北方城市地铁通风空调系统方案分析

2005年第1期 制冷与空调 41

北方城市地铁通风空调系统方案分析

杨智华 那艳玲

（铁道第三勘察设计院 30025）

【摘 要】 通过对空调箱和表冷器两个不同的通风空调方案在技术、经济等各方面的分析与比较，推荐北

方城市地铁通风与空调系统采用的合理方案，并针对站台屏蔽门和安全门的应用，结合北方城市地铁的特点进行了阐述和分析。

【关键词】 通风空调系统; 空调箱方案; 表冷器方案; 屏蔽门; 安全门

Analysis of HV & AC system in Northern Metro

Yang Zhihua Na Yanling

( The 3rd Railway Survey & Design Institute 300251 )

【Abstract】 The HV&AC system used in subway for northern cities of China is recommended by comparing the air-conditioning case system and surface air cooler system on technology and economy. The platform screen doors (PSD) and safety doors used in the subway of northern cities are also analyzed in this paper.

【Key words】 HV & AC system; the air-conditioning case system; surface air cooler system; platform screen door (PSD) ; safety door

1、北京、天津地铁通风空调系统简介

北京地铁一、二号线及复八线为已经建成的线路，由于一、二号线的建成时间较早，地下车站基本没有采用空调系统，因此运营后的地铁内部温度一直呈上升趋势，复八线为新建地铁，由于地下车站采用了空调方案，地下车站公共区的环境明显好于既有线路。北京地铁四、五、十号线目前正在进行初步设计或施工图设计阶段，通风空调系统的推荐方案均为采用空调方案。

天津地铁一号线也是早已经建成的既有线路，地下车站没有采用空调系统，因此地下车站的空气环境较差，目前正在进行改建过程之中，地下车站已经考虑设置空调系统，以改善地下车站的环境质量。天津地铁2、3号线及9号线（津滨轻轨西段）等工程通风空调系统的推荐方案均为采用空调方案。

2、北方城市地铁通风空调方案选择与分析

2.1通风空调系统的选择

《地铁设计规范》第12.1.5条规定：在夏季当地最热月平均温度超过25℃，且地铁高峰时间

内每小时的行车对数和每列车车辆数的乘积大于

180时，可采用空调系统。

北京市位于北纬39.48o，夏季最热月平均温度为25.8℃、大于25℃；天津市位于北纬39.06o，夏季最热月平均温度为26.4℃、大于25℃。

一般情况下，北京及天津地铁的行车计划中，远期高峰小时列车对数30对/小时，每列车6辆编组，两者乘积为180。因此，根据北京及天津的气候、地理条件及列车编组等情况，北京、天津地区地铁工程的地下车站应考虑采用空调系统，并采用开、闭式运行相结合的通风、空调方式。 2.2通风空调方案技术经济比较

通风空调系统采用开、闭式运行相结合运行方式中，空调系统的方案通常可以采用组合式空调箱和表冷器两种形式。据了解，在北京及天津地铁的既有线路中采用的是表冷器方案。其中，天津地铁一号线工程选用表冷器方案的主要原因是由于既有地铁车站的地下空间有限，改造难度大。

组合式空调箱方案需要在车站站厅层的端部设置通风及空调机房，以布置组合式空调机组和回排风机等大型空调通风设备；表冷器方案不需

杨智华，男，1971年7月生，学士，工程师

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要在车站端部设置专用的空调机房，而是将用于空调通风的表冷器及机械风机等设备设置在车站端部的机械送、排风道内，从而可以减少通风空调系统占用车站站厅的建筑面积。

表2.2-1 设备选型表 序号

方案

设备 名称 隧道 风机 组合式 空调箱 回排 风机 小新 风机 消声器 电动组 合风阀 机械 风机 表冷器 消声器 电动组 合风阀

参数 60m3/s， 1000Pa 6×104m3/h 6×104m3/h

单

数量位 台 台 台

4 4 4 2 8 24 4 2 8 18

表2.2-1、表2.2-2显示，从通风空调系统的设备数量上来看，空调箱方案的设备数量明显多于表冷器方案的设备数量；从土建规模上来看，空调箱方案的通风空调机房规模较大，表冷器方案由于风机和表冷器主要设置在风道内，对风道的长度有一定的要求，不过总的环控用房面积还是比空调箱方案小。

表2.2-3 技术经济比较表

比较项目

初投资 运行费

环控系统设备（万元） 供电系统设备（万元） 土建初投资（万元） 小计（万元）

空调能耗（万kWh） 空调电费（万元）

空调箱 方案 1250 50 0 1300 146 83

表冷器方案 1000 80 -260 820 120 62

1

空调箱 方案

0.6×104m3/h 台

60m3/s, 1000Pa 12×104m3/h

台 套 台 台 套 套

2

表冷器 方案

表2.2-3显示，从初投资上来比较，空调箱方案的环控设备初投资高，表冷器方案的环控设备初投资低。从空调季节的设备能耗和运行电费上来比较，表冷器方案的能耗及电费比空调箱方案低一些。

表冷器方案中，由于将区间隧道的机械风机与车站机械风机合并设置，设备初投资很低，运行费用也要低一些，但是表冷器方案中的设备检修和维护保养难度较大，车站及区间的工况转换控制要求高；空调箱方案较表冷器方案的运行费用虽然高一些，但系统的运行稳定性和可操作性均强于表冷器方案，设备检修和保养条件也要好的多。

通过以上对两个不同的通风空调方案在技术、经济等各方面的分析与比较，可以看出，北方城市地铁的通风与空调系统采用空调箱方案的闭式运行方案，是比较合适的。该方案成熟可靠，且利于设备选型、运营管理、节约能耗、控制可靠。

下面，以天津地铁9号线为例，选取一个典型地下车站，针对空调箱和表冷器方案，进行通风与空调系统的设备初步选型及环控设备和管线的平面布置，并结合车站的土建及建筑工程规模和环控设备的初投资，以及通风空调系统方案对相关专业的影响，通风与空调系统的运行费用等方面，进行各种通风空调方案的设备及土建规模比较，并进行初步的技术经济比较。典型车站通风空调系统方案设备选型、设备及土建规模比较、技术经济比较等，详见表2.2-1、表2.2-2、表2.2-3。

表2.2-2 设备及土建规模比较表

序空调箱方案 表冷器方案

1 环控机房300m2×2环控机房200 m2×2

空调机房 300m2 2 冷冻机房 120m 冷冻机房 120m2 2 机械风道 6×2 机械风道 4m×2 排风道 3m 检修通道 3m×2 新风道 3m 3 机械风道 20 m 机械风道 45m

新风道 / 排风道 / 4 2040 m2 1780 m2

3、北方城市地铁设置屏蔽门的研究

3.1 站台屏蔽门方案介绍

乘客安全，可以在地下车站的站台设置屏蔽门，通过在地铁车站的站台候车区与行车轨道之间设置屏蔽门装置，将地铁车站与区间隧道从空间上分隔开来，将车站和区间分隔成两个不同的空气环境区域。

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设置站台屏蔽门后，可以减少列车活塞风对车站站台环境的影响，可节省空调通风系统的运行能耗和运营费用。

目前，国外、国内采用站台屏蔽门方案的地铁主要集中在高温高湿的南方地区，如新加坡地铁、香港机场快线、上海地铁九号线、广州地铁二号线和三号线、深圳地铁一期工程等。

对于空调期较短的北方地区，由于屏蔽门的初投资较大。从车站通风空调系统的节能效果与屏蔽门初投资的技术经济比较来看,屏蔽门初投资的回收年限较长，屏蔽门方案的优势并不明显。因此，北方城市地铁应采用空调系统，但是否需要设置站台屏蔽门，还需根据实际情况，如投资规模、管理水平以及屏蔽门设备投资比较等各方面因素，综合进行考虑。

天津地铁9号线的设计中，按照业主要求考虑设置站台屏蔽门，以提高地铁形象及舒适度。 3.2 站台安全门方案介绍

在国外一些城市地铁中，出于安全方面的考虑，在地铁站台层候车公共区与行车轨道区之间设置一道安全门。安全门在结构组成及控制原理上与屏蔽门类似，但高度上及其他功能上不同于屏蔽门，并不能完全将车站和区间分隔开，站台的候车区与轨道区仍然是一个公共的空间。通风空调系统的模式仍然采用空调系统、开闭式运行

的方式。

台候车乘客的安全性，同时也能起到一定的消音、降噪作用（降噪约10～15分贝），并且安全门可以充分体现地下车站的现代化特色、提升城市整体形象。

因此，如果经济条件许可，安全门的初投资比较合理，从出于安全方面的考虑，北方城市地铁可以考虑设置站台安全门的方案。

目前国内外已经采用安全门的地铁等工程项目，有法国地铁14号线和日本东京地铁南北线及多摩线、香港迪斯尼乐园轨道交通线、上海磁悬浮线路等。另外，广州地铁一号线计划安装站台屏蔽门，但在部分车站安装安全门。据了解，北京地铁10号线在施工图设计阶段增加设置站台安全门。

3.3 屏蔽门和安全门的造价分析

以远期每列车六辆编组，每辆每侧设三对对开门，站台有效长度120米为例，每侧站台屏蔽门造价约为320万元，安全门造价约为200万元，即每个地下车站的屏蔽门和安全门的造价分别为640万元、400万元。不过，根据最近几年国内市场的发展情况来看，屏蔽门、安全门的造价存在下降的趋势。

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