西安地铁二号线通风空调系统设计

摘要：简述西安地铁二号线通风空调系统运行模式及控制。
关键词：地铁通风空调系统系统控制
1 概述
西安地铁二号线通风空调系统采用屏蔽门制式环控系统，车站空调通风系统包括大系统和小系统：车站公共区空调通风兼排烟系统，简称大系统；设备管理用房空调通风系统兼排烟系统，简称小系统。

2 通风系统组成

根据城市轨道交通隧道通风换气的形式以及隧道与车站站台层的分隔关系，地铁通风空调系统一般划分为三种制式：开式系统、闭式系统、屏蔽门制式环控系统。

2.1 屏蔽门制式环控系统

屏蔽门制式环控系统是一种在车站的站台与行车隧道间安装屏蔽门，将站台公共区与隧道轨行区完全屏蔽隔离的方式，即车站内所有与室外相连通的通风井阀门均处于关闭状态，由于屏蔽门的隔断，屏蔽门制式环控系统形成了两个相对独立的系统——车站空调通风系统和隧道通风系统。
车站内采用空调制冷方式，通过新风机从室外向车站提供所需的新风量。区间隧道借助于列车行驶时的活塞效应将室外的新风送入区间，由此冷却区间隧道内温度。每个车站在上、下行两端设置机械风阀，机械风阀与活塞风阀相联通，以解决隧道内活塞风泄压要求。

2.2 地铁通风系统组成

①车站通风空调系统。大系统：公共区（含站厅、站台、出入口通道）的通风、空调、防排烟系统。小系统：车站内设备及管理用房空调、通风、防排烟系统。水系统：大、小系统的空调冷冻水系统及空调制冷的冷却水系统。②区间隧道通风系统。TVF系统：区间隧道活塞风与机械通风系统（兼排烟系统），简称TVF系统。TEF系统：车站范围内、屏蔽门外站台下排热和车行道顶部排热系统，简称TEF系统。

3 系统运行模式

系统运行模式分车站空调通风系统和区间隧道通风系统两部分。

3.1 车站空调通风系统运行模式

3.1.1 正常运行模式 地铁车站空调通风系统按空调季节和非空调季节运行，特殊情况根据气温、乘客及员工需求、设备状况等灵活处理。
①大系统。a空调季节：大系统执行空调季节通风时，具体有两种模式，分别为：101——小新风模式、102——全新风模式，在空调季节时必须开启车站冷水系统配合车站通风工况，使车站具有冷风送入公共区。当车站外空气的焓值大于车站内空气焓值，并且车站外空气温度大于空调设计送风温度时，采用101——小新风模式；当车站外空气的焓值小于或等于车站内空气焓值，并且车站外空气温度大于空调设计送风温度时，采用102——全新风模式。b非空调季节：当室外空气焓值小于空调送风焓值时，关停水系统，车站环控系统采用通风工况运行。大系统执行通风季模式，具体有两种通风工况，分别为：103——通风季模式、104——冬季通风模式。10 月1 日至10 月31 日过渡季节，大系统可执行103——通风季模式满足车站公共区通风，其余时间大系统执行104——冬季通风模式。②小系统:小系统全年24小时运行，空调季、非空调季按大系统条件执行。③水系统:全新风空调季和夜间小系统运行期间，水系统开启，两台冷水机组根据运行时间交替运行，当一台故障时，另一台自动运行。非空调季，水系统关闭。
3.

1.2 火灾模式

①大系统。a当站厅层发生火灾时，站厅排烟系统进行排烟，回排风机工频运行，排烟风机开启，关闭站厅层送风系统及站台层送、排风系统，补风由出入口引入，人员迎着新风向地面疏散。b当站台层发生火灾时，关闭站厅层排风管和站厅、站台送风管上电动风阀，由站台层回排风机兼做排烟风机，将烟雾经风井排至地面；同时为了保证站厅、站台连通的楼扶梯口处向下气流风速1.5M/S，需打开屏蔽门，关闭站台下排热风道，利用TEF风机辅助排烟，同时开启车站两端TVF风机及相应事故风阀加强排烟。c当车站轨行区发生火灾时，关闭站台下排热风道及非着火区域轨顶排热风道，关闭大系统回排风机、排烟风机，TEF风机转入工频高速运行，排除烟气。同时开启车站两端TVF风机及相应着火侧隧道事故风阀，加强排烟。
②小系统。a当设备发生火灾时，消防联动控制系统关闭火灾区域送、排风管上的的防火阀，然后喷洒灭火气体，待设备房内火已扑灭后，再将通风系统转换到相应措施的排气模式。b管理用房发生火灾时，系统将该房间的通风空调系统转换到相应的排烟模式。
③水系统：非空调季、车站火灾工况下，水系统关闭。

3.2 区间隧道通风系统运行模式

3.

2.1 正常运行模式

①每个车站两端各设一座直通地面的活塞兼事故通风井，活塞风孔位于上、下行线路中心线正上方或侧面面，通过组合式风阀与两条区间隧道分别连通。正常运营期间，通过列车行驶产生的活塞风，实现隧道与室外的通风换气。
②正常运营期间，隧道通风系统执行2001-初期模式，车站轨道排热系统（TEF系统）承担车站轨道区域的通风排热功能，TEF风机变频运行，通过站台下排热风道和轨顶排热风道，排除列车制动系统和列车空调冷凝器散发的热量。
③远期运营夏季时，每天运营前后半小时，为防止区间隧道超温，根据预先设定好的早晚通风模式，开启区间隧道风机，进行推拉式通风，利用室外空气对地铁进行和补充新鲜空气，排除地铁内集聚的热空气。
④运营时间后，TEF风机、风阀关闭，隧道通风系统执行停运模式。
3.2.2 阻塞模式 列车因事故(非火灾)滞留在区间隧道时，为保证列车空调器能正常运转，列车后方站的事故，排热风机向区间隧道送新风，列车前方站的事故，排热风机将区间隧道内的空气排至地厩。区间隧道内的气流方向与列车行进方向一致。
3.2.3 火灾模式 列车在区间隧道或车站内发生火灾事故时，开启隧道系统事故风机、风阀可以有效排烟，又可以向乘客和消防人员提供必要的新风量，形成一定的迎面风速，诱导乘客安全撤离。
①当列车在区间运行过程中发生火灾停在区间时，控制室确认火灾后，根据事故列车位置和人员疏散方向、着火点等因素决定通风方向，或车站手动启动相应的火灾模式：即车站一端的事故风机向火灾区间送风，另一端的事故风机将烟雾经风井排至地面，保证乘客疏散到安全地带。a列车头部着火且停在区间任意位置：乘客从列车尾部安全门进入隧道向出站方向的车站撤离。此时由列车进站方向的事故风机排烟，由出站方向的事故风机送风引导乘客迎着新风撤离。b列车头部着火且停在区间任意位置：乘客的撤离方向与排烟的运行模式恰好与列车头着火时相反。c列车中部车厢着火且停在区间任意位置：此时排烟运行方式应根据列车在区间的具体位置及现场乘客的疏散情况而定。②当发生火灾的列车进入车站停车时，站务人员打开屏蔽门，控制室启动轨行区火灾模式，TEF风机转入工频运行进行排烟，同时开启车站两端隧道风机辅助进行排烟，使乘客疏散方向与气流方向相反，以利于人员安全撤离。

4 系统控制要求

通风与空调系统均由BAS系统管理和控制，由级控制，车站级控制和就地级控制组成，就地级控制具有优先权。
4.1 级控制 西安地铁二号线BAS系统采用深度集成的模式，纳入综合监控系统进行统一设计；BAS不单独组建全线网络，在车站与综合监控系统集成，由综合监控系统组建全线监控网络，对全线车站

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内的通风与空调系统进行监控，根据正常运行模式、阻塞运行模式和火灾运行模式，使其统一协调地运行。
4.2 车站级控制 车站级功能主要在车站实现，通过BAS设置在车站的工作站、plc、现场控制网完成。各车站通风空调电控室是用来确保不同运行模式，并对设备按要求作控制和显示。
4.3 就地控制 就地级功能主要通过BAS设置在就地的PLC、RIO、仪器、仪表实现。就地级控制分为“环控”和“就地”，“环控”是在车站通风空调电控室内进行操作，就地级是在设备就地控制箱上进行操作，供设备安装、调试、检修时现场使用。为确保安全，就地控制具有优先权。就地控制时，有信号给级控制，则级控制和车站级控制失效，就地控制结束后，反馈信号给级控制，则恢复其正常功能。需注意的是，“环控”或“就地”控制方式下，启动风机前应先开启与其连锁的风阀，否则，由于硬件连锁的存在，风机将不会启动。
参考文献：
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王文琪.对于空调系统节能技术的几点思考[J].价值工程.2011（12）.
[3]李国庆.城市轨道交通通风空调系统技术发展新趋势[J].都市快轨交通.2004(06).