地铁车辆段高大空间采暖方案研究

□文/杨铭

地铁车辆段高大空间采暖方案研究

□文/杨铭

简要介绍了地铁工程车辆段高大库房内主要采暖形式，结合各种形式的特点及供暖方式，分析采暖方案适用性并通过技术经济比较选出适宜的方案。

高大空间；采暖；车辆段；地铁

地铁工程车辆段高大库房是每个城市地铁建设工程必不可少的一部分，而高大空间的采暖也是车辆段内采暖设计的重中之重。高大库房占地面积大，净空高，库内检修等作业复杂，库内地面有车辆遮挡，上空还有复杂的多专业综合管线，这些都加大了高大空间的采暖设计难度。本文通过分析多种车辆段高大空间的采暖方案，选出适宜的采暖方案。

1　地铁车辆段高大空间采暖方式分类

1）燃气辐射采暖方式，目前沈阳某动车段以及天津地铁部分线路车辆段及停车场采用此系统。

2）散热器采暖方式，北方地区普遍采用的采暖方式，北京、天津、沈阳等多地均采用此系统。

3）射流暖风机采暖方式，北京、天津动车段部分库内采用暖风机辅助散热器采暖系统。

4）大门热空气幕采暖方式，北京、天津动车段，天津地铁部分车辆段采用此系统。

5）地板辐射采暖方式，北京动车段某检修库采用此采暖方式。

根据不同地区的特点，各种形式的采暖可以组合使用，以满足不同的采暖需求。

2　地铁车辆段高大空间各种采暖方式特点

1）燃气辐射采暖方式。燃气辐射型供暖是利用天然气、液化石油气等可燃气体，在特殊的燃烧装置（辐射管）内燃烧，辐射出各种波长的红外线来进行供暖。当红外线穿过空气层时，不会被空气所吸收，它能穿透空气层而被物体直接吸收并转变为热量，不仅如此，红外线还能够穿过物体或人体表面层一定的深度，从而从内部对物体或人体进行加热，这就是辐射供暖的基本原理。辐射热量能被混凝土地板、人和各种物体所吸收并通过这些物体进行二次辐射，从而加热四周的其他物体，见图1。红外线辐射供暖，房间底层温度高，工作环境温暖舒适，上层温度低，因此其热利用率更高。它可适用于3～50 m高度的供暖。

图1　辐射供暖原理

2）散热器采暖方式。散热器是采暖系统中最常见的末端设备，主要传统方式为热辐射和空气对流。散热器一般固定在墙上，使用工况为85℃左右的进水，将散热器加热至65℃以上，散热器附近空气受热上升，在室内形成冷热空气对流，室内温度在对流中逐渐上升至实际温度。目前市场上的散热器主要有压铸铝式、钢板式、钢柱式。

3）射流暖风机采暖方式。暖风机由通风机、电动机及空气加热器组合而成的联合机组，适用于各种类型的车间。当空气中不含灰尘和易燃或易爆性的气体时，可作为循环空气采暖用。暖风机可独立作为采暖用，一般用以补充散热器散热的不足部分或者利用散热器作为值班采暖，其余热负荷由暖风机承担。

4）大门热空气幕采暖方式。空气幕是通过贯流风轮产生的强大气流，形成一面无形的门帘，因此，亦称风帘机、风幕机、空气风幕机。用于采暖的热风幕，由空气加热设备、通风机、风管系统及空气分布器组成。根据接触网等条件选择安装在大门两侧或上方。大门空气幕一般作为主要采暖系统的补充系统，仅在敞开库门时开启，以避免库内受冷风侵入影响导致热量损失过大。

5）地板辐射采暖方式。地板辐射采暖是以温度不高于60℃的热水作为热源，在埋置于地板下的盘管系统内循环流动，加热整个地板，通过地面均匀地向室内辐射散热的一种供暖方式。

3　地铁车辆段高大空间采暖方式分析

以某车辆段联合检修库为例，列举各种采暖方式在库内的设计情况以及方案的投资、运行费用等。

联合检修库基础设计条件：面积22 784 m2，库内高度13 m，库长178.7 m，库宽127.5 m，内设12列轨道，中间有隔墙，根据工艺功能该库分为定修、临修、静调、月检、清扫等功能区，除清扫、临修线外，都设有3层检修平台，工人在检修平台上进行检修作业；库内值班温度5℃；作业温度16℃；室外计算温度-9℃；库内热负荷计算结果2 204 kW，建筑平面热指标q=91.7 W/m2。

3.1燃气辐射采暖方式

库内设置燃气辐射采暖系统，根据情况划分使用分区，可局部开启。从系统简洁性考虑，不设置其他辅助采暖方式。

3.1.1方案优点

1）系统设置于3层检修平台上方，地面不设置采暖设施，便于建筑布局及使用，简化库内管线设计。

2）系统较传统散热器采暖有便于调节的特点，可根据使用情况开启。

3.1.2方案缺点

1）系统需将燃气管线接入库内，增加库内风险。

2）设置3层检修平台及停放车辆处，平台及车辆将红外线遮挡，导致地面温度很难达到设计要求。

3）设置3层检修平台处，红外线距离设备较近，作业温度过高。

3.1.3方案投资估算

库内燃气辐射设备250万元，燃气管线费用50万元。

3.1.4方案运行费用估算

燃气费用15 120元/d。仅设备开启时用电，电费忽略不计。

3.2散热器采暖方式

在边墙和一层检修平台柱间布置散热器。散热器布置在检修平台柱间，不影响检修工作且此方案散热器布置均匀，采暖效果好。

3.2.1方案优点

1）系统均匀设置于边墙及3层检修平台下方，便于布置，并可辅助设置其他采暖设施。

2）系统散热均匀稳定，库内舒适度较高。

3.2.2方案缺点

1）散热器采暖系统上冷下热，在高大库房内，热量先集中到不需采暖的库内顶部，系统的利用率低。

2）射流暖风机水管的跑冒滴漏影响供电系统安全性。

3.2.3方案投资估算

库内采暖设备210万元，对应容量的锅炉房设备费用150万元。

3.2.4方案运行费用估算

燃气费用9 000元/d，锅炉房电费700元/d。

3.3射流暖风机采暖方式

在库内边墙及适宜位置布置散热器，满足值班温度，在库内作业区上方布置射流暖风机，满足工作时人员需求。

3.3.1方案优点

1）系统布置灵活，既满足了库内基本要求，同时也能满足岗位供暖，提高供热效率。

2）减少散热器布置，便于建筑布局及使用。

3.3.2方案缺点

1）根据库内条件，暖风机无法布置过低，距离远导致风压较高。

2）检修平台密集区域，暖风机无法实现岗位送风，仍需辅助散热器等采暖方式。

3.3.3方案投资估算

库内采暖设备400万元，对应容量的锅炉房设备费用150万元。

3.3.4方案运行费用估算

燃气费用9 000元/d，锅炉房电费700元/d，末端电费560元/d。

3.4大门空气幕采暖方式

大门空气幕作为主要采暖方式的辅助采暖，减少库内冷风侵入热损失。

3.4.1方案优点

对于检修库等设有高大库门的房间非常适用，开门时开启。

3.4.2方案缺点

风幕设备较大，设备布置时需与工艺及土建专业密切配合实施条件。

3.4.3方案投资估算

设备及管线120万元，对应容量的锅炉房设备费用30万元（仅同时开启1～2个大门，对应容量较小）。

3.4.4方案运行费用估算

燃气费用450元/d，锅炉房电费30元/d，端电费200元/d。

3.5地板辐射采暖方式

库内布置地热盘管，辅以边墙散热器。

3.5.1方案优点

地面温度高，距离人员作业区近，热量利用率高。

3.5.2方案缺点

1）地下盘管无法承重，因此地面不能有重物。

2）地热盘管维修困难。

3.5.3方案投资估算

同散热器采暖。

4　方案比较

各方案对比见表1。

表1　经济技术比较

根据表1比选结果，该库房设计采用了散热器辅助以大门热空气幕的采暖方案。

5　结论

根据以上分析比较结果，燃气辐射采暖系统及地板辐射盘管系统无法满足库内安全性及工艺作业要求，因此，不适用于车辆段高大库房；散热器、暖风机、热风幕等系统，均可用于高大库房的采暖系统，可结合实际情况以及热源种类等因素，综合布置，按需使用，在满足基本采暖要求的基础上，使采暖系统实现高效、节能。

TU832.5

C

1008-3197（2016）03-49-02

2015-12-28

杨铭/男，1984年出生，工程师，中铁上海设计院集团有限公司天津分院，从事暖通工程设计工作。

□DOI编码：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.03.016