对轨道交通地下站点通风系统节能的分析

　　摘 要：随着交通运输的发展，公路交通已经无法满足人们的需求，而地铁成为了许多大城市重点发展的交通工具。但是由于地铁大多在地底20多米的深处，地面空气无法流入地下，所以必须使用通风系统来维持地铁站台和车内的空气流通。然而，由于地铁站内部空间巨大，要进行连续不断的抽取空气，需要消耗巨大的能量。本文通过对地铁站内通风空调工作状况进行分析研究，总结出几点方法，能有效减少通风系统的能源消耗[1]。
　　关键词：轨道交通；通风系统；节能
　　引言：随着地球能源的不断使用，很多能源已经面临枯竭，为了人类社会的可持续发展，就要减少对不可再生能源的使用。轨道交通作为城市交通中速度最快、载人最多的交通方式已经被很多国家大力发展。但是由于地下氧气不足，需要使用通风设备进行空气流通，通风设备在运行过程中能量消耗巨大，所以要对这种情况进行改善。地铁系统在运行过程中，有时会造成能源浪费，为了最大程度节约能源，本文对地铁通风系统进行研究，并提出有效的节能措施。
　　一、地铁通风系统情况
　　（一）地铁通风系统组成
　　地铁的通风系统由两个部分组成分别是隧道区间和站台空间，由于二者的通风要求不同，所以对于二者要分开考虑[2]。
　　地铁通风系统主要由四部分组成，分别为：车站站厅和站台的空调通风排烟系统；车站设备房间的通风排烟系统；空调用水循环系统；区间隧道活塞通风、机械通风系统。四个系统共同构成地铁通风系统，并保证整个地铁系统的高效平稳运行。
　　（二）地铁通风系统的运行状态
　　我国的地铁已经有了60多年的发展历史，通风形式有三个发展阶段：开式、闭式和屏蔽门式。下文对三种形式的工作状况进行详细说明。
　　1开式通风系统
　　开式通风系统是我国最早的地铁通风系统，由于当时技术水平的限制，早期的地铁都是用开式系统。开式系统是利用机械或者活塞效应，让地铁内部和外部进行空气交换并利用外界空气对地铁站和地铁隧道进行冷却。开式系统的投资和运行费用非常少，但是地铁区间的通风需求并没有得到有效控制，这套系统也不能满足地铁系统的通风要求。
　　2闭式通风系统
　　开式系统在实际应用中效果并不理想，所以没有得到长期使用，只是作为地铁刚开始进行换气实验的系统。随着科技的发展，地铁通风系统出现了新的系统：闭式系统。闭式系统不进行空气的直接交换，只引入乘客所需要的新鲜空气，通风系统由空调系统吹风完成，而隧道的冷却依靠活塞效应产生的冷风来实现。闭式系统有效解决了地铁的通风换气工作，地铁系统的通风也能得到有效控制。但是，闭式系统所占空间比较大，浪费的人力资源也相当多，最后被屏蔽门式通风系统所替代[3]。
　　3屏蔽门式通风系统
　　在车站与地铁隧道之间安装屏蔽门既解决了地铁安全问题也使车站站台与隧道隔开分别进行通风。而隧道中则使用隧道通风和活塞通风相结合的方法，站台利用空调系统进行直接调控。这样隧道和站台之间除了屏蔽门开启时进行少量的空气流通，其他时间不受活塞风的影响。当前屏蔽门式通风系统正在被广泛使用。
　　二、地铁通风系统的节能措施
　　屏蔽门系统作为当前我国地铁使用的主流通风方式，其实用性和技术含量与前两代相比有较大提升，但是这个系统需要24小时不间断工作，也造成了一定的能源资源浪费，但是屏蔽门系统还有一定的节能潜力，需要对其进行深入研究，使这种方法更加节能。
　　（一）做好设计规划
　　节能要从源头开始，地铁运行都有一定的规划，以北京地铁为例，北京地铁的运行时间段是早上6点到晚上11点，而在11点以后地铁通风系统就可以关闭了，或者减小输出功率，来达到节约资源的目的。而北京这座城市生活及交通方式都非常规律，从早上6点开始，开始进入早高峰，到了9点以后，地铁中几乎没有人或只有很少的人，这时地铁站内对于空气的需求没有这么大，可以适量减少出风口开启数量，减少电能消耗等到快要到达午高峰时再全部开启。这样根据地铁站内对空气的需求进行通风可以有效减少能源消耗。
　　其次，在装配空调系统时就要对地铁站内所需空气进行评测，采用适合马力的空调进行空气流通也能减少消耗。空调的出风系统中，有些是利用管道进行出风，而管道一旦有直角就會直接减少空气流速，所以，换气的管道尽量不要使用直角拐弯。
　　（二）控制通风系统水量
　　在地铁的通风空调系统的能源消耗中，很大一部分都是空调水系统消耗的，并且水系统中的水量越多，能耗也就越大。当前的空调系统所使用的冷却水泵是根据空调的最大负荷设计的，而在平时的运行中，空调系统一般处于低负荷运转状态。所以，为了减小能耗，有必要对空调水系统中的水量进行控制，达到合理水平即可[4]。
　　（三）结合监控设备联合控制通风系统
　　当前随着科学技术的不断进步，电子监控的功能也越来越多，我国地铁站的监控系统一般处于上等水平能够对乘客数量多少进行分析。可以将电子监控的分析功能与空调通风系统的控制系统相结合，依据电子监控的分析数据，通风系统进行自动调控，有效降低能耗。
　　（四）使用高新技术，减少能源消耗
　　当前，变频技术已经广泛应用到家庭空调中，它可以配合智能设备对空气进行分析从而改变空调的运行负荷，这种智能的变频技术能够大幅度减少能源消耗，在地铁通风系统中可以通过对地铁站内气压和氧气含量的分析，决定空调的开启马力，这样就能对通风系统达到智能控制。
　　结论：通过对通风系统的开启时间进行相应规划，对通风空调的水量进行合理控制，再利用当前的新技术使通风系统能够进行智能调节达到节省能源的目的。减少公共交通中的能源消耗大有可为，随着技术的进步，能源消耗将会不断降低，通过对通风系统进行改善，可以积累经验，逐步改善公共交通系统中其他高耗能项目，能达到能源资源可持续发展的目的[5]。
　　参考文献
　　[1]李国庆.城市轨道交通通风空调系统应直面电力紧缺的挑战[J].都市快轨交通，2014，05：6-8.
　　[2]李国庆.城轨交通暗挖车站新型通风空调系统及其应用[J].都市快轨交通，2015，03：67-71.
　　[3]袁琦，胡松涛.我国轨道交通车辆空调系统技术发展现状及趋势分析[J].中国铁路，2014，10：64-66.
　　[4]陈进杰，陈峰，梁青槐，高桂凤.城市轨道交通全寿命周期成本分析[J].交通运输工程学报，2010，01：82-87.
　　[5]杜娟.《城市轨道交通通风空调新技术及应用》一书出版发行[J].都市快轨交通，2014，06：45.
　　作者简介
　　周晓翔（1987.10--）；性别：男，籍贯：江苏省苏州人，学历：本科，毕业于西北工业大学；现有职称：助理工程师；研究方向：机电工程。
　　（作者单位：苏州市轨道交通集团有限公司运营分公司）

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