呼和浩特地铁毫沁营站环控设计

张喜桥

(辽宁省交通规划设计院有限责任公司 沈阳 110000)

引言

随着改革的不断深入，国民经济取得了快速增长，交通运输作为经济社会发展的重要基础性产业得到了长足发展。地铁以其绿色、环保、快速等优点深受人们的喜爱，同时也是一个城市发展的重要标志。环控系统能够为地铁的运营提供安全保障，营造一个舒适的热湿环境，满足地铁内人员和设备对环境的需求，是地铁中十分重要的组成部分。

1 工程概况

毫沁营站是呼和浩特地铁2号线中的一座地下车站，设置在成吉思汗大街与兴安北路交叉路口处，车站整体沿成吉思汗大街敷设，呈东西走向布置，与远期规划地铁4号线换乘。车站为双层岛式站台车站，车站总长度291.3m，总宽度21.7m。车站设有四个出入口和两组地面风亭。

2 地铁环控系统的功能

地铁环控系统应具有规范所要求的功能，即列车正常运行、列车阻塞、列车火灾和车站内火灾情况下具备的通风、排烟功能，以保证地铁内的空气环境质量。

1)当列车正常运行时，应保证地铁内部空气环境在规定的标准范围内；

2)当列车阻塞在区间隧道内时，应保证对阻塞区间进行有效通风；

3)当列车在区间隧道发生火灾事故时，应具备排烟、通风功能；

4)当车站内发生火灾事故时，应具备排烟、通风功能[1]。

3 地铁通风系统的构成及运行方案

呼和浩特地铁2号线采用通风系统，站台设置可调通风型站台门[2]。呼和浩特地铁2号线通风系统分别由下列四个子系统构成：1)区间隧道通风系统；2)车站公共区通风系统；3)设备和管理用房通风空调系统；4)车站空调水系统。

3.1 区间隧道通风系统

区间隧道通风系统采取的是纵向通风的系统形式(主要包括区间事故风机、活塞风道和迂回风道等)，具有区间正常通风、区间阻塞通风和区间火灾排烟的功能[3]。

车站按单活塞风道的方案设置，每端只布置一条活塞风道。站台端部布置迂回风道，风道内安装迂回风阀。车站每端设有两台事故风机(TVF)，并放置在活塞风道内部，与活塞风道形成并联关系。活塞风井对外端设置电动防寒卷帘装置(FHJL)。

当列车无法前行而阻塞在区间隧道内时，应开启与事故区间相临车站的事故风机(TVF)，顺列车前进方向进行机械送、排风，提供列车空调的冷却环境，保持车厢内适度的环境。

当列车在区间隧道内发生火灾时，若列车仍有动力行驶至临近车站，应尽快将列车驶入车站，并在车站内进行人员疏散和灭火救援工作。若列车失去动力，只能停在隧道内时，应根据着火点的确切位置判断人员疏散方向，启动火灾纵向排烟方案，由火灾区间一端相临车站的事故风机(TVF)运行送风，另外一端相临车站的事故风机(TVF)运行排烟，创造良好的疏散救援所需环境。

3.2 车站公共区通风系统

车站每端均布置送、排风道和通风机房，送风道或通风机房内放置1台车站送风机(SSF)和1台车站小新风机(XXF)，通风机房内放置1台车站排风机(SPF)，排风道内放置1台轨行区排热风机(OTE)。送风道和排热风道内各放置1台静电除尘装置(JHQ)。车站每端各有一个混风室。送、排风井对外端设置电动防寒卷帘装置(FHJL)。

在站台层线路上方设置轨顶排热风道[4]，轨顶排热风道兼做站台层辅助排烟风道。在站厅层和站台层分别敷设送、排风管(排风管兼排烟风管)，风管沿车站纵向布局。

车站公共区、区间通风系统原理以及设备布置如图1所示。

根据季节的变换以及室外气温的变化，正常情况下，通风系统运行方案分为夏季、过渡季和冬季三种运行方案。

夏季运行方案主要是机械通风与活塞通风。初夏(18℃～23℃)，打开送风机(SSF)和排风机(SPF)对车站站厅和站台公共区进行通风，打开车站出站端活塞风道内的风阀，同时关闭迂回风道内的风阀；盛夏(23℃～29℃)，打开送风机(SSF)、排风机(SPF)和排热风机(OTE)对车站站厅和站台公共区进行通风，打开车站出站端活塞风道内的风阀，同时关闭迂回风道内的风阀[5]。夏季高温(>29℃)，打开小新风机(XXF)对车站站厅和站台公共区进行送风，打开车站出站端活塞风道内的风阀，同时关闭迂回风道内的风阀。

过渡季运行方案主要为活塞通风。过渡季(8℃～18℃) ，关闭送风机(SSF)和排风机(SPF)，充分利用列车运行的活塞风作用，打开车站出站端活塞风道内的风阀，同时关闭迂回风道内的风阀，打开可调通风型站台门上方的风阀，依靠列车运行的活塞效应将新鲜空气从活塞风道、车站出入口引入站内，完成车站和区间的通风换气。

冬季模式主要为机械通风。初冬(0℃～8℃)，打开小新风机(XXF)对车站站厅和站台公共区进行送风，关闭活塞风道内的风阀，同时打开迂回风道内的风阀，利用列车活塞效应进行站内循环。寒冬(-10℃～0℃)和严冬(<0℃)，排风机(SPF)逆转运行，利用轨顶风道将轨行区热风送人混风室，打开小新风机(XXF)，将室外冷风在混风室内与轨行区热风充分混合后，通过送风管送入车站和区间。冬季运行时，活塞风道上的电动防寒卷帘装置(FHJL)关闭，送、排风道上的电动防寒卷帘装置(FHJL)部分开启，能减少室外冷空气大量侵入，避免车站局部地方温度过低。

在地铁正常运营前提下，应最大限度的发挥列车的活塞风作用，充分利用这种不耗能的方式完成地铁内部与外界空气交换。根据设置在风道内的多个风阀的启闭与风机的启停形成的多种组合[6]，能够组成不同的运行方案，满足不同气候条件下的地铁运营要求，从而实现节能运行。

当站台层发生火灾时，打开两端的SPF风机，关闭两端的SSF风机。打开站台排风管上的电动风阀，关闭站厅和站台送风管以及站厅排风管的电动风阀[7]，通过站台排风管进行排烟。同时打开OTE风机和可调通风型站台门上方的风阀，通过轨顶土建风道辅助进行排烟。对站台层排烟的同时，从出入口和楼梯口自然进风，以阻止烟气向站厅蔓延[8]。

当站厅层发生火灾时，打开两端的SPF风机，关闭两端的SSF风机。打开站厅排风管上的电动风阀，关与站厅和站台送风管以及站台排风管的电动风阀，通过站厅排风管进行排烟[9]。对站厅层排烟的同时，通过出入口进行自然补风。

3.3 设备和管理用房通风空调系统

车站设备和管理用房应结合工艺要求、使用功能分类和防排烟要求进行通风空调和排烟设计。通信设备室、信号设备室等弱电房间通常采用一次回风的空调系统，对于其中重要的设备房间如信号设备室、UPS电源室等房间设置一套备用多联机空调系统。车控室、多功能室、站长室等人员房间通常采用一次回风的空调系统。牵引变电所、降压变电所等强电房间通常设置机械送排风系统或采取空调降温。气瓶间、备品库、泵房、卫生间等其他房间通常设置通风系统，风量满足房间换气次数即可。

根据季节的变化以及室外空气温湿度的变化情况，车站设备和管理用房通风空调系统可通过控制冷冻水系统设备和风阀的开度可以实现通风运行、小新风空调运行、全新风空调运行三种工况，从而达到系统的节能运行。

3.4 车站空调水系统

车站空调水系统冷源采用模块化冷水机组，根据车站冷负荷的大小自由组合。机组通常设置在地面风亭附近。冷冻水供回水温度为7-12℃。冷冻水系统采用一次泵系统，冷冻水泵与成套定压补水装置均设置在通风空调机房内。空气处理机组回水管上设置电动二通阀，能够根据负荷的变化调节冷冻水流量。冷冻水供、回水干管之间装置压差旁通阀用于维持系统压力稳定[10]。水系统仅在设备和管理用房夏季空调季运行。

4 结论

呼和浩特地铁2号线环控系统充分考虑了当地的气候特征。针对呼和浩特市冬季严寒的特点，站台设置了可调通风型站台门，减小了列车运行的活塞效应对车站公共区温度场的影响；风井对外设置了电动防寒卷帘，降低了冷风侵入；系统设置了混风模式，充分利用轨行区列车散热对室外新风进行预热，提高了环境舒适性。