胡海明

摘 要：暖通空调系统作为地铁众多系统中的最重要组成部分之一，直接关系到人们乘坐地铁的舒适性，但是其系统的综合性和复杂性决定了其设计必须要进行统筹规划，因此必须加强对地铁暖通空调系统相关设计问题的优化和改进。文章基于我国地铁暖通空调系统设计现状，就其中一些关键性设计问题及对策进行了深入探讨。

关键词：地铁；暖通空调系统；供暖设计

中图分类号：U231 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）36-0073-02

近年来，为了缓解我国城市交通拥堵问题，顺应城市现代化发展步伐，减少占城市建设面积的用量，地铁逐渐成为了城市交通重要的工具。为了给乘客营造一个舒适、便捷、安全的地铁乘坐环境，就必须确保地铁暖通空调系统设计的科学性和适宜性，确保其在满足地铁空间环境协调管理的基础上，尽量降低其运行能耗。

1 通风空调系统设计问题及对策

地铁系统具有内部空间紧凑、系统多且布置复杂等特征，所以在设计其内部暖通空调系统时需要综合考虑多方面、多层次的内容。在空调制冷循环水系统、车站空调通风系统以及区间空调通风系统等相关系统设计的过程中，如何才能实现科学化设计是一个值得深入探讨的重要问题。下面对地铁暖通空调三大系统设计关键问题进行考虑。

1.1 循环水系统设计

循环水系统是地铁暖通空调系统中重要的组成部分，关系到整体空调系统能否正常工作。在对其设计期间，设计人员必须要结合地铁所配的空调型号以及相应的负荷值，科学地选择和配置适合类型的冷水机。在目前大部分的设计中，冷水机组均是根据大小系统的负荷值按照两台具备相同制冷能力的设计来选择的，这样有互为备用的好处，但是在实际运行中是非常不节能的，更何况在重要房间还再次增加备用多联机系统，重复设计增加投资。在实际的设计中，特别是当大系统冷负荷偏小时，建议大小系统分别设置冷水机组的形式，这样可以根据实际运营时间灵活开启冷水机组，保证系统节能。在设备实际的运行期间，需要结合地铁车站中内部空间的负荷值变化情况来选择功能大小的机组作为供冷能源。在车站空调系统冷循环中，可以采用系统运行中单台及双台运行相结合的方式，以及借助变流量控制法来确保水泵运行中流量值可以维持在稳定状态。注意的是如果负荷值出现改变时，需要借助负荷变化和冷冻水的回水温度进行匹配。

1.2 车站设备管理用房通风空调系统设计

在地铁车站中，设备管理用房是非常重要的组成部分，设备管理用房通风空调的设计直接关系到整个管线综合甚至功能的实现，考虑到地下空间有限，设备管理用房通风空调系统不宜分得过细过多。根据运营周期及使用功能的不同，设备管理用房可以划分成三种主要类型，即：非空调、管理用房空调以及气体灭火保护空调。实际上，车站设备管理用房因为设计较多的子系统使其通风空调系统比较复杂，需要设计人员统筹规划和设计，确保相关子系统得到合理规划，并尽量使系统简化。对于站台层的一些通风房间完全可以纳入到空调系统，提高了房间品质没有问题，最重要的是简化系统，节省空间。还有对于排烟系统和排风系统，如果可以匹配或者加大排风量进行匹配尽可能选择双速风机，并共用排风管，这样可以节省空间，同时又避免专用排烟风机长期搁置造成的投资浪费或者启动不了的事故。

1.3 车站公共区及区间隧道通风空调系统设计

目前，对于车站公共区及区间隧道通风空调系统设计有两个主流模式，一个是集中闭式系统，一个是屏蔽门系统。集中闭式系统把隧道通风和车站公共区通风空调结合起来，运营方便，但是土建规模较大，能耗较高，公共区空气质量差，还有不适的吹风感等；而屏蔽门系统完全把地铁车站隧道通风和车站公共区通风空调分开设置，利用屏蔽门隔热避免车站公共区的冷量损失，但是需要单独的区间隧道通风设备。从目前大部分已运营车站的城市来看，隧道通风设备排热风机基本不开或少开也能满足区间的规范要求温度，因此能取消轨顶轨底风道不管是对投资还是土建方案及施工来说都是非常有益的，屏蔽门系统也成了主流的系统方案。对于取消轨顶轨底风道目前都在研究和部分试验阶段，例如郑州地铁、哈尔滨地铁都在新线将考虑取消轨底风道。但是考虑到地下土壤的蓄热及列车运行产生的废热，对于百年地铁工程来说完全取消轨顶轨底风道是否可行还有待进一步研究和长时间验证。那么能否结合集中闭式及屏蔽门系统的优点，既能保证车站公共区域通风系统和区间隧道通风系统二者可以正常运行，又安全可靠、节约能耗降低规模，值得业界深入研究。

2 供暖热源设计问题及对策

2.1 主要设计问题阐述

土壤的蓄热性能决定了地下车站平时温度比室外温度普遍高，加上地下空间较为封闭，特别是在南方，地铁系统冬季供热的基本不考虑，一般预留插座采用电辅热供暖。但是在北方，冬季时间长，气候寒冷，地下环境依旧寒冷，加上地铁冬季运行新风的补入，供暖设计为北方寒冷地区地铁暖通空调设计尤为重要的一部分。目前我国地铁供暖热源主要包括两种形式，即：风冷热泵和多联机。

2.2 地下车站供暖热源选择

风冷热泵因其技术成熟目前是地下车站包括商业开发最常用的冷热源形式，与冷水机组加电辅热的形式相比，风冷热泵不仅能提高较好的热源，而且可以节省冷水机房面积。

多联机系统简单灵活，安装方便，控制简单，无需额外的机房，特别是变频技术的日益成熟，变频多联机系统目前正在大量的被使用在地铁暖通空调设计当中。与风冷热泵系统相比较，多联机系统可以大量减少地下机房面积，系统设计简单方便，无需大型空调机组等末端，而且安装方便迅速，运营可根据需求随时调控启闭。当然，多联机系统也有自己的缺点：不能实现新风系统，需额外的新排风设备；系统作用半径偏小，需要多组多联机组；对于高寒地区其制热效率会很低；系统在吊顶上布置漏液检查及維修不便等。但是，地铁的规模及运营期的节能是地铁设计最重要也是最敏感的问题，而多联机系统正好拥有上述优势，加上技术的越来越先进和成熟，变频多联机将会在地铁暖通空调设计越来越多的被推荐采用。

2.3 车辆段供暖热源选择

地铁车辆段一般选址在距离城市中心较远的空地，场段内综合办公楼为其最重要的建筑，有时线路的控制中心还设置在其中。综合办公楼为地上多层建筑，一般包含办公室、公寓、食堂、浴室等功能房间。作为办公生活一体的多功能建筑，其暖通空调设计特别是冷热源的设计选择是十分重要的。目前大多数冷热源采用的还是风冷热泵机组，但是考虑到综合办公楼场地比较空旷，建议选择地源热泵系统。地源热泵系统主要由地埋管、地源热泵机组以及室内空调末端系统组成，由于其来源于全年温差稳定几乎不受外界环境影响的而且清洁的浅层地热资源，地源热泵系统已经广泛用在铁路建筑的采暖和供冷中。地铁车辆段综合办公楼与铁路建筑类似，而且面积及规模更大，采用地源热泵可以更好发挥其效能。虽然地源热泵空调系统初投资偏高，但是运营费用较低，两三年就可回收投资成本。当然在具体的设计中，是选用冷却塔辅助冷源的地源热泵系统形式还是热回收型的地源热泵系统形式需要多方面比选。

3 结束语

总之，暖通空调系统设计是整个地铁设计的重要环节，而其自身系统的复杂性和空间的占有性决定了相应设计及协调难度比较大。为了确保暖通空调系统设计的科学性和合理性，必须要对地铁三大系统、供暖热源问题等关键设计问题进行认真分析和对比选择，确保可以为地铁乘客提供一个舒适、安全的出行环境，不断推动我国地铁事业建设的发展。

参考文献：

[1]地铁设计规范（GB 50157-2013）.中华人民共和国国家标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[2]王建 .地源热泵空调技术在铁路行业应用实践及广阔前景[J].上海铁道科技，2008（01）：15-17.

[3]李朋.浅谈地铁暖通空调系统的节能问题[J].商品与质量，2015，29（47）：336-337.

[4]李小菲.地铁暖通空调系统设计中关键问题的探索[J].建筑工程技术与设计，2015，23（7）：115-116.endprint