地铁车辆段的通风空调系统设计

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　　摘要：以地铁建设为契机，结合地铁口、地上商业和地下停车场以及与地铁相连的地下商业空间的综合开发，对地铁资源予以综合开发，使地下资源和地上资源更为有机地结合起来。本文结合笔者多年的工作实践，对地铁与地铁相连的地下商业空间的空调系统设计进行分析阐述。
　　关键词：地铁通风；空调；地铁物业
　　1工程概况
　　某地铁车辆段总占地面积为221500m2，总建筑面积：78487.73m2。车辆段内建房屋包括运用库、联合车库、控制中心、综合维修楼、工程车库及调机库、牵引降压混合变电所等建筑。其中需要集中设置空调的建筑有控制中心、综合维修楼、运用库辅跨办公房、联合车库辅跨办公房。其中控制中心地下一层，地上八层建筑的高层建筑，地面一～三层为设备房以及办公用房，地面四～八层为办公及2层宿舍；综合维修楼包含一地面6层的主建筑（总建筑面积9000m2，主要为办公房）、一地面2层食堂、一地面3层的辅助生产楼运用库辅跨办公房为地面2层，主要为办公及设备用房；联合车库辅跨办公房为地面2层，主要为办公及设备用房。车辆段具体的相对位置可参见图1（填充部分为空调区域）。
　　2通风空调系统设计
　　设计整体各个空间方位的相对位置见图1（填充部分为空调区域）。
　　
　　
　　2.1方案比较与选择
　　地铁车辆段空调系统一般有集中水冷方案与多联机系统。这两种系统构成了地铁车辆管理的主要选择，以下通过比较的方式，来对这两种系统进行分析和探讨。
　　2.1.1集中水冷方案
　　这种方案是将大面积的水冷却后然后集中在水房内，如可以将水机房设置在地下的一层或可以设置在具有空调的负荷中心位置上；通过这种分布和变化的情况来看，段内空调房可以按照专用设备房或者其他性质的房来进行时间段划分，比如可以具体分为全天空调运行的房间、上班时间空调运行的房间（其他办公房间），这种分类考虑到了由于负荷变化带来的种种变化，因此比较可以采取比较稳定的措施进行应对。
　　办公室可以采用风机盘管来进行处理，这种处理比较简单和方便。在控制中心可以考虑到房间的重要性来选择全空气系统进行水冷，这样就可以采用比较成熟的水冷技术，一般来说办公室如果采用这种系统，就比采用多联机系统更具有效率，而且由于水冷系统在层高、面积以及管长上受到一定的约束，因此这种投资比多联机成本要小。
　　2.1.2多联机方案
　　多联机系统是最近几年发展出的一种空调形式，它具有以下几个鲜明的特点：这种系统由于布置比较分散，而且形式多样，因此可以在不同类型的房间中发挥作用，在系统上设计上也比较灵活。厂家可以根据室内的情况来进行多联机的选择和设计，安装和维护等工作。同时可以提供集中的控制系统，这样一来运行管理也比较方便和简单。多联机技术是由日本开发并设计的的，目前在我国生产的的多联机，大多缺乏存在质量问题，原因是技术不过关，因此产品质量也不是很好，因此在使用过程中也容易出现一些问题，比如控制中心由于不能经常性的保持冷却而需要单独去考虑空气系统，从而是整个车辆段的空调形式变的很难进行操作。同时国内生产的多联机容易产生主机烧毁、冷媒泄漏等问题。因此从目前来看多联机系统其实更适合用于中小规模，使用时间差异大，个性化要求明显需要使用灵活多变的场所。
　　2.2空调设计优化
　　2.2.1方案选择
　　对于本方案中的设计来说，空调设计的优化是一个重点内容。本工程需要总体建筑面积能够达到30000平方米，而且控制中心必须为8层，这种车辆段包含了很多设备用房，而且对空调的温度控制要求也比较高，如果采用多联机系统，由于多联机系统配管比较长从而造成远端的空调系统运行效果不是很理想，尤其是针对楼层比较低的设备用房，同时多联机系统COP值也不容易得到控制，降低程度也不如预期，因此本工程经过比较，慎重考虑选择了集中水冷方案，在控制中心地下一层设置冷水机房，在屋顶设置冷却塔，空调冷冻水系统采用定流量闭式两管制一次泵系统，供/回水温差按照5℃进行设计。
　　2.2.2设计优化
　　在设计过程中，可以对水冷系统进行一些优化：比如联合车库辅跨办公房计算负荷为200KW左右，但是其距离控制中心却比较远，有大概400米左右，因此能源耗费比较厉害，因此可以采用全热新风换气机优化风机盘管+新风系统，全热新风换气机显热回收效率≥70%，全热回收效率≥60%，有效减少段内空调新风负荷，达到节能目的。空调水系统分区域供、回水：车辆段综合楼、运用库为一个区域；控制中心是另外一个区域。在建筑每一层的空调回水总管要设置差压平衡阀。在局部分支总管设置静态平衡阀初调节管路。经过计算：控制中心空调计算全天逐时计算最大冷负荷935kW，其中晚间需运行空调的冷负荷为575kW；运用库辅跨办公楼空调全天逐时计算最大冷负荷总共为195kW，其中晚间需运行空调的冷负荷为100kW；维修综合楼空调计算全天逐时计算最大冷负荷总共为1094kW，其中晚间需运行空调的冷负荷为250kW。车辆段空调系统全天逐时计算最大冷负荷2212kW，晚间需空调运行的冷负荷为925kW。
　　2.3新排风系统
　　为了保证室内的干净卫生，各个房间应该安装新风系统，这个系统可以进行机械自然排风，其标准是30m3/h.人，这样房间就可以通过依靠负气压来把室内的混浊气体给排除掉。而对于大的会议室卫生条件则会更高，因此不但要设置机械引风与机械排风系统，还要将所有新/排风机采用低噪音离心箱式风机，布置在楼梯间、卫生间与走道。
　　2.4其它通风系统
　　厨房设备具有自身的特点和性能，因此本文的设计委托了专业的厨房公司进行设计及设备安装。设计要求是能满足2000名员工早、午、晚餐的需要，设计内容包括了厨房设备的选择以及噪音处理等，还包括了污水处理系统。厨房的设计综合考虑了厨房用具以及各种设备等。对于供电通风设备，考虑到这种设备一般是常年运行，而且不间断运行，因此供电通风设备发热量比较大，并且对设备运行的稳定程度要求也比较高，因此对此类用房应该单独配备独立的机械排风系统：而且墙面应该设置大面积的进风百叶，进行自然风补充。对于电力系统中的独立安排的高低压设备房，应该建立全面的通风换气系统，可以在房屋顶部设置排风机或者自然进风百叶，这样就可以为设备排热，同时可以达到由于散热带来的减少能量消耗的目的。对于生产检修车间，应该根据车间的情况进行通风系统的安装，比如在一些比较宽大的车间内为了增加通风效果，可以使用通风百叶或者四周自然进风方式进行换气。而对于作业量大的车间地下检修通道的两侧设混凝土风道进行机械送风(每个风口风速按1.5～3m/s设计)。对于内燃机存放的车间，对机车的轨道以及两策要安排机械排风装置，如果在检修过程中发生了有毒物质的散发，就用采取全面通风进行换气的工作。在工艺平台的设计上也应该设置可以排风的装置，这些装置是可以进行活化处理的，相对而对与比较容易散发易燃易爆气体的车间，可以采用防爆轴流风机，相应风机和风管等形式来进行积聚静电的绝缘材料制作，同时可以采取防静电接地措施来进行。
　　3图纸设计
　　空调产品具有多样性，因此如果招标结果不是预期的，那么对原来的设计方案就会产生的一定的影响，因此应该在设备后要根据原方案的设计进行合理的核对与完善。在比较困难的设计部分应该根据专业的要求，进行失误控制和纠正。要仔细的对相关设计进行规范和提高图纸设计的专业能力，比如要针对超过80度的空气以及气体如果填满了容易燃烧的物体，就应该使用非燃烧的隔热材料来进行设计和安装，而在图纸上也应该给予标出。
　　4结论
　　1）带有车辆段通风设计要考虑以下几个因素，比如上盖业开发是否对盖下区以及厂房具有影响，要结合上盖物业的要求进行环境的改善，同时结合厂房与库房以及上盖范围来合理确定机械通风的方式以及气流组织。
　　2）要针对工程作业的特点以及空调机组的需要，对外部空调的设计、安装以及管路的外部条件进行合理的布局和降温，这样一方面可以改善工作环境，另一方面也可以减少初始投资。总之，设计人员要进行充分的设计琢磨，要在施工中进行重点、难点的及时分析，要对图纸中出现的错误和问题进行及时的纠正，要组织相关专人人员进行及时的协商和讨论，找出最优的方案。
　　注：本章论文的所有图表及公式以PDF形式查看

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