关于地铁车站排热风道均匀排风的探讨

关于地铁车站排热风道均匀排风的探讨

王永志

中建二局安装工程有限公司 天津市 300380

摘要：近年来，随着公共交通出行压力的与日俱增，各大城市都在大力发展城市轨道交通地铁的建设工作。地铁运营的能耗成了各大城市公共建筑年能源消耗的一大组成部分，其中地铁车站内的排热系统因涉及到为地铁车辆底部的刹车制动装置及车辆顶部的空调外机降温的要求，使用频率较大及单次使用时间较长，其使用情况在夏季运营时更为频繁。随着国家节能政策的不断深入，对于碳达峰、碳中和工作的全面部署，对地铁车站运营的节能性提出了更高要求。在既有运营线路车站中，不同位置上下排风口的排风量差异较大，靠近车站两侧的风口因距离风机较近故风量较大，车站中心里程处的排风口因距离风机较远故风量较小，无法满足中心里程处相关设备的散热需求，从而使排热风机整体运行时间增长，增加了能耗。

关键词：地铁车站；排热风道；均匀性；

引言

地铁车站轨排风的组分及对冷凝器散热、电阻箱和闸瓦散热的排热比例。由于轨底排风本身的排热效果不好，且轨底排风主要为站内空气，造成了站内冷量浪费。同时，随着列车制动再生效率的提高，电阻箱和闸瓦散热量会越来越小，所以可考虑取消轨底排风系统。

1车站轨行区排热系统排风口设置原则及目标

结合某实际工程，探讨车站轨行区上下排风风道的均匀排风问题。要实现均匀排风，通常可采用以下几个措施：１）保证主风管的面积不变和孔口面积不变，通过改变孔口的流量系数，如在孔口上增加阻体；２）保证孔口的面积及流量系数不变，通过改变风管面积，比如采用锥形风管的形式；３）保证主风管的面积和孔口的流量系数不变，改变孔口的面积；４）增大排风管的断面积，减小孔口面积，采用条缝形风口等措施。本文主要采用第３条措施进行均匀排风设计计算。为了保证乘客生理健康所需要的空气环境条件、保证列车各车厢空调正常运转、保证列车底制动器及轨道均匀散热，将轨行区上、下排热风道设置为均匀吸风管，通过排热风道底部或侧部开设的侧孔（吸风口）或条缝口均匀地吸走等量的空气。为了保证风管均匀吸风，必须使主风管全长上的真空度（负静压）保持恒定。

2排热风机

屏蔽门系统有两个主要功能。首先，它把热气从车站的隧道里抽出来冷却。其次，车站隧道内的吸烟发展通过车站隧道火灾消除了烟。在某些设计中，排气风扇还为场地的公共区域起辅助作用。当现场公共区域发生火灾时，打开现场的门和排气风扇，以避免现场地板上吸烟。排气阀的工作流程如下:达到排气条件后，为轨道的顶部和顶部风管打开阀门，排气风扇开始向轨道的顶部和底部风管通风热风，然后通过排气口向外输送热风。排气风扇的排气流程是，当隧道或场地级别发生火灾时，通风孔或者通风孔和屏蔽门都会打开，通风风扇会被激活，从而使车站隧道内的烟雾通过通风孔流出室外。

3隧道通风系统

地下隧道风机系统分为车站隧道风机系统和分区隧道风机系统。车站隧道通风的复盖范围是车站停车场以外的列车隧道区域，隧道通风系统的复盖范围。隧道风机系统主要在正常、堵塞和火灾情况下运行，其中温度、风速、烟雾气流和隧道内空气变化符合规范和技术要求。地铁站通常使用双活塞隧道风扇，具有两个活塞结构，两个隧道风扇，两端设有风扇和消音器。隧道风扇可以作为备用风扇运行，也可以平行运行。隧道风机主要满足列车到站时列车的热火消防要求。该系统由风机、火警、阀门、风管、风管组成，从站中心分为左右两部分。两端安装通风风扇、阀门、消声器等。变频器控制变频器。1)在通风方面，地下车库公共区域的空调系统、室外温度、车站公共区域环境温度、轨道环境温度、通风风扇有利；车站公共区域温度<轨道温度<室外温度，风机不利；车站公共区域温度、室外温度、轨道区域温度、通风风扇优缺点需要定量分析。2)从烟雾的角度来看，设置是不够的，因为该功能可以用隧道风扇代替。3)设施的必要性因其对建筑计划、土地面积和工程建设的不利影响而大大减少。

4车站轨行区排热系统上、下排风道排风口计算

因列车为１２０ｍ长６节编组，单侧上排热风口为三节列车空调室外机排热服务。每节列车上部空调室外机分布于车厢两端，故将上排热风口划分为６块集中区域进行布置计算，具体布置位置如图３所示。假定单节列车两处上排热风口集中布置区域距离为９ｍ，相邻两节列车的两处上排热风口间最短距离为４ｍ。

图1上排热风口区域布置示意图

因列车为１２０ｍ长６节编组，单侧下排热风口为三节列车下部电制动器及闸瓦刹车片排热服务。每节列车下部电制动器设置于车厢中心下部，闸瓦刹车片设置于车厢两端，故将下排热风口划分为９块集中区域进行布置计算，具体布置位置如图４所示。每两处风口设置区域最小距离假定为６ｍ。

图2下排热风口区域布置示意图

5排热风机排烟功能

排气阀的工作流程如下:达到排气条件后，为轨道的顶部和顶部风管打开阀门，排气风扇开始向轨道的顶部和底部风管通风热风，然后通过排气口向外输送热风。排气风扇的排气流程是，当隧道或场地级别发生火灾时，通风孔或者通风孔和屏蔽门都会打开，从而激活排气风扇，从而使车站隧道内的烟雾通过通风孔流出室外。排气系统接管车站的吸烟发展。当车站有燃烧的汽车或连接车站的电缆时，打开排气风扇，通过通风孔将道路隧道中的烟雾抽入排气孔，然后从排气孔中排出。研究还表明，该方案提高了车站的防火能力。为取消风洞通风，还进行了一系列研究，以确保车站隧道通风。阐述了无轨冷通道正常运行时通风的方法。对上下螺旋区烟雾控制的研究发现了一种组合消毒模式。研究表明，增加隧道风机的气流、打开相邻隧道风机和安装风道末端提供了三种方案，使隧道入口的极限风速符合设计要求，并最大限度地提高了风道末端的安装效率。从上述研究中可以看出，隧道附近的风机或鼓风机允许车站吸烟。通风时，可以关闭通风风扇。与此同时，复盖系统将建筑物的公共区域与车站隧道完全隔离开来，控制车站与车站隧道之间的烟雾是有意义的。

6地铁地下车站的排风再利用

利用车站排风作为进风以降低冷却塔进风湿球的温度变化幅度，该幅度与车站可利用的排风量大小密切相关。地铁地下车站服务公共区的空调大系统及主要设备房的空调小系统一般采用双风机的一次回风系统，回风阀开启或关闭的依据是排风与室外新风参数的对比情况。

7结束语

对于风道上各种风口简化为三通的局部阻力系数的计算处理略显简单；通过手动不断地输入风口数量及面积以求得较低的不均匀度波动范围的方案略显愚钝及其他未纠之处有欠考虑，同时本风口设置方案尚处于设计阶段，实际效果需待工程实施运营后与同车型线路运营情况进行横向比对方可得出，也希望读者多多提出宝贵建议。

参考文献:

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