵負荷的特征來對空調系統(tǒng)進行科學安排，盡
可能減小風管直角彎，正確選用空調設備。最后，應充分考
慮地鐵線路以及車站附近情況，合理布設空調系統(tǒng)，將通風
空調的作用充分發(fā)揮出來。
3．1．2 大溫差送風
應適當加大對設備管理用房的送分溫差。通過加大送風
溫差來減少送風量，從而降低通風空調系統(tǒng)的運行費用與投
資費用。但對于發(fā)熱量較大的電氣用房或車站變電所，則應
當在確保電氣設備空載不結露的前提下，合理加大送風溫差，
通常取△T 15-19℃。
3．2 優(yōu)化地鐵通風空調系統(tǒng)控制方案
3．2．1 智能化系統(tǒng)控制
智能化系統(tǒng)控制主要有溫度控制、數(shù)據(jù)控制以及節(jié)能減
排等多個內容，將節(jié)能技術與變頻技術有機相融，從而實現(xiàn)
整體提升地鐵通風空調系統(tǒng)運行效果的目的。在車站公共區(qū)
域的通風空調系統(tǒng)中采用CO，濃度探測器、溫濕度傳感器以
及自動售票機所獲得的站臺CO，濃度值、室外干球溫度、站
廳以及站臺的溫濕度值以及瞬時客流密度值輸入到控制系統(tǒng)
中，并將其從模擬信號轉變成數(shù)字信號并傳輸?shù)接嬎銠C內，
通過計算機中的實時控制程序，將獲得的數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫中，
并以顯示設備或是打印圖表的形式輸出。與此同時，對變頻
器進行控制，變頻器依據(jù)電壓或電流的輸入變化來實時調整
風機輸出，進而對風機的轉速起到一個控制的作用， 以實現(xiàn)
對地鐵通風空調系統(tǒng)風量的控制。如此一來，不但能根據(jù)風
量需求的變化來實時調節(jié)送風量，而且還能起到良好的節(jié)能
效果。
3．2．2 風機變頻節(jié)能控制
地鐵專用軸流風機有變頻、調速的工作。傳統(tǒng)的風機調
節(jié)往往是利用閥門來對風機風量進行調節(jié)，并通過更改系統(tǒng)
阻力來對風量進行調節(jié)。從節(jié)能角度，該種方式極為浪費。
因為其在無形中加大了一部分功。就現(xiàn)階段而言，該種方式
(2)隨著玄武巖纖維摻量的增加，試件的最大主應力差
呈現(xiàn)先增長后降低的趨勢，同時試件的粘聚力也呈現(xiàn)先增長
后降低的趨勢，這說明纖維摻量存在一個最優(yōu)值。另外，不
同纖維長度存在不一樣的最佳摻量。本試驗得到的最佳摻量
為0_3％～0．4％。
參考文獻
[1]朱思哲，劉虔，包承綱，等．三軸試驗原理與應用技術[M]．北京，
中國電力出版社，2003．
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[4】盧一凡，張勝軍，李惠強，等．柔性支護基坑雨后失穩(wěn)的土工試驗
研究[J]．建筑技術，2013，44(5)：423-426．
仍在小型風機中使用。而風機功率較大的，則可以通過更改
風機性能曲線來對其風機風量進行調節(jié)。
一般情況下，改變風機性能缺陷的方式主要有進口導流
器調節(jié)、改變風機的轉速、動葉可調、改變葉片的寬度等。
由于進口導流器調節(jié)、動葉可調、改變葉片的寬度這幾種方
式對機械部件有較高要求，而改變風機轉速的方式僅需將電
機輸入的電壓和電流進行改變即可起到調節(jié)作用，因此，通
過改變風機轉速的方式來改變風機性能曲線是當前使用率較
高的方式。
3-3 地鐵通風空調系統(tǒng)運行采取不同模式
結合實踐來看，要想實現(xiàn)良好的地鐵通風空調系統(tǒng)節(jié)能
效果，筆者認為應當在其運行中根據(jù)實際情況采取不同模式，
這主要是通過充分利用過渡季節(jié)自然冷源而有效降低通風空
調新風負荷，從而達到節(jié)能之目的。地鐵通風空調系統(tǒng)采取
何種運行模式中可根據(jù)以下工況確定。
3．3．1 小新風工況
即車站內空調回風空氣焓值小于室外，那么此時應當采
取小新風加一次回風模式。
3_3．2 全新風工況
即車站內空調回風空氣焓值不小于室外，且站內空調送
風溫度小于室外溫度時，我們應當采取全新風模式以及將回／
排風全部排至車站外。
3-3．3 通風工況
如果空調送分溫度大于室外溫度，則應將冷水機組暫停
運行，且無需對外界空氣進行處理就可將其傳送到空調區(qū)域，
并將所有回／排風排出車站外。
4 結束語
總而言之，全面、有效地降低地鐵通風空調系統(tǒng)的能源
消耗是一項極為艱巨的工程，這就需要在全面了解地鐵通風
空調系統(tǒng)的構成以及主要方式的基礎上，通過設計專業(yè)以及
建筑專業(yè)等多方協(xié)作，將節(jié)能減排意識融入到整體通風空調
系統(tǒng)設計當中，并且還需加大對地鐵通風空調系統(tǒng)控制方案
的優(yōu)化力度，從根本上提升地鐵通風空調系統(tǒng)的節(jié)能效果。
參考文獻
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[2】修玉靜，王運濤．地鐵通風空調系統(tǒng)在應用管理中的節(jié)能研究【J]．
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