周穎

摘 要：介紹了浙江省寧波市軌道交通1號(hào)線一期的基本設(shè)計(jì)原則和創(chuàng)新點(diǎn)。集中冷站和單活塞風(fēng)井的設(shè)置可以節(jié)約土建所用面積，群控系統(tǒng)的設(shè)置使地鐵環(huán)控系統(tǒng)的工作更加節(jié)能高效。通過(guò)闡述有關(guān)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)，以期為日后類(lèi)似線路的建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；集中冷站；單活塞風(fēng)道；群控系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U239.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.074

目前，我國(guó)軌道交通建設(shè)事業(yè)處于發(fā)展的新時(shí)期，軌道交通環(huán)境控制問(wèn)題也引起了人們的高度關(guān)注。浙江省寧波市軌道交通1號(hào)線是寧波市軌道交通的首條線路，它是由地下線和高架線組成的。地下車(chē)站和區(qū)間隧道通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)采用屏蔽門(mén)制式，高架車(chē)站站臺(tái)設(shè)置半高安全門(mén)。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)可全面控制全線車(chē)站和相應(yīng)區(qū)間隧道內(nèi)的溫度、濕度、風(fēng)速、噪聲和空氣質(zhì)量，并為緊急工況下人員安全疏散和救援提供了新的風(fēng)量和風(fēng)速，以保證乘客的安全感和舒適度，進(jìn)而滿足設(shè)備對(duì)室內(nèi)環(huán)境的需求。

1 基本設(shè)計(jì)思路

寧波市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思路如下：①地下車(chē)站站內(nèi)公共區(qū)設(shè)置全空氣制冷空調(diào)系統(tǒng)。②高架車(chē)站、區(qū)間盡可能采用自然通風(fēng)的方式。③通風(fēng)空調(diào)按2040年的預(yù)測(cè)客流量設(shè)計(jì)，并要兼顧初、近、遠(yuǎn)期車(chē)輛4/4/6編組的變化。④地下車(chē)站和區(qū)間應(yīng)滿足地鐵系統(tǒng)各種運(yùn)行工況對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)功能的要求。⑤通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該具有可調(diào)供風(fēng)、供冷功能，以應(yīng)對(duì)不同時(shí)期、不同時(shí)段的負(fù)荷變化需求，達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。⑥區(qū)間隧道應(yīng)充分利用列車(chē)動(dòng)力形成的活塞通風(fēng)為地下區(qū)間通風(fēng)換氣。當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足通風(fēng)排熱要求時(shí)，可采取機(jī)械通風(fēng)。⑦車(chē)站通風(fēng)井的設(shè)置需兼顧功能要求和地面城市規(guī)劃要求。⑧按照區(qū)間隧道、站廳、站臺(tái)和設(shè)備管理用房同一時(shí)間只有一處發(fā)生火災(zāi)考慮，而且區(qū)間內(nèi)2座機(jī)械風(fēng)井之間可按照列車(chē)火災(zāi)原理設(shè)計(jì)。⑨根據(jù)工藝要求，可以為設(shè)備、管理用房提供空調(diào)或通風(fēng)換氣裝置，以滿足設(shè)備的運(yùn)行條件，為管理人員提供舒適、健康的工作環(huán)境。⑩根據(jù)工藝或管理要求為地面附屬建筑（停車(chē)場(chǎng)等）提供空調(diào)或通風(fēng)換氣裝置。?大型換乘車(chē)站空調(diào)通風(fēng)和防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要統(tǒng)籌規(guī)劃。?地下車(chē)站參與區(qū)間通風(fēng)和公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)的設(shè)備控制方式為三級(jí)，即現(xiàn)場(chǎng)級(jí)、車(chē)站級(jí)、控制中心級(jí)。另外，車(chē)站設(shè)備管理用房的通風(fēng)空調(diào)設(shè)備、高架和地面車(chē)站通風(fēng)空調(diào)設(shè)備的控制方式為二級(jí)，即就地級(jí)和

車(chē)站級(jí)。?通風(fēng)空調(diào)的設(shè)計(jì)要兼顧環(huán)境保護(hù)和節(jié)能功能。在確保其功能的前提下，設(shè)備應(yīng)選用國(guó)產(chǎn)的，并以安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理為原則，綜合比較，進(jìn)而擇優(yōu)。

在正常運(yùn)行工況下，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)要控制地鐵系統(tǒng)內(nèi)（車(chē)站和區(qū)間隧道）的溫度、濕度、氣流速度和空氣質(zhì)量，從而為乘客提供舒適的乘車(chē)環(huán)境。

在阻塞運(yùn)行工況下，當(dāng)列車(chē)阻塞位于區(qū)間隧道時(shí)，可對(duì)該區(qū)間隧道進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)，為列車(chē)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行提供所需的空氣冷卻能力，使列車(chē)內(nèi)的乘客可以快速適應(yīng)乘車(chē)環(huán)境。

在火災(zāi)運(yùn)行工況下，當(dāng)?shù)罔F內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，要根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的具體情況采取有效的排煙和控?zé)煷胧?，引?dǎo)乘客安全撤離火災(zāi)區(qū)域，創(chuàng)造安全的疏散和救援環(huán)境。

2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)點(diǎn)介紹和相關(guān)研究

寧波市軌道交通1號(hào)線一期工程通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本符合相關(guān)規(guī)范和要求，在符合規(guī)范的基礎(chǔ)上，工程設(shè)計(jì)還根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了一定程度的創(chuàng)新。

2.1 集中冷站的設(shè)置

一般情況下，空調(diào)系統(tǒng)的冷源為室外冷卻塔，但是，軌道交通項(xiàng)目主要穿越的是市中心，周邊用地十分緊張，而且設(shè)置冷卻塔也對(duì)城市景觀有一定的影響。出于對(duì)景觀和工程占地的考慮，在鼓樓站設(shè)置集中冷凍站作為1號(hào)線、2號(hào)線鼓樓站和1號(hào)線東門(mén)口（天一廣場(chǎng)）站的空調(diào)冷源，集中設(shè)置室外冷卻塔。鼓樓站空調(diào)水系統(tǒng)采用二次冷凍水泵變流量系統(tǒng)，集中冷凍站冷凍水采用8 ℃大溫差（常規(guī)車(chē)站采用5℃溫差）的供給方式，以減少系統(tǒng)水量，節(jié)省管線空間和輸送能耗。集中冷凍方案的優(yōu)點(diǎn)是：①集中冷站和冷卻塔的設(shè)置相對(duì)靈活，對(duì)周?chē)鞘协h(huán)境的影響比較小；②減小了地鐵建設(shè)與環(huán)保、規(guī)劃的協(xié)調(diào)工作量；③土建初期投資相對(duì)比較少。其缺點(diǎn)是：①運(yùn)行管理、施工相對(duì)復(fù)雜；②由于冷凍水需要長(zhǎng)距離輸送，輸送所需能耗較大，沿途冷負(fù)荷損失比較大（特別是在空調(diào)系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行期間，相對(duì)冷負(fù)荷損失大），運(yùn)行能耗大；③冷凍水長(zhǎng)距離輸送，供冷滯后時(shí)間長(zhǎng)（特別是在空調(diào)系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行期間）；④跨站冷凍水管布置于區(qū)間隧道內(nèi)，占用了區(qū)間隧道空間；⑤空調(diào)、制冷設(shè)備投資相對(duì)比較多；⑥因?yàn)椴贾迷趨^(qū)間隧道內(nèi)的冷凍水管長(zhǎng)期受列車(chē)運(yùn)行活塞風(fēng)的沖擊，所以，相關(guān)部門(mén)和工作人員對(duì)冷凍水管保溫材料及其保護(hù)層材料、管道工藝提出了更高的要求，選型和施工難度也增大了。

由于市中心土地寸土寸金，經(jīng)過(guò)詳細(xì)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析、比選，最終確定了集中冷凍站方案。在實(shí)際施工過(guò)程中，雖然有一定的施工難度，但是，可以采取加強(qiáng)管理、深化圖紙等措施解決。經(jīng)過(guò)2年的運(yùn)行，集中冷站的運(yùn)行基本正常，與2號(hào)線鼓樓換乘站的銜接流暢。此方案對(duì)市中心地段的冷站設(shè)置具有一定的參考意義。

2.2 單活塞風(fēng)亭的設(shè)置

考慮到工程的實(shí)施難度，為了節(jié)省占地面積，全線部分地下車(chē)站采用了單活塞風(fēng)道方案。與傳統(tǒng)的雙活塞風(fēng)道相比，單活塞風(fēng)道每側(cè)線路減少了1個(gè)活塞風(fēng)亭，1個(gè)車(chē)站共減少2個(gè)風(fēng)亭，節(jié)省了土建投資。由于軌道交通土建投資巨大，按照1萬(wàn)元/m2的土建造價(jià)計(jì)算，如果采用單活塞風(fēng)道方案，車(chē)站每端活塞風(fēng)道的寬度可壓縮4 m，按每個(gè)活塞風(fēng)亭綜合造價(jià)60萬(wàn)元估算，一個(gè)車(chē)站可節(jié)省土建投資470萬(wàn)元左右。單、雙活塞風(fēng)道方案標(biāo)準(zhǔn)站動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)比較情況如表1所示。

經(jīng)過(guò)相關(guān)計(jì)算和經(jīng)濟(jì)性分析可知，單活塞風(fēng)道不僅可以滿足通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的功能要求，還可以節(jié)省土建投資。2年的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況證實(shí)，單活塞風(fēng)道能夠滿足現(xiàn)有線路的運(yùn)營(yíng)要求，同時(shí)，還節(jié)約了用地和土建投資。

2.3 群控系統(tǒng)的設(shè)置

寧波市軌道交通1號(hào)線一期工程的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)于2009年。當(dāng)時(shí)，空調(diào)群控系統(tǒng)作為一種新技術(shù)正在試運(yùn)行階段?，F(xiàn)今，通風(fēng)系統(tǒng)群控已被廣泛應(yīng)用于上海地鐵九號(hào)線，北京地鐵四號(hào)線、奧運(yùn)支線，成都地鐵一號(hào)線、二號(hào)線，西安地鐵二號(hào)線等線路中。寧波市軌道交通1號(hào)線作為浙江省首條運(yùn)用群控系統(tǒng)的線路，本文將簡(jiǎn)要介紹其群控系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。

寧波市軌道交通1號(hào)線一期冷機(jī)群控系統(tǒng)將開(kāi)啟冷水機(jī)組和外圍設(shè)備，將冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔綜合成一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)冷水機(jī)組的集中群控，同時(shí)，將冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔納入連鎖管理。與系統(tǒng)相連接的監(jiān)控計(jì)算機(jī)為冷水機(jī)組的集中群控提供了人機(jī)界面，通過(guò)該界面可實(shí)現(xiàn)一些功能：①根據(jù)系統(tǒng)能效需求和設(shè)備性能提供最優(yōu)設(shè)備運(yùn)行組合，并優(yōu)化每臺(tái)冷水機(jī)的負(fù)荷分配；②實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)冷機(jī)的加/卸載自動(dòng)節(jié)能控制，加/卸載控制精確到單臺(tái)冷水機(jī)組的每個(gè)機(jī)頭；③保證供水溫度的穩(wěn)定性、持續(xù)性和各冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的均衡，并根據(jù)要求自動(dòng)切換機(jī)組的運(yùn)行次序；④全面顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和主要參數(shù)，具有故障報(bào)警、報(bào)告和故障診斷信息的功能；⑤具有自動(dòng)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)的功能；⑥系統(tǒng)內(nèi)的所有參數(shù)都可以轉(zhuǎn)換為符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式傳送至BAS系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)單向數(shù)據(jù)傳輸。

由此可知，冷機(jī)群控系統(tǒng)能具有傳統(tǒng)控制系統(tǒng)不具備的功能。應(yīng)用該系統(tǒng)能使地鐵環(huán)控系統(tǒng)更加節(jié)能、高效，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，符合時(shí)代發(fā)展的要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，寧波市軌道交通1號(hào)線一期工程從集中冷站的設(shè)置、單活塞風(fēng)井的設(shè)置和群控系統(tǒng)的設(shè)置3個(gè)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，解決了市中心用地緊張的問(wèn)題。同時(shí)，采用群控系統(tǒng)完成對(duì)環(huán)控系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，對(duì)后續(xù)線路建設(shè)有一定的參考價(jià)值。作為浙江省首條采用群控系統(tǒng)的線路，寧波市軌道交通1號(hào)線的運(yùn)營(yíng)情況可以為氣候類(lèi)似地區(qū)的地鐵環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]林曉偉，王俠.地鐵空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)探討[G]//2011 電力系統(tǒng)自動(dòng)化專(zhuān)委會(huì)學(xué)術(shù)交流研討會(huì)論文集.南京：中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)，2011：1-6.

[2]朱培根，朱穎心，李曉峰.地鐵通風(fēng)與熱模擬方案及其分析[J].流體機(jī)械，2004，32（11）：39-42.

〔編輯：白潔〕