摘 要

分析了影响地铁车站空调负荷的关键因素。简略介绍了2 种地铁热环境模拟仿真计算软件。指出现有车站空调负荷确定中存在有待探讨的问题。

关键词　地铁车站, 冷负荷量, 仿真计算中图分类号

车站环控系统空调负荷的合理确定将在很大程度影响到车站规模及初期投资的大小。本文分析了影响地铁车站公共区冷负荷的因素及其冷负荷组成形式,介绍了2 种地铁热环境模拟分析软件。

影响车站公共区冷负荷的因素

地铁的地下线路是一座狭长的地下建筑,除各站出入口和通风道口与大气沟通外,其余可以认为基本与大气隔绝,列车运行、设备运转和乘客都会散发大量热量,车站周围的地壤通过围护结构的渗湿量也很大,加之乘客散湿量,故在这样一个封闭的地下空间内,设置一套合理的科学的环境控制系统,以保证车站站厅站台区的相对温湿度,是至关重要的。

环境控制系统运行模式

在确定车站空调负荷之前,首先要明确环控系统的运行形式。环控系统的运行模式分为开式运行、闭式运行,屏蔽门模式等形式。

据以往的工程经验值比较,设置屏蔽门的车站空调负荷约为开/ 闭式车站的1/ 3～1/ 2 , 风量也相应减少。故目前上海轨道交通7 号线(M7) 、8 号线(M8) 及9 号线(R4) 线均按屏蔽门运行模式进行设计,只是由于近期客流量及通行能力未达远期设计能力,故提出屏蔽门缓装的可能性。

设计高峰小时客流量

一座车站的设计高峰小时客流量是影响车站空调负荷的一个至关重要的因素,它直接决定了站内乘客的散热散湿量,间接决定了车站内各类售检票、自动扶梯等发热设备的设置数量,也决定整个环控系统的最小新风供给量。

车站照明及广告灯箱的设置

目前在车站站厅及站台层设置各种广告灯箱已是十分常见的商业作法,且根据车站站位位于市中心的繁华度越甚,其广告灯箱及布置的密度就越密。

上海9 号线车站广告灯箱发热量按150 W/ m2 计,照明灯具按20 W/m2 计;8 号线的车站广告灯箱发热量按30 kW/ 站(站厅) ,20 kW/ 站(站台) 计, 照明灯具按20 W/m2 计;设计中应根据站位所处位置有区别地进行计算。

热库效应

由于地铁周围地壤是一个很大的容热体,起到了夏储冬放、调节地铁空气温度作用,俗称“热库效应”。根据一些资料记载,传到地铁周围土壤的热量占地铁产热量的25 %～40 % 。这对节约能量、减少机房面积及降低设备的确起到了很重要作用。若在计算车站负荷时忽视这一效应,将是能源的一大浪费。需要指出的是,岛式车站比侧式车站的热库效应更明显。

出入口热渗透及屏蔽门开启时热渗透

每座车站都设有两个以上出入口,如果有换乘节点,还有换乘通道与外界连通。这些出入口与换乘通道无疑是车站空调负荷的“渗透点”。

此外,当列车进站时,屏蔽门开启,区间热风量将被带入站台成为一部分待处理的热负荷。以上海7 号线新村路站为例:地下二层岛式车站,其出入口渗透风量为12 100 m3/h , 屏蔽门开启时区间换风量为9 500 m3/ h。这部分换气量所带出的热渗透约为100 kW , 可见也是车站负荷中重要的组成部分。