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    軌道交通之地鐵中央空調解決方案

    時間:2018-09-03 點擊次數:1600次 作者:成都中央空調安裝 | 成都中央空調保養 | 成都中央空調維修


     

      由于列車是影響地鐵熱環境的主要干擾源,列車的往來運動導致地鐵站臺內氣流分布的周期性變化,根據靜態平均負荷設計的空調系統在實際運行中可能無法滿足設計要求,因此有必要了解這一動態變化過程。

      背景介紹

      地鐵空間作為典型的地下大空間建筑,其空調運行能耗是地鐵總能耗的重要組成部分。因此,地鐵空調系統的合理設計及優化運行對于地鐵的節能運行具有舉足輕重的影響。由于列車是影響地鐵熱環境的主要干擾源,列車的往來運動導致地鐵站臺內氣流分布的周期性變化,根據靜態平均負荷設計的空調系統在實際運行中可能無法滿足設計要求,因此有必要了解這一動態變化過程。同時地鐵站作為一個整體,其各部分負荷相差很大,所以有必要分析各部分負荷的實際情況,有針對性的采取節能措施,以合理減低空調能耗。

      這些問題的解決,都依賴于對地鐵熱環境詳細的測量與分析。同時,近年來應用漸廣的地鐵熱環境模擬手段,也急需大量的實驗驗證。但是由于地鐵熱環境實地測量的復雜性,目前國內對地鐵空調負荷的的實測數據非常缺乏。

      地鐵主要是由車站、隧道兩大部分組成。地鐵車站根據城市規劃控制要求:位于城市主干道下的,應滿足主體結構上覆土不小于3米;位于城市次干道下的,應滿足主體結構上覆土不小于2米。車站包括公共區、管理及設備用房。整個車站全長一般應在160米以上。地下鐵道基本上是與大氣隔絕的,室外大氣的溫、濕度對車站的空調負荷只有間接的影響。

      系統設計

      1、機械通風

      當活塞式通風不能滿足地鐵除余熱與余濕的要求時,要設置機械通風系統。根據地鐵系統的實際情況,可在車站與區間隧道分別設置獨立的通風系統。車站通風一般為橫向的送排風系統;區間隧道一般為縱向的送排風系統。這些系統應同時具備排煙功能。區間隧道較長時,宜在區間隧道中部設中間風井。對于當地氣溫不高,運量不大的地鐵系統,可設置車站與區間連成一起的縱向通風系統,一般在區間隧道中部設中間風井,但應通過計算確定。

      2、閉式系統

      閉式系統使地鐵內部基本上與外界大氣隔斷,僅供給滿足乘客所需的新鮮空氣量。車站一般采用空調系統,而區間隧道的冷卻是借助于列車運行的“活塞效應”攜帶一部分車站空調冷風來實現。這種系統多用于當地最熱月的月平均溫度高于25℃、且運量較大、高峰時間內每小時的列車運行對數和每列車車輛數的乘積大于180的地鐵系統。

      3、屏蔽門系統

      在車站的站臺與行車隧道間安裝屏蔽門,將其分隔開,車站安裝空調系統,隧道用通風系統(機械通風或活塞通風,或兩者兼用)。若通風系統不能將區間隧道的溫度控制在允許值以內時,應采用空調或其他有效的降溫方法。安裝屏蔽門后,車站成為單一的建筑物,它不受區間隧道行車時活塞風的影響。車站的空調冷負荷只需計算車站本身設備、乘客、廣告、照明等發熱體的散熱,及區間隧道與車站間通過屏蔽門的傳熱和屏蔽門開啟時的對流換熱。

      4、此時屏蔽門系統

      車站空調冷負荷僅為閉式系統的22%~28%,且由于車站與行車隧道隔開,減少了運行噪聲對車站的干擾,不僅使車站環境較安靜、舒適,也使旅客更為安全。地鐵環控系統一般采用屏蔽門制式環控系統或閉式環控系統。屏蔽門制式系統即:站臺和軌行區分開,車站為獨立的制冷、除濕區、因此有安全、節能和美觀等優點。由于屏蔽門的隔斷,屏蔽門制式環控系統形成了兩個相對獨立的系統——車站空調通風系統和隧道通風系統。

      負荷計算方面

      根據地鐵的建筑特點,造成地鐵內部對室外溫度影響的延遲性,相對穩定,根據有關資料顯示:列車本身及列車空調的散熱約占74%,照明、廣告燈箱的散熱約占6%,設備(如自動扶梯、售票機等)的散熱約占5%,乘客和工作人員的散熱約占15%;地鐵圍護結構周圍的土壤能吸收大量的熱量并儲蓄起來,夏儲冬放,以調節地鐵內空氣的溫度,根據一些資料記載,此部分熱量占地鐵產熱量的25%-40%。

      環控設計采用常規閉式系統,總散熱量扣除傳入地鐵周圍土壤中的熱量外,基本為車站的空調負荷;環控設計采用常規開式系統,列車本身及列車空調的散熱量扣除傳入地鐵周圍土壤中的熱量外,其他部分的熱量通過隧道通風系統傳到室外,而車站的空調負荷僅包括車站內乘客和工作人員散熱量、照明散熱量及設備散熱量。

      1、參數取值方面

      地鐵站的空調屬于舒適性空調。站內雖然人員密集,但逗留時間較短,同時地鐵空調負荷很大,為了節約能源,只考慮乘客由地面進入車站的一個“暫時舒適”環境即可。而人體對溫度變化有明顯感覺的溫差在2°C以上。這樣乘客從地面進站到上車,經歷一個環境溫度逐漸降低的過程,32.5℃→30℃→29℃→27℃,既是一個較舒適的過程又是一個較衛生的過程,沒有突冷的感覺;車站的一些管理用房,由于管理人員長時間在里面工作,取tn =27℃;車站的一些設備用房據工藝要求確定室內溫度取值。

      2、防排煙方面

      由于地鐵是一個人員密集的地下公共建筑,且地下車站對外連通的口部相對來說比較少,因此地下鐵道及區間隧道的機械事故通風至關重要。

      地鐵事故通風分為非火災性原因和火災性原因二類。火災事故按區間隧道、站廳、站臺同一時間只有一處發生火災來考慮,此較好的方法是使人、煙分向流動,用機械排煙設施使煙氣按一個方向流動,排出地面,而人員從另一個方向撤離。

      考慮到地鐵的站廳或站臺公共區的使用面積一般在1500m2左右,且為了使一個站廳或站臺分為兩個防煙分區,因此規范規定:每個防煙分區的建筑面積不宜超過750m2。排煙量按每分鐘每平方米建筑面積1m3計算。

      地鐵排煙系統,排煙風機及煙氣流經的輔助設備如風閥及消聲器等,應保證在150℃時能連續工作1h。

      3、噪聲控制方面

      地鐵車站的主要噪聲源來自列車的運行,噪聲級高達80dB(A),一般聲功率級100分貝以上;其它如變壓器、水泵、制冷機、冷卻塔等為次聲源。

      環境特點

      (1)地鐵的車站和區間隧道除出入口(地面線和高架線除外)等極少部位與外界相通外,基本上與外界隔絕,長年不見陽光,通風條件差,潮濕、多粉塵、行車震動大、空間狹小、小昆蟲自由出入、人員密集,只有用人工氣候才能滿足乘客的要求;

      (2)列車各種設備的運行和乘客都將釋放出大量的熱,若不及時排除,將使本站和區間溫度上升,是乘客在此環境中難以忍受;

      (3)地下鐵道是狹長的地鐵建筑物,列車及各種設備運行產生的噪音不易消除,對乘客影響較大;

      (4)地鐵運行時產生“活塞效應”,局部與瞬間空氣流速較大,會干擾車站氣流組織,使乘客感覺到不舒適,并影響車站負荷;

      (5)當發生事故,尤其是發生火災事故時,將導致環境惡化,不易救援,要采取有效措施。

     

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