用于地铁的可调通风型站台门系统综合技术研究

郭伟

摘 要：用于地铁的可调通风型站台门系统，不仅包含通风水电专业专业，还包含了屏蔽门专业、FAS/BAS 专业、供电专业、房建专业等相关专业。它是以通风空调专业为基础，密切结合屏蔽门专业而构建的一种可调通风型站台门系统，该系统不仅能够满足地铁中的传统通风空调系统的功能要求，而且可以适应不同地区的气象参数，满足更多地区地铁功能要求的同时，更加节能。

关键词：可调通风型站台门系统;通风空调;模拟;节能;经济性分析

1传统屏蔽门通风空调系统方案

（1）区间隧道通风系统

隧道通风系统为机械通风结合活塞通风。

车站两端对应于每一区间隧道各设一条区间活塞/事故风道，通过活塞/事故风阀与相对应的区间隧道连通。每条风道内设置一台区间事故风机后设置与风机联动的事故风阀，风机旁边的过流面积满足活塞通风要求，在该过流断面上设置活塞风阀。两条风道之间通过风阀可以连通，通过开启和关闭不同的阀门，可以实现活塞通风工况，或者两台区间事故风机对同一区间隧道进行通风或排烟的工况。

（2）车站轨行区排热系统（兼排烟）

在车站轨行区，设置列车顶和站台下排风系统，以排除部分列车余热。在列车顶和站台下分别设置排风道，与排热风机相连通。排热风机布置于车站两端， 每端一台，配置变频器。风机前后设置消声器。

（3）车站公共区通风空调系统（兼排烟，简称大系统）

车站大系统采用全空气一次回风空调系统，在站厅层两端设通风空调机房， 各负担车站一半公共区的通风空调。机房内设置组合式空调机组，回/排风机（兼排烟）和空调新风机（小新风机）。组合式空调机组和回/排风机均配置变频器。回排风机数量和组合式空调机组一一对应。回排风机兼做车站排烟，也可单独设置排烟风机。站台排烟时，排热风机同时运行排除烟气。

（4）车站设备管理用房通风空调系统（兼排烟，简称小系统）

车站设备管理用房通风空调系统单独设置，设备管理用房根据运营及工艺要求设置双风机全空气空调系统或通风系统。进、排风亭分别与公共区通风空调系统风亭共用。系统进风应直接采自大气，排风宜直接排出地面。设备管理用房区的排烟系统单独设置，送风系统兼做排烟时的补风系统。

（5）空调冷冻水系统（简称水系统）

空调冷冻水系统采用一次泵系统。冷冻站集中設置在车站一端制冷机房内。车站公共区应根据各车站冷负荷选择两台具有相同制冷能力的水冷螺杆式冷水机组。车站设备管理用房的空调系统冷源根据空调需要运行时间上的差异，列车停运后夜间需要运行的房间负荷所占车站总负荷的比例大小考虑是否采用独立的水冷冷水机组。

空调机组设置电动二通阀，供回水干管或集水器和分水器间设置压差式旁通阀。冷冻水系统的定压、补水采用膨胀水箱，膨胀水箱可置于地面上。

2可调通风型站台门系统方案

（1）系统构成

A 是在站台层全高安全门上方设置可启闭的百叶，在固定门下方也设置可启闭的百叶。在冬季严寒季节闭式运行期间，关闭全高安全门上方和下方的百叶， 切断出入口活塞风，这样有利于站厅、站台和区间温度的提升。

B 由于屏蔽门系统割断了出入口活塞风，同时也就切断了车站和区间的新风渠道，故需要在此期间对车站和区间送新风，以满足人员最小新风要求。车站和区间的新风井可以和设备及管理用房新风井合并设置。

（2）系统模式

采用屏蔽/安全门系统后，通风系统全年运行模式如下：

A 夏季及过渡季运行模式（此模式与全高安全门开式通风系统相同）

a 机械通风：开启车站排风机对车站公共区进行排风，开启车站进站端的活塞风道、关闭迂回风道，利用列车运行活塞效应及室内负压，从出入口及活塞风道引入室外冷空气，吸收列车区间发热后，从车站排风系统排出。

b 活塞通风：关闭车站排风机，关闭迂回风道，开启进站端活塞风道，通过列车活塞效应从活塞风道和出入口引进新风。

c 闭式运行：关闭车站排风机，关闭活塞风道，开启迂回风道，依靠列车活塞效应从出入口引入室外空气。

以上模式可以根据具体情况，由运营管理人员以节能为原则进行选择，一般是：车站温度较高时采用机械通风，车站温度不高时采用活塞通风，室外温度过高时采用闭式运行。

B 冬季运行模式

活塞通风：关闭车站通风机，开启车站出站端的活塞风道、关闭迂回风道， 开启出入口热风幕，利用列车运行活塞效应，从活塞风道引入室外冷空气，直接进入区间隧道，吸收列车区间发热后，从下一车站的活塞风道排出。

b 闭式运行：关闭车站排风机，关闭活塞风道，开启迂回风道，依靠列车活塞效应从出入口引入室外空气。

c 屏蔽门系统：关闭车站排风机，打开迂回风道，关闭可调通风型站台门上、下方百叶（安全门转化成屏蔽门），同时开启车站新风机给车站和区间送新风，以满足人员最小新风量要求。

以上模式也可以根据具体情况，由运营管理人员以节能为原则进行选择，一般是：室外温度较高时尽量采用活塞通风，室外温度较低时可以采用闭式运行， 室外温度很低时，采用屏蔽门系统。

（3）可调通风型站台门系统的主要优点

对于严寒地区的地铁工程，可调通风型站台门系统与传统的开式通风系统相比，最大的优点是在冬季的严寒时段可以提高车站和区间的温度，适合东北地区冬夏温差大的特点，同时也是在车站不供暖的前提下最大程度满足严冬季节地下空间温度的有效措施，也是减少给排水系统电伴热敷设长度的有效保证。

（4）新系统车站公共区温度估算

虽然在初步设计阶段的系统温度计算文件中给出了车站和区间在相应时段的平均温度值，但是那是在冬季活塞通风工况下算出来的，对于安全门转化成屏蔽门以后的闭式运行时段，车站公共区温度还是可以估算出来的。具体过程如下：

估算的手段还是把车站公共区看做一个房间系统，通过系统得热量和失热量的平衡来试算其温度。估算前需要确立以下几点：

A.计算以乘客较少的初期车站为对象，这样计算的温度可以表示全线车站冬季严寒季节的最低温度。

B.计算的温度条件：由于列车发热量不能通过活塞风传至站外，故区间的温度可取 5℃。室外温度取-23℃。

C.除出入口外，车站和区间均深埋地下，土壤传热不计。

D.出入口开启电热风幕，站厅温度高于站台，站厅和出入口散热量以及站厅的新风负荷由站厅得热量和电热风幕负担，站厅与站台之间没有热量传递。

由此，就简化成站台温度的计算：

（1）站台得热量

设站台的面积为 1000m2，站台上人员数量为 200 人。

A 灯具、广告、设备等发热量：25x1000=25Kw B 人员发热量：200x145=29Kw

由此站台总得热量为 54Kw。

（2）站台失热量

计算思路是设一个站台层温度，再计算站台失热量，使得失热量和上面计算的得热量相等的温度即为站台温度。这是一个校核计算的过程。

A 安全门对区间失热量：这个失热量虽然计算比较麻烦，但可以简单处理， 设站台温度为 12℃、安全门综合传热对流系数为 3w/m2℃、安全門面积取 750 m2， 则失热量为 3x750x（12-5）=15.7Kw

B 人员新风负荷：200x12.6/3600x1.2x1.01x（12+23）=30Kw

由此站台总得热量为 45.7Kw，小于站台得热量，说明站台的温度要比 12℃ 高，经过试算，站台的温度是 14℃。

而程序计算的结果，初期客流量小的车站温度基本在 10℃左右。采用可调通风型站台门系统后，冬季严寒季节的车站温度至少可以提升 5℃。需要指出的是，上述计算方方面面的取值还是趋于保守的，实际站台温度应该比 14℃还要高。

以上计算的虽然比较简略，但是说明了一个问题，那就是：采用屏蔽门系统可以提升车站公共区温度，对于东北严寒地区，冬季室外温度特别低时如果不设置屏蔽门系统，采用常规闭式系统和车站送新风，车站公共区温度很可能要低于程序计算的数值，区间甚至局部有冻结危险。

结语：通过对气候特征分析，构建节能环控系统;且都满足地铁设计规范要求。通过可调通风型站台门系统的应用，能够满足站台人员舒适性，为地铁公共区创造有利的热湿环境，同时避免可能出现的出入口结露现象。

（哈尔滨地铁集团有限公司运营分公司  黑龙江  哈尔滨  150001）