空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)研究論文

1、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)研究論文 1空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí),應(yīng)向乘客提供一個(gè)過(guò)渡性舒適環(huán)境,最大限度的吸引客流。 當(dāng)列車(chē)發(fā)生事故阻塞在區(qū)間隧道時(shí),空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)向阻塞區(qū)間提供有效通風(fēng),保證列車(chē)空調(diào)的正常工作。 車(chē)站或區(qū)間隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故時(shí),空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)具備有效防災(zāi)排煙、通風(fēng)功能,保證乘客安全疏散,并為消防人員滅火創(chuàng)造條件。 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)滿足地鐵車(chē)站內(nèi)各種設(shè)備及管理用房的溫度和濕度要求,為地鐵工作人員創(chuàng)造一個(gè)良好的工作環(huán)境,并保證設(shè)備正常運(yùn)行。排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)兼具排煙功能,如無(wú)法兼用,應(yīng)考慮單獨(dú)的排煙系統(tǒng)。同一條線路按同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生1次火災(zāi)考慮1。 系統(tǒng)按遠(yuǎn)期2034年夏季晚高峰運(yùn)營(yíng)

2、條件進(jìn)行車(chē)站公共區(qū)空調(diào)負(fù)荷計(jì)算;按遠(yuǎn)期2034年夏季早高峰運(yùn)營(yíng)條件進(jìn)行車(chē)站公共區(qū)人員新風(fēng)量校核計(jì)算。 在確?？照{(diào)通風(fēng)系統(tǒng)功能的前提下,設(shè)備選型應(yīng)按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則,充分考慮設(shè)備國(guó)產(chǎn)化,并綜合比較,擇優(yōu)選用4。 2兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的比較 2.1兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的原理 2.1.1屏蔽門(mén)系統(tǒng) 屏蔽門(mén)系統(tǒng)就是通過(guò)在地鐵車(chē)站的站臺(tái)候車(chē)區(qū)與行車(chē)軌道之間設(shè)置屏蔽門(mén)裝置,將地鐵車(chē)站與區(qū)間隧道從空間上分隔開(kāi)來(lái),將車(chē)站和區(qū)間分隔成兩個(gè)不同的空氣環(huán)境區(qū)域。 車(chē)站站臺(tái)設(shè)置屏蔽門(mén)系統(tǒng)不僅提高服務(wù)水平、改善地鐵乘車(chē)環(huán)境、保證乘客安全及滿足列車(chē)正常運(yùn)營(yíng)的需要。同時(shí),可以減少列車(chē)活塞風(fēng)對(duì)車(chē)站站臺(tái)環(huán)境的影響

3、,列車(chē)運(yùn)行產(chǎn)生的熱量大部分通過(guò)設(shè)置在車(chē)站端部的活塞風(fēng)道及車(chē)站行車(chē)道頂部和站臺(tái)下排熱風(fēng)道直接排放到地面,因而可以阻止大部分的列車(chē)散熱量進(jìn)入車(chē)站,從而減少車(chē)站通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷及用電負(fù)荷,降低車(chē)站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)及供電系統(tǒng)的設(shè)備初投資,節(jié)省通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)也能起到一定的消音、降噪作用,并且屏蔽門(mén)可以充分體現(xiàn)地下車(chē)站的現(xiàn)代化特色、提升城市整體形象3。 2.1.2開(kāi)閉式系統(tǒng)(站臺(tái)設(shè)置安全門(mén)) 車(chē)站站臺(tái)設(shè)置安全門(mén)主要起到一種隔離的作用,提高了站臺(tái)候車(chē)乘客的安全性。安全門(mén)在結(jié)構(gòu)組成及控制原理上與屏蔽門(mén)類(lèi)似,但高度上及其他功能上不同于屏蔽門(mén),并不能完全將車(chē)站和區(qū)間分隔開(kāi),站臺(tái)的候車(chē)區(qū)與軌道區(qū)仍然

4、是一個(gè)公共的空間。因此,空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)形式仍為開(kāi)閉式系統(tǒng)。 2.2兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)成 屏蔽門(mén)系統(tǒng)與開(kāi)閉式系統(tǒng)在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成方面是有差別的,具體內(nèi)容詳見(jiàn)表1。 從表1可以看出,在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成方面,屏蔽門(mén)系統(tǒng)比開(kāi)閉式系統(tǒng)多一個(gè)系統(tǒng),即車(chē)站屏蔽門(mén)外車(chē)軌區(qū)域排熱和排煙系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱排熱系統(tǒng))。這是兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成的主要區(qū)別。 3車(chē)站公共區(qū)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果的比較 兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在計(jì)算結(jié)果上有很大差異,其中屏蔽門(mén)系統(tǒng)在站臺(tái)層通風(fēng)量和空調(diào)冷量上明顯要少于開(kāi)閉式系統(tǒng),具體內(nèi)容詳見(jiàn)表2。 從表2可以看出,在這兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果中,在站臺(tái)送風(fēng)量、回/排風(fēng)量、空調(diào)冷量方面,屏蔽門(mén)系統(tǒng)比開(kāi)閉式

5、系統(tǒng)明顯地減少。站臺(tái)送風(fēng)量減少了約50000m3/h,回/排風(fēng)量減少了將近90000m3/h;空調(diào)冷量減少了將近500kW,這足以顯示出屏蔽門(mén)系統(tǒng)節(jié)能效果的優(yōu)越性。 4空調(diào)通風(fēng)機(jī)房及設(shè)備布置的比較 4.1開(kāi)閉式系統(tǒng)機(jī)房及設(shè)備的布置 站廳層兩端分別設(shè)置一座空調(diào)通風(fēng)機(jī)房,各負(fù)擔(dān)一半車(chē)站公共區(qū)負(fù)荷。每端機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有風(fēng)量為5104m3/h的組合式空調(diào)機(jī)組、回/排風(fēng)機(jī)各2臺(tái),風(fēng)量為10309m3/h的空調(diào)新風(fēng)機(jī)各1臺(tái)。 在車(chē)站兩端分別設(shè)置車(chē)站排風(fēng)道一個(gè)(兼作區(qū)間機(jī)械風(fēng)道)、車(chē)站新風(fēng)道一個(gè),每端機(jī)械風(fēng)道內(nèi)設(shè)置2臺(tái)TVF風(fēng)機(jī),對(duì)應(yīng)每條線路分別設(shè)置一個(gè)面積20m2的風(fēng)孔,用于區(qū)間隧道的事故通風(fēng)、排煙。在車(chē)站兩端

6、的站臺(tái)層端部對(duì)應(yīng)每條線路分別設(shè)噴嘴一個(gè),用于區(qū)間事故送風(fēng);站臺(tái)層每端的迂回風(fēng)道處設(shè)電動(dòng)防火卷簾一扇,凈面積不小于30m2。在站臺(tái)軌頂上、站臺(tái)板下設(shè)置結(jié)構(gòu)風(fēng)道,用于站臺(tái)公共區(qū)正常工況下的回/排風(fēng),站臺(tái)軌頂風(fēng)道兼作火災(zāi)工況下的排煙風(fēng)道?？照{(diào)通風(fēng)機(jī)房布置圖詳見(jiàn)圖15。 4.2屏蔽門(mén)系統(tǒng)機(jī)房及設(shè)備的布置 站廳層兩端分別設(shè)置一座空調(diào)通風(fēng)機(jī)房。每端機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有風(fēng)量為35000m3/h的組合式空調(diào)機(jī)組2臺(tái)、風(fēng)量為35000/25000m3/h的回/排風(fēng)機(jī)2臺(tái)、風(fēng)量為6000m3/h的空調(diào)新風(fēng)機(jī)1臺(tái),各負(fù)擔(dān)一半車(chē)站公共區(qū)負(fù)荷。 站廳層兩端分別設(shè)置一座排熱風(fēng)機(jī)房,每端機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有風(fēng)量為178200m3/h的排熱風(fēng)機(jī)

7、1臺(tái),用于站臺(tái)下及軌頂上排熱風(fēng)。 站廳層兩端分別設(shè)置一座活塞/機(jī)械風(fēng)機(jī)房,每端機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有風(fēng)量為237600m3/h的隧道通風(fēng)機(jī)2臺(tái),用于區(qū)間隧道通風(fēng)及排煙。 車(chē)站兩端分別設(shè)置活塞/機(jī)械風(fēng)道一個(gè),排風(fēng)道一個(gè),新風(fēng)道一個(gè)。在車(chē)站兩端風(fēng)井出地面處分別設(shè)置活塞/機(jī)械風(fēng)亭一座,排風(fēng)亭一座,新風(fēng)亭一座。通風(fēng)機(jī)房布置圖詳見(jiàn)圖22。 5兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在土建規(guī)模上的比較 屏蔽門(mén)系統(tǒng)與開(kāi)閉式系統(tǒng)在風(fēng)井、機(jī)房、機(jī)房面積及車(chē)站長(zhǎng)度方面存在一定的差異,為了更好地了解兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)土建規(guī)模的影響,詳見(jiàn)表3。 從表3的比較結(jié)果中可以看出,屏蔽門(mén)系統(tǒng)比開(kāi)閉式系統(tǒng)要多兩座排熱風(fēng)井及相應(yīng)的排熱機(jī)房,占用機(jī)房面積比開(kāi)閉式系統(tǒng)

8、多約284m2。但車(chē)站的整體規(guī)模即車(chē)站長(zhǎng)度卻縮短11m。綜合考慮,采用屏蔽門(mén)系統(tǒng)對(duì)土建的整體影響相對(duì)于開(kāi)閉式系統(tǒng)要小一些。 6經(jīng)濟(jì)分析 6.1兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)行費(fèi)用上的比較 屏蔽門(mén)系統(tǒng)與開(kāi)閉式系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的比較,主要在空調(diào)季、非空調(diào)季及排熱風(fēng)機(jī)三方面進(jìn)行考慮的,其中,設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用按1年計(jì)算,根據(jù)空調(diào)通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間不同,對(duì)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、排熱風(fēng)機(jī)、TVF風(fēng)機(jī)三類(lèi)設(shè)備分別計(jì)算。其中據(jù)調(diào)查,電費(fèi)0.56元/度。 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間,根據(jù)天津的氣候條件,空調(diào)季運(yùn)行時(shí)間按3個(gè)月90d計(jì)算,4班3運(yùn)轉(zhuǎn),每天運(yùn)行時(shí)間為18h。非空調(diào)季運(yùn)行時(shí)間按6個(gè)月180d計(jì)算,4班3運(yùn)轉(zhuǎn),每天運(yùn)行時(shí)間為18

9、h。 排熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間根據(jù)列車(chē)的運(yùn)行時(shí)間一年按360d計(jì)算,每天運(yùn)行時(shí)間為8h。 TVF風(fēng)機(jī)的運(yùn)行,因TVF風(fēng)機(jī)在兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的運(yùn)行模式相同,均為事故工況下運(yùn)轉(zhuǎn),因此該項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用不在比較之內(nèi)。 6.1.1空調(diào)季運(yùn)行費(fèi)用的比較 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)空調(diào)季的運(yùn)行模式:當(dāng)室外空氣焓值高于回風(fēng)焓值時(shí),系統(tǒng)采用最小新風(fēng)空調(diào)工況;當(dāng)室外空氣焓值小于等于車(chē)站回風(fēng)焓值時(shí),系統(tǒng)轉(zhuǎn)為全新風(fēng)運(yùn)行狀態(tài),車(chē)站空調(diào)進(jìn)入全新風(fēng)運(yùn)行狀態(tài)?？照{(diào)水系統(tǒng)運(yùn)行。 兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)空調(diào)季運(yùn)行所需電量見(jiàn)表4。 由表4可知,開(kāi)閉式系統(tǒng)空調(diào)季電量合計(jì)為 645kW,其運(yùn)行費(fèi)用為: 645(kW)18(h)90(d)0.56(元/kW)=5

10、85144(元) 屏蔽門(mén)系統(tǒng)空調(diào)季電量合計(jì)為347kW,其運(yùn)行費(fèi)用為: 347(kW)18(h)90(d)0.56(元/kW)=314798(元) 6.1.2非空調(diào)季運(yùn)行費(fèi)用的比較 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)非空調(diào)季的運(yùn)行模式有2種,即過(guò)渡季通風(fēng)運(yùn)行模式和冬季通風(fēng)運(yùn)行模式。 (1)過(guò)渡季通風(fēng)運(yùn)行模式:當(dāng)進(jìn)入過(guò)渡季節(jié),此時(shí)地鐵轉(zhuǎn)為通風(fēng)運(yùn)行工況,空調(diào)水系統(tǒng)關(guān)閉?？蓛H開(kāi)啟車(chē)站送風(fēng)機(jī)(即組合式空氣處理機(jī)組),采用機(jī)械進(jìn)風(fēng)、自然排風(fēng)。 (2)冬季通風(fēng)運(yùn)行模式:當(dāng)進(jìn)入嚴(yán)寒冬季之后,室外氣溫降至約3以下時(shí)。地鐵轉(zhuǎn)入自然通風(fēng)運(yùn)作狀態(tài)。 兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)非空調(diào)季運(yùn)行所需電量見(jiàn)表5。 由表5可知,開(kāi)閉式系統(tǒng)非空調(diào)季電量合計(jì)為1

11、20kW,其運(yùn)行費(fèi)用為: 120(kW)18(h)180(d)0.56(元/kW)=217728(元) 屏蔽門(mén)系統(tǒng)非空調(diào)季電量合計(jì)為74kW,其運(yùn)行費(fèi)用為: 74(kW)18(h)180(d)0.56(元/kW)=134266(元) 6.1.3排熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行費(fèi)用的比較 排熱風(fēng)機(jī)的運(yùn)行是屏蔽門(mén)系統(tǒng)與開(kāi)閉式系統(tǒng)的主要差別,是屏蔽門(mén)系統(tǒng)所獨(dú)有。所以,排熱風(fēng)機(jī)功率55kW,共2臺(tái),總功率為110kW,其運(yùn)行費(fèi)用為:110(kW)8(h)360(d)0.56(元/kW)=177408(元) 兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在空調(diào)季、非空調(diào)季及排熱風(fēng)機(jī)三方面的運(yùn)行費(fèi)用的比較,詳見(jiàn)表6。 由表6可知,屏蔽門(mén)系統(tǒng)一年運(yùn)行費(fèi)用為

12、626472元;開(kāi)閉式系統(tǒng)一年運(yùn)行費(fèi)用為802872元,顯然,屏蔽門(mén)系統(tǒng)比開(kāi)閉式系統(tǒng)一年節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用為:802872(元)-626472(元)=17.64(萬(wàn)元) 6.2兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在土建和設(shè)備初投資上的比較 開(kāi)閉式系統(tǒng)和屏蔽門(mén)系統(tǒng)在設(shè)備初投資及對(duì)土建造價(jià)的影響上給予比較,詳見(jiàn)表7。 由表7可知,屏蔽門(mén)系統(tǒng)總初投資為11179萬(wàn)元,開(kāi)閉式系統(tǒng)總初投資為11300萬(wàn)元,由此可以看出,屏蔽門(mén)系統(tǒng)比開(kāi)閉式系統(tǒng)節(jié)省初投資為:11300-11179=121(萬(wàn)元) 7結(jié)論 從上述比較的結(jié)果可以看出:在一年的運(yùn)行費(fèi)用上,屏蔽門(mén)系統(tǒng)比開(kāi)閉式系統(tǒng)節(jié)省費(fèi)用17.64萬(wàn)元,而且屏蔽門(mén)系統(tǒng)空調(diào)用電量減少近300

13、kW,不難看出,屏蔽門(mén)系統(tǒng)具有一定的節(jié)能效果。 在初投資上,盡管屏蔽門(mén)系統(tǒng)增加了排熱通風(fēng)系統(tǒng),與開(kāi)閉式系統(tǒng)相比,使設(shè)備初投資增加429萬(wàn)元,但屏蔽門(mén)系統(tǒng)比開(kāi)閉式系統(tǒng)節(jié)省土建投資550萬(wàn)元。因此,在總初投資上,屏蔽門(mén)系統(tǒng)比開(kāi)閉式系統(tǒng)節(jié)省費(fèi)用121萬(wàn)元。 總之,僅對(duì)于空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)而言,在天津地區(qū),無(wú)論在初投資上還是在運(yùn)行費(fèi)用上,屏蔽門(mén)系統(tǒng)較開(kāi)閉式系統(tǒng)具有一定優(yōu)勢(shì)。它不僅滿足人們對(duì)地鐵乘車(chē)環(huán)境的舒適性和安全性的要求,同時(shí)也提升了天津市的國(guó)際形象和城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。 在地鐵工程設(shè)計(jì)中,空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)是采用屏蔽門(mén)系統(tǒng)還是開(kāi)閉式系統(tǒng),還需根據(jù)工程的實(shí)際情況,如投資規(guī)模、保證乘客安全、管理水平以及屏蔽門(mén)設(shè)備投

14、資比較等多方面因素,綜合進(jìn)行考慮。 參考文獻(xiàn): 1GB50157-2003,地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范S. 2侯桂敏.天津市地下鐵道二期工程設(shè)計(jì)通風(fēng)、空調(diào)與采暖R.天津:鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院,2005. 3施仲衡.地下鐵道設(shè)計(jì)與施工M.陜西:科學(xué)技術(shù)出版社,1997. 4天津市地下鐵道總公司.天津市地下鐵道二期工程初步設(shè)計(jì)技術(shù)要求R.天津:鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院,2003. 5侯桂敏.天津市地下鐵道二期工程2、3號(hào)線初步設(shè)計(jì)通風(fēng)、空調(diào)與采暖R.天津:鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院,2004. 摘要:研究目的:通過(guò)對(duì)同一地鐵車(chē)站2種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)形式的比較和分析,了解開(kāi)閉式系統(tǒng)和屏蔽門(mén)系統(tǒng)的主要差別和各自的特點(diǎn)。針對(duì)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)而言,在工程造價(jià)及土建影響方面,明確屏蔽門(mén)系統(tǒng)較之開(kāi)閉式系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。 研究方法:采用對(duì)比的方法對(duì)開(kāi)閉式系統(tǒng)和屏蔽門(mén)系統(tǒng)在系統(tǒng)構(gòu)成、計(jì)算結(jié)果、空調(diào)通風(fēng)機(jī)房及設(shè)備布置方面進(jìn)行比較,并且就這兩種空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)行費(fèi)用、土建造價(jià)和環(huán)控設(shè)備初投資等方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和分析。 研究結(jié)果:由比較結(jié)果得出,在設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用上,屏蔽門(mén)系統(tǒng)要低于開(kāi)閉式系統(tǒng);在初投資上,包括環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備初投資和影響土建