地铁车站通风与空调系统的特征分析

孙作华

（广州地铁设计研究院股份有限公司福州分公司， 福建 福州 350000）

1 工程概况

福州市轨道交通2 号线一期工程整体呈东西走向，西起闽侯县苏洋村，东至晋安区鼓山镇，沿东西向城市发展轴，途径上街大学城片区、金山工业区、金山居住区、闽江北岸商务中心区、鼓楼成熟建成区及晋安区东部鼓山片区。串联了主要文教科研区、主要工业区、福州市历史文化中心、大型居住区，有利于疏解城市东西向客流，有力地支持了城市近期规划重点发展地区。

福州市轨道交通2 号线一期工程线路全长约30.173km，均为地下敷设，共设车站22 座，其中有5 座换乘车站，最大站间距2.838km（厚庭站至桔园洲站），最小站间距0.745km（桔园洲至洪湾站），平均站间距约1.398km。2 号线线路起点苏洋站、终点洋里站，厚庭至桔园洲区间设置中间风井一座，全线设竹一座岐停车场和一座鼓山车辆段。控制中心与1 号线共址，设主变电站2 座（南门兜站主变与1 号线共用）及配套机电系统工程。福州市轨道交通2 号线工程初、近、远期均为6 节编组，B 型车，列车最高设计时速80km/h。

本站为福州轨道交通2 号线第05 个车站，车站跨乌龙江大道、浦兴路交叉路口设置。本站为地下二层岛式车站，西侧为福州大学旗山校区，东南侧为福州一中上街校区，东北侧为在建小学，北侧为福州大学教师生活区地块，车站中心里程YDK14+986.109。

针对车站的客流量层面，在具体的设计阶段，以远期2042 年客流量控制,远期上行上车客流3463 人/小时，下车客流2613 人/小时，下行上车客流237 人/小时，下车客流3362 人/小时。同时，在车站内建筑的布置以及规划层面，在车站的内部，一共设计为两层，包含:站厅和站台，属于明挖地下两层岛式车站。在车站的两端为设备区、车站中间为公共区。站厅层公共区面积1517m2，站台层公共区面积943m2。本站站台门采用全封闭式站台门。

2 地铁车站环控通风与空调系统的运行模式以及特征

对地铁车站通风与空调系统而言，其具体的运营模式以及特征主要可以分为三种。

第一，正常运行阶段。在实际的地铁车站运行过程中，BAS 系统可以依照已经设定好的温湿度目标值，借助变频调节等PID 调节手段，有效的对风量以及水量进行调整，在确保地铁车站内部的乘客以及相关设备等提供一个相对良好的环境的前提下节能运行。

第二，火灾故障期间。在地铁车站运行过程中，如果车站火灾事故，通风空调系统根据fas 系统或车控室人工操作关闭车站通风空调系统，开启防、排烟系统[1]。同时，借助这一系统，可以最大限度控制烟气扩散，及时对事故区域进行排烟同时联动其他系统，包括：扶梯以及电梯等，引导乘客快速的进行疏散，有效避免人员受伤等情况。

。如果在区间发生火灾，通风与空调系统可以根据信号系统的联动信息，利用自动或者手动的方式，通过区间相邻两座车站的BAS 系统，开启与之相对应的隧道区间的通风模式，在区间隧道产生风速大于 2m/s 的气流进行排烟，保证排烟方向与人员疏散方向相反，保证人员疏散，防止人员事故。

第三，列车阻塞事故出现时。在列车运营阶段，如果存在此类问题，通风与空调系统可以根据信号系统的联动信息，利用自动或者手动的方式，通过相邻将相邻两座车站的BAS 系统中，开启与之相对应的关隧道区间的通风模式合理的启动开来，以便车内的乘客供氧量可以达到充足的状态，及最大程度的对列车上空调冷凝器的温度进行降低冷却，从而确保能够为乘客的疏散舒适度以及故障的排除，进而保证可以为车站工作人员以及车站内的各个系统设备营造一个相对良好的工作环境，保证乘客的舒适[2]。

3 地铁车站环控通风与空调系统的具体应用

通常情况下，针对地铁环控通风与空调系统来说，分别可以划分成两个部分，一部分为车站通风空调系统，另一部分为隧道通风系统，具体分析如下：

3.1 车站通风空调系统

对于车站通风空调系统来说，如果依照功能区进行划分，主要可以将其划分为两个部分，包括：公共区通风空调系统、设备与管理用房通风空调系统、空调水系统、备用空调系统。

第一，公共区通风空调系统。对车站通风空调大系统来说，在具体的设计过程中，主要可以将其设计为变风量双风机一次回风系统，在车站的两端，对这一系统各设置一套，分别对车站的半个公共区进行管理[3]。

第二，设备及管理用房通风空调系统：包含设备用房、人员管理用房、工具用房等系统，根据车站功能含有正常模式、夜间模式、备用空调模式等。通常，如果处于空调季节时，为了可以更好地保证车间舒适性，可以结合所设置的不同温度根据室外空气参数，结合节能模式采用小新风、全新风等。同时，还可以根据系统的时间程序，合理的开启以及停止系统[4]。并且，针对小系统空调的电动平衡调节阀的执行机构，可以选择PID 调节，以确保可以对冷冻水流量进行综合的把控，进而让各类房间的温度以及湿度都能够得到有效控制。此外，如若处于非空调季节时，那么可以依照时间表的程序，选择通风工况模式运行。当车站出现火灾事故时，可以按照火灾工况模式运行，快速的将相关空调以及风机等进行自动关闭，并将信息第一时间反馈到车站控制室，以便可以及时的对故障问题进行处理，降低损失，保证车站运行的安全性以及稳定性。

第三，空调冷源及水系统。车站公共区和设备管理用房冷源的设置需兼顾设备管理用房夜间用冷时的负荷特性，合理配置冷机及水泵等设备。车站大、小系统原则上合设冷源，冷源采用螺杆式冷水机组，设备配置采用2 台同容量机组形式。冷水供水温度为7℃，回水温度为12℃。2 台冷水机组与2 台冷冻水泵、2 台冷却水泵、2 台冷却塔一一对应。水系统设计为闭式机械循环。当部分车站设备管理用房夜间空调负荷占总空调负荷比例很小时（小于单台冷机容量的30%），为满足部分设备房间夜间列车停运时段的供冷需求，车站冷水机组宜采用3 台配置，以保证冷机高效稳定运行。同时，换乘车站宜结合车站建设情况尽可能集中设置冷源，并根据负荷情况合理选择台数。

第四，备用空调系统。对直接影响正常运营的重要的设备用房（通信、信号、综合监控）增设一套多联空调作为备用空调系统，当制冷主机故障、检修条件下，开启备用空调系统。

3.2 隧道通风系统

对于隧道通风系统而言，其在具体的运行阶段，要对隧道进行通风换气，并将余热余湿彻底的排除干净，以确保乘客舒适状态；针对处于阻塞运行的情况，则需要对隧道内部的环境温度进行有效把控，并且向事故地点送、排风；当在火灾事故的情况下进行运行期间，需要将烟气排除，并对烟气的流向进行有效把控，从而快速的完成排烟工作以及通风工作。目前，针对这一系统，其具体可以涵盖两个层面，分别为车站隧道通风系统以及区间隧道通风系统，具体分析如下[5]。

第一，车站车轨区域排热系统。在车站每端各设一台排热风机，单台风机容量30～40m3/s，耐高温280℃/1h，风机配置变频控制柜。排热风道设在车站车行道上部和站台下部，均采用结构风道。车行道上部排热风道风口正对列车空调冷凝散热器，站台下部排热风道风口正对列车制动电阻，有效排除列车停站的散热。针对这一系统，其运行模式根据行车对数或隧道温度确定风机的运行频率，以节省运行费用。该区域发生火灾时关闭下排热风道，由上排热风道排烟。在车站站台或相邻区间发生火灾时，根据火灾情况运行相应的排热系统[6]。

第二，区间隧道通风系统。对于这一系统而言，其具体是由风室、风道、风机及风阀等附件等共同组合而成的。在实际的工作中，隧道风机安装在区间隧道的两端，如果一段区间在同一时间段内有2 辆列车运行，应在列车间隔距离内科学的设置中间风井并加设隧道风机，保证任意时间内，同一隧道只有一辆列车。同时，针对每一条隧道，都应该对活塞风道进行设立，并且确保其独立性。

正常运行状态下，列车在区间隧道散发的热量是由行驶列车的活塞作用，将地面空气由列车后方车站的活塞风井吸入，吸收热量后由前方车站的活塞风井排到地面，从而保持区间温度不高于设计温度。

列车阻塞在隧道或发生火灾时，由该区间两端事故风机和排热系统风机联合运行，在区间隧道产生风速大于 2m/s 的气流进行排热或排烟。列车堵塞在隧道时，气流方向与行车方向一致；列车发生火灾时，气流方向与乘客疏散方向相反。

此外，在风机的前后，还需要采用合适的手段，对控制转换方法以及消声器等进行合理设置，以便车站的运行可以处于相对稳定以及良好的状态。

4 结束语：

综合而言，在地铁车站各个系统中，地铁车站通风与空调系统发挥着非常大的作用，其可以为乘客提供较为舒适的乘车环境，也在一定程度上影响地铁运营的安全性以及稳定性。现阶段，国内各个城市在发展过程中，纷纷强化了对城市轨道交通的建设力度。因此，在具体的建设过程中，相关人员应该依照实际情况，有效的对地铁车站通风与空调系统设计方案进行改进，以便能够确保地铁运营的稳定性。