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广州地铁一号线公园前站环控设计“PG电子平台”
发布时间:2021-10-03
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本文摘要:1、阐述 广州地铁一号线主要为东西南北,大部分穿越老城区,全长18.48公里,南起西朗车站,东至广州东站,共计另设14个地下车站和两个地面站。投资总概算为127.15亿元人民币,主要设备从德国、英国、日本、美国等国家引入,整个系统超过80年代末、90年代初国际先进设备水平,设计最低车速为80公里/小时,平均值运营速度为35公里/小时,大于上行间隔2分钟,可符合2023年的预测客流量。

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1、阐述  广州地铁一号线主要为东西南北,大部分穿越老城区,全长18.48公里,南起西朗车站,东至广州东站,共计另设14个地下车站和两个地面站。投资总概算为127.15亿元人民币,主要设备从德国、英国、日本、美国等国家引入,整个系统超过80年代末、90年代初国际先进设备水平,设计最低车速为80公里/小时,平均值运营速度为35公里/小时,大于上行间隔2分钟,可符合2023年的预测客流量。  公园前站坐落于广州市文化、商业、金融、贸易中心的中山五路地段,是广州市轨道路网规划中一、二号线的而立互相交换乘车车站,该站创造性地使用一岛两侧的站台形式,是东南亚目前仅次于的地铁换乘站。

  2、地铁环控系统主要功能  地铁环控系统是通过对影响环境的空气温度、湿度、空气流速和空气品质等主要因素的掌控来建构一个适合于地铁设备长时间运转、人员安全性舒适度的人工环境:  在列车长时间运营时,回避余热余滑,获取人员所需的新风量,为乘客和工作人员获取一个适合的人工环境,符合车站内各种设备长时间运转所需的温、湿度拒绝;  列车堵塞在区间隧道时,向堵塞区间获取一定的通风量,确保列车空调等设备长时间工作,保持车厢内乘客在短时间内能拒绝接受的环境条件;  在再次发生火灾事故时,获取很快有效地的烟囱手段,给乘客和消防人员获取充足的新鲜空气,并构成一定的迎面而来风速,引领乘客安全性很快地撤走。  3、地铁环控系统设计特点  3.1车站空调负荷不受外界气象影响小  根据有关资料,地铁车站空调负荷主要由以下几方面构成:列车本身痉挛及列车空调冷凝器风扇大约占到74%,车站灯光、广告灯箱的灯光负荷大约占到6%,自动扶梯、售票机、检票机等动力负荷大约占到5%,乘客风扇大约占到15%.由此可见,地铁车站的主要热源来自列车本身,不受外界气象条件影响较小。  3.2某些设计参数的确认不同于民用建筑  在地铁设计中,确认夏季空气调节新风的室外计算出来干球温度时,使用近20年夏季地下铁道晚高峰负荷时平均值每年不确保30h的干球温度,而不使用《采暖通风与空气调节设计规范》(以下全称暖通规范)规定的使用历年平均值不确保50h的平均温度,因为暖通规范是主要针对地面建筑工程的,与地下铁道的情况有所不同。

暖通规范的每年不确保50h的干球温度一般经常出现在12~14时,而据地铁运营资料统计资料,此时地铁客运负荷较低,仅有为晚高峰负荷的50~70%,若按此计算出来空调负荷,则无法符合地铁晚高峰负荷拒绝;若同时使用夏季不确保50h干球温度与地铁晚高峰负荷来计算出来空调冻负荷,则构成两个峰值变换,使空调负荷稍大。因此使用地下铁道晚高峰负荷经常出现的时间比较不应的室外温度更为合理。

由此根据气象资料统计资料得出结论广州地铁空调室外新风计算出来干球温度为32.5℃,比暖通规范中规定的33.5℃较低大约1℃。  又如室内参数的确认,地铁车站空调科舒适性空调。一般情况下,乘客从进站、候车到上车在车站仅有3~5分钟,等候出有车站大约须要3分钟,其余大约3/4的时间在车厢内。

因此车站的空调大同小异一般的舒适性空调。既然乘客在站厅和站台的时间尤其较短,只是通过和一段时间逗留,为了节约能源,只考虑到乘客由地面转入地下铁道车站有较凉爽的感觉,符合于继续舒适度就可以了,而人们对温度变化有显著感觉的温差为2℃以上,因此广州地铁一号线站厅夏季的空调计算出来温度所取30℃(比空调新风室外计算出来温度32.5℃较低2.5℃);站台比车站厅较低1℃,所取29℃;而车站管理用房等,由于工作人员长时间在里面工作,所取27℃;列车车厢中所取27℃等。

  3.3噪声控制可玩性大  地铁的噪声源主要有:列车运行时的噪声,这是站台的主要声源,当列车以60km/h运营时,噪声大约为100db(A),因此隧道内列车通过时噪声在100db(A)左右,而当列车入、出有站台时使得站台噪声在75db(A)以上,但时间不宽;其次为风机的噪声,它主要是车站厅及地面风亭的声源,对站台影响较小,这部分噪声主要以中、低频居多的宽频带上噪声,一般声功率级都在100分贝以上;其他如变压器、水泵、制冷机等为次声源。  在消声处置方面,对掌控可玩性大的列车噪声只在建筑方面不作适当处置;对高效率声源风机等在其入、出口上均另设消声器,以符合规范拒绝;对水泵、制冷机等次声源皆另设隔热措施。  3.4排烟系统设计尤为重要  由于地铁是人员密集的地下建筑,而且相对来说地下车站必要进出地面的出口较较少且距地面较近;另据国内外的资料分析,再次发生火灾时导致的人员伤亡,绝大多数是被烟气粪推倒、中毒、窒息而死所致。

因此烟囱设计在地铁中变得很最重要。  排烟系统的设计原理为:当站厅或站台再次发生火灾时,要对火灾区展开很快而有效地的机械烟囱;当列车在隧道再次发生火灾时,要对再次发生火灾的隧道展开机械送风和机械烟囱;当列车事故堵塞在隧道中时,要对事故点展开机械送风。  但与民用建筑比起,地铁烟囱的某些拒绝又有所不同。

如地下车站的防烟分区面积可不断扩大至750平方米;又如自由选择烟囱风机及烟气流经的辅助设备如风阀、消声器等时,拒绝能确保150℃时倒数有效地工作1h.  4、地铁环控系统设计组成部分  地铁环控系统主要由以下四部分构成:区间隧道机械通风(兼任烟囱)及活塞风系统,全称隧道通风系统;车站公共区部分(站厅、站台、人行地下通道)的空调、通风(兼任烟囱)系统,全称车站大系统;车站管理用房及设备用房的空调、通风(兼任烟囱)系统,全称车站小系统;车站加热器供冷系统,全称车站水系统。  4.1隧道通风系统  隧道通风系统的设备主要由分别设置在车站两端站厅、站台层的四台隧道通风机、两台发动机风机及组合式风阀等构成,其起到是通过机械送来、排风或列车活塞风起到回避区间隧道内余热余滑,确保列车和隧道内设备的长时间运营,另外在每天清晨运营前半小时关上隧道风机,展开加热通风。

既可以利用早晨外界甜美的冷空气对地铁展开换气和加热,又能检查设备及时修理,保证事故时能投入使用;在列车由于各种原因逗留在区间隧道内,而乘客不出列车时,顺列车运行方向展开送排机械通风,加热列车空调冷凝器等,使车内乘客仍有舒适度的旅行环境;当列车再次发生火灾时,负起一切希望使列车运行到车站站台范围内,借以人员撤离和消防车烟囱。当再次发生火灾的列车无法行经到车站而不得不停车在隧道内时,应立即启动风机展开烟囱降温:隧道一端的隧道风机向火灾地点运送新鲜空气,另一端的隧道通风机从隧道烟囱,以引领乘客迎着气流方向撤走事故现场,消防人员顺着气流方向展开消防车和抢救工作。  4.2车站大系统  车站大系统主要由分设于车站两端的两台站厅全新风机、四台站台全新风机、两台站厅空调新风机、两台站台空调新风机、四台站厅返/分列风机、四台站台返/分列风机、两台站厅组合式空调机组、四台站台组合式空调机组及适当的各种风阀、防火阀等设备构成,其起到是通过空调或机械通风来回避车站公共区的余热余滑,为乘客建构一个舒适度的乘车环境,并在再次发生火灾时通过机械排风方式展开烟囱,使车站内构成负压区,新鲜空气由外界通过人行地下通道或楼梯口转入车站站厅、站台,便于乘客撤走和消防人员消防车。

  在长时间运营工况条件下,车站大系统有小新风空调、仅有新风空调、仅有新风通风等三种运营模式(由于篇幅受限,在此不不作详尽讲解)。车站厅层空调使用上送上返形式,站台层使用上送翻与再来结合的形式(在列车顶部设置轨顶回/排风管将列车空调冷凝器的风扇必要由回风拿走;同时在站台下设置站台再来/排风道,必要将列车下面的电器、刹车等痉挛和尘埃用回风拿走)。  列车堵塞在区间隧道时,车站空调、通风系统按长时间运营。当发动机风机须要运转时,车站按全新风空调通风运营。

在运营发动机风机端的站台返/分列风机暂停运营,使车站的冷风经发动机风机送来至列车堵塞的隧道内。  车站站台(还包括列车)再次发生火灾时,除车站的站台返/分列风机运转向地面烟囱外,其它车站大系统的设备皆暂停运营,使站台到车站厅的上、下地下通道间构成一个不高于1.5m/s的向上气流,便于乘客迎着气流撤向站厅和地面;车站站厅再次发生火灾时,站厅返/分列风机全部启动烟囱,大系统的其它设备皆暂停运营,使得出有、入口通道构成由地面至车站的向上气流,便于乘客迎着气流撤向地面。  4.3车站小系统  车站小系统主要还包括为车站的设备及管理用房服务的轴流风机、柜式、吊挂式空调机组及各种风阀,其起到是通过对各用房的温、湿度等环境条件的掌控,为管理、工作人员获取一个舒适度的工作环境,为各种设备获取长时间运营的环境。

在火灾再次发生时,通过机械排风方式展开烟囱,不利于工作人员撤走和消防人员消防车。在气体消防车的用房内重开送来、排风管展开密封消防车。  4.4车站水系统  车站水系统的起到是为车站内空调系统生产冷源并将其供给车站大、小系统,同时将热量通过冷却水系统送来出有车站。

  因公园前站规模较小,故该站在广州地铁一号线各站中唯一使用在车站两端分别设置制冷机房的形式,分别为两端的空调系统获取冷源。每端使用两台离心式冷水机组和一台活塞式冷水机组人组运营的模式,两台离心式冷水机组按大系统空调冻负荷选型,一台活塞式冷水机组按小系统空调冻负荷选型,活塞式冷水机组既可分开运营,也可划归大系统,与离心式冷水机组牵头运营。

  在长时间运营工况的空调季节,根据车站冻负荷的大小来掌控离心式及活塞式冷水机组启停的台数;非空调季节,水系统全部暂停运营。当再次发生区间隧道阻塞事故时,水系统按当时长时间的运营工况之后运营。当站厅层、站台层公共区或区间隧道再次发生火灾时,重开作为大系统冷源的那部分水系统,只运营与小系统有关的部分;当小系统设备用房再次发生火灾时,水系统全部暂停运营。

  5、不存在的几个问题  在地铁环控系统的调试、运营中,找到不存在一些问题:  5.1全新风机与空调新风机的设置  在设备联机调试时,经常出现全新风机无法与组合式空调机组同时长时间串联运营的情况,或者是全新风机运营电流远超过额定值,或者是组合式空调机组运营电流远超过额定值。  经分析,全新风机与组合式空调机组的单台设计风量皆小于110000立方米/h,对应的风机机外余压皆小于600Pa,这样的两台全新风机并联后,再行与两台并联的组合式空调机组串联运营,因为通过前后串联的两台风机的流量大于而压头相等两台风机压头之和,所以获取给系统的压头将多达1000Pa,而系统送风管路的计算出来阻力仅有为650Pa左右,不致导致数百帕的剩下压头,从而使风机电流过大,电机短路维护而停机。而且一般说来,象这种两台并联的设备与另两台并联的设备串联运营要比单机运营的效果为差,运营工况简单,调节艰难。在调试过程中还找到,如果重开全新风机,仅有打开组合式空调机组,则几乎能利用组合式空调机组内风机的压头来解决新风道的阻力,使空调机组及整个空调系统都能长时间运营。

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另外空调新风机虽然能与组合式空调机组同时长时间串联运营,但在调试时找到,如果重开空调新风机,而通过调节返/排风阀与新风阀的开度,也能超过设计拒绝。  建议中止全新风机及空调新风机,而在自由选择组合式空调机组时,考虑到新风道的阻力,这样既能符合空调通风系统运营模式的拒绝,又能节省环控机房的面积,使系统模式的切换非常简单,节约能源、增加投资。  5.2返/分列风机与烟囱风机的设置  在车站车站厅层两端,各设置两台完全相同性能的风机分别作为站厅返/分列风机,平时运营其中一台风机排风;再次发生火灾时,打开两台风机并联运营烟囱。  但公园前车站的实际情况是,车站厅层平时排风量为16.7立方米/s,火灾时烟囱量为25立方米/s.而站厅返/分列风机又是主要根据车站厅层平时的返/排风量来自由选择的,并校核两台风机并联运营能否超过烟囱量的拒绝,由于两台风机并联运营时获取给系统的总风量,大于两台风机分开运营时获取的风量之和,并与空调系统的管路特性曲线有相当大的关系:如果管路特性曲线陡峭,则并联后风量减少显著;反之,则风量减少较较少。

这样,自由选择既能运营一台风机符合平时排风量的拒绝、又能在火灾时并联运营两台风机符合烟囱量拒绝的风机是较为艰难的,实际情况是,自由选择的站厅返/分列风机虽然能符合平时排风的拒绝,但在火灾时并联运营获取给系统风量却大大远超过所需的烟囱量,导致浪费。既使能为系统给定满足要求的风机,也不会给系统的运营操作者及模式掌控明确提出更高的拒绝。同时,两台风机并联运营否经济合理,也是有一点考虑到的问题。

经常经常出现这样的情况,并联运营时其中一台风机正处于最低效率区运营,另一台风机则无法同时正处于最低效率区运营,有利于节约能源。  建议使用分别设置两台有所不同的风机,一台作为排风用,另一台烟囱用;或者设置一台双速风机,短距离工况符合平时排风量及风压的拒绝、高速工况符合火灾时烟囱量及风压的拒绝;或者设置一台变频调压风机,既能符合平时排风、火灾烟囱的拒绝,还能符合将整个地铁空调系统改回变风量系统,根据空调负荷的变化灵活性运营,超过节约能源的拒绝。  5.3冷水机组的选型  车站每端分别设置两台离心式冷水机组和一台活塞式冷水机组,两台离心式冷水机组符合大系统空调冻负荷,一台活塞式冷水机组符合小系统空调冻负荷。

  公园前站两端设备管理用房的冷负荷分别为120kW、485kW.因活塞式冷水机组单机制冷量为52~1060kW,负荷较小末端使用活塞式冷水机组更为合理;但另一端笔者指出小系统搭配螺杆式冷水机组更加合理,因为螺杆式冷水机组单机制冷量为352~3870kW,而且与活塞式比起,还具备结构非常简单、灵活、轻巧,易损件较少,可靠性低,修理周期长;使用滑阀装置,制冷量可在10~100%范围内展开无级调节,并可在无负荷条件下启动;热效率低;运转稳定等优点。而使用活塞机比使用螺杆机的耗电率大约大10%左右,同时活塞机的噪声也比螺杆机大。因此建议小系统负荷较小末端配备螺杆式冷水机组,但由此又不会引发整个系统的制冷机种类过多(分别有离心式、活塞式及螺杆式等三种冷水机组),给系统的操作者、掌控及备件的储备带给艰难。这样须经经济技术较为、综合各方面情况考虑到后,再行确认冷水机组的型式。

  6、结束语  地铁车站的环境控制系统的设计是一个简单的系统工程,牵涉到的方面还有很多,同时随着我国地下铁道建设的不断进步,有关的环控系统的理论模式和计算出来方式也大大成熟期。本文仅有对广州地铁一号线公园前车站的环控系统设计不作一非常简单的讲解,并对不存在的问题明确提出一些观点,其目的只在于抛砖引玉,期望大家回应展开了解地研究、辩论,联合增进我国地铁建设。  王岳怡 .。


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