1、軌道交通站空調(diào)設(shè)計有哪些特點？
軌道交通的分類和特點
軌道交通可按不同角度分類，按所處的空間位置可分為“地鐵”和地面鐵路；按所用軌道的輕重可分為“輕軌”和“重軌”。一般來說，運送客流量大的走地下，稱為地鐵；運量小、主要走地面的為輕軌。
軌道交通具有運量大、污染小、方便快捷的特點。相比而言，地鐵的運能大，幾乎不受地面氣候和交通的影響，但造價高；輕軌的運能較小，但造價較地鐵低，受地面交通和氣候的影響較大。
地鐵站空調(diào)設(shè)計特點
車站空調(diào)屬于舒適性空調(diào)的設(shè)計范疇。輕軌站位于地面，其空調(diào)設(shè)計可按照普通車站的設(shè)計參數(shù)和條件進行設(shè)計，這里不再贅述。而地鐵基本上與地面環(huán)境隔絕，室外大氣的溫、濕度只對車站空調(diào)負荷存在間接的影響。其空調(diào)設(shè)計參數(shù)的選取和空調(diào)負荷的計算與常規(guī)舒適性空調(diào)不同。
空調(diào)設(shè)計溫度
地鐵站內(nèi)除工作人員外，其它人員只做短暫停留。為節(jié)約能源，只考慮乘客有一個短時間的舒適環(huán)境即可。由于人體對環(huán)境溫度有明顯感覺的溫差在2℃以上，乘客由地面進入車站，需要經(jīng)過一個由外界環(huán)境溫度逐漸過渡到站內(nèi)溫度的過程，這樣人體才不會產(chǎn)生忽冷忽熱的感覺。至于站內(nèi)管理用房，由于工作人員長時間在內(nèi)工作，可取常規(guī)設(shè)計溫度tn＝24～27℃。其它設(shè)備用房可根據(jù)運行和工藝要求來確定設(shè)計溫、濕度值。
空調(diào)負荷組成與計算
列車本身及列車空調(diào)的散熱約占74％，照明、廣告燈箱的散熱約占6％，設(shè)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(jié)構(gòu)周圍的土壤能吸收大量的熱量并儲蓄起來，夏蓄冬放，以調(diào)節(jié)地鐵內(nèi)空氣的溫度。根據(jù)一些資料記載，此部分熱量占地鐵產(chǎn)熱量的25％～40％。列車本身及列車空調(diào)排放的熱量扣除傳入地鐵周圍土壤的熱量之外，剩余部分由隧道通風(fēng)系統(tǒng)排到室外。車站內(nèi)的空調(diào)負荷包括站內(nèi)乘客和工作人員散熱、照明散熱和其它設(shè)備散熱量。
從車站的空調(diào)負荷組成可看出，地下車站的主要熱源來自列車，當(dāng)站臺使用屏蔽門將列車與站臺公共區(qū)分開時，車站的冷負荷就可以減少為開/閉式車站的1/2～1/3。
站內(nèi)氣流組織
車站公共區(qū)（也稱車站大系統(tǒng)），一般比較狹長，如果只在車站一端設(shè)置風(fēng)柜，那么單條送、回風(fēng)管就會過長，各個送風(fēng)口難以實現(xiàn)阻力平衡，送風(fēng)不均勻。為了避免這一現(xiàn)象，應(yīng)該在車站兩端設(shè)置風(fēng)柜，各自承擔(dān)大系統(tǒng)空調(diào)負荷的1/2，對工作區(qū)進行均勻送風(fēng)。以廣州地鐵站為例，因為采取集中控制，單一區(qū)域空調(diào)面積大，所以一個區(qū)域的送風(fēng)量就高達20多萬，為了實現(xiàn)各送風(fēng)口的阻力平衡，確保出風(fēng)口的余壓，除了對風(fēng)柜本身的強度和控制要求較高之外，更重要的是需要在進行風(fēng)管設(shè)計時，盡量少考慮采用風(fēng)閥調(diào)節(jié)（容易產(chǎn)生“撥一發(fā)而動千鈞”的現(xiàn)象，很難調(diào)節(jié)），而應(yīng)該合理設(shè)計風(fēng)管尺寸，依風(fēng)管本身實現(xiàn)自平衡。目前國際上通用的風(fēng)道計算方法一共有四種：靜壓復(fù)得法、假定速度法、等摩阻法和t算法，對于車站空調(diào)這種需要變風(fēng)量設(shè)計的場合，靜壓復(fù)得法是最佳的計算方法。
車站設(shè)備管理用房（也稱車站小系統(tǒng)），具有工作時間固定（24小時運行），空調(diào)負荷較穩(wěn)定的特點。小系統(tǒng)的空調(diào)負荷只占大系統(tǒng)設(shè)計值的一小部分，為了管路布置方便 ，小系統(tǒng)的風(fēng)系統(tǒng)可以和大系統(tǒng)共用。但因為大系統(tǒng)的空調(diào)負荷具有明顯的不同時段，峰谷時水系統(tǒng)流量變化大，所以小系統(tǒng)的水系統(tǒng)應(yīng)該獨立設(shè)置。
地鐵隧道通風(fēng)按位置不同可分為區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)和車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)，按系統(tǒng)形式可分為開式和閉式系統(tǒng)。開式系統(tǒng)是直接將列車運行產(chǎn)生的隧道熱風(fēng)直接引出室外；閉式系統(tǒng)是將車站送、排風(fēng)道和隧道送、排風(fēng)道合用，冷負荷由大系統(tǒng)制冷機承擔(dān)；列車運行時產(chǎn)生活塞效應(yīng)將站內(nèi)空調(diào)冷風(fēng)引入隧道，列車停站時，在列車底部和頂部設(shè)置局部排風(fēng)系統(tǒng)，排出列車剎車和頂部空調(diào)產(chǎn)生的熱量。
2、軌道交通站可選取的冷源方式有哪些？
軌道交通站可選取集中供冷式冷源和各站獨立冷源兩種方式。
集中供冷可省去部分站點的機房建設(shè)，以廣州地鐵二號線首期工程建設(shè)為例，全線長23.265公里，共有16個地下車站，1個地面車站和3個高架車站。除三元里站設(shè)置單獨制冷機之外，其它15個地下車站分別由四個集中冷凍站供冷。因為冷凍站的供冷半徑較大，往往在2～3公里以上，所以冷水在輸送過程中冷量損失大，水泵揚程、功率隨之增加，而且供、回水管沿隧道區(qū)間敷設(shè)，對檢修和保養(yǎng)極為不便。根據(jù)交通站空調(diào)負荷具有明顯的峰谷特性，因此在集中供冷模式下，可在提供分時電價政策的地區(qū)考慮采用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，夜間利用低價電運行主機蓄冰，白天峰段融冰供冷，并根據(jù)負荷情況選擇制冷機部分開啟或者完全不用開機，節(jié)省了空調(diào)運行費用。另外，采用冰蓄冷進行低溫送風(fēng)，還可以減少風(fēng)管和水管的尺寸，這部分減少的占用空間體積對于地下土建工程十分具有經(jīng)濟意義。目前冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)分動態(tài)和靜態(tài)蓄冰兩種，動態(tài)蓄冰的靈活性和經(jīng)濟性均優(yōu)于靜態(tài)蓄冰，可做優(yōu)先考慮。
各站點獨立冷源和集中供冷的優(yōu)缺點互補，因為供冷規(guī)模較小，所以采用常規(guī)冷水機組供冷即可。這種冷源形式增加了各個站點的機房建設(shè)，按照國內(nèi)軌道交通車站的一般規(guī)模來計算，機房面積在100～150平方米左右。
因此，以上兩種形式的冷源應(yīng)根據(jù)具體情況來靈活選擇。例如車站的管理用房，或者在舊地鐵站增加附屬用房的情況下，可考慮單獨采用一拖多空調(diào)，與車站大系統(tǒng)冷源獨立，這樣不僅照顧到車站大、小系統(tǒng)空調(diào)時間上的差異，也解決了大、小系統(tǒng)共用冷源時的冷量平衡調(diào)節(jié)問題。
空調(diào)設(shè)備的選擇
因為軌道交通空調(diào)主機容量往往是按遠期負荷考慮的，具有一定的設(shè)計余量，而且一年四季氣候條件以及每天不同時段的客流量波動較大，所以國內(nèi)地鐵目前常用螺桿機作為空調(diào)主機，主要是考慮到站內(nèi)空調(diào)的部分負荷運行工況，必要的話還可以采用變頻水泵進行變頻調(diào)節(jié)。
螺桿機具有五大關(guān)鍵部件：壓縮機、油分離裝置、冷凝器、蒸發(fā)器和制冷配件。這五大部件的配置大致確定了螺桿機的性能。例如最新設(shè)計的齒數(shù)比為5:6的非對稱雙螺桿壓縮機，比常見的齒數(shù)比4:6的壓縮機熱效率可提高10～12％，省電25％；采用新型旋風(fēng)式的油分離裝置可將壓縮機排氣油含量降低到3ppm以下，而普通螺桿壓縮機油氣分離裝置油含量則只能達到8～10ppm。在確保產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品價格成為了主機選擇的重要因素。以常規(guī)冷水機組供冷系統(tǒng)為例，主機價格占空調(diào)機房部分造價的80％左右（不含安裝及材料費），而國內(nèi)頂極配置的冷水機，其價格平均可比國外同水平產(chǎn)品低15～20％左右，而且在產(chǎn)品非標定制方面也更具優(yōu)勢。
由于軌道交通建設(shè)具有投資大、資金回收期長的特點，而車站僅僅是乘客暫時停留的場所，所以車站應(yīng)盡量不要設(shè)置與基本功能無關(guān)的設(shè)施，如商業(yè)大廳、集散大廳和售票廳等。這些過剩的功能區(qū)設(shè)置只會徒增工程造價，實際運行時在這些商業(yè)、景觀功能房間逗留的人群很少，而在進行空調(diào)設(shè)計時，又必須考慮到這部分負荷，增加不必要的主機設(shè)計容量。當(dāng)然，這些并不是空調(diào)設(shè)計技術(shù)上的過失。但是應(yīng)當(dāng)呼吁，為降低城市軌道交通設(shè)計造價，有關(guān)部門在進行規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)該沿襲簡樸、方便、實用的風(fēng)格，避免建設(shè)華而不實的“形象工程”。
3、隧道通風(fēng)方式
隧道在不同的時間，也要求有不同的通風(fēng)方式。
（1）車站公共區(qū)的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)
簡稱為車站大系統(tǒng)。由于車站狹長，為避免送、回風(fēng)管距離過遠，系統(tǒng)的空調(diào)風(fēng)柜應(yīng)布置在車站兩端，分別負擔(dān)車站公共區(qū)總負荷的一半，對公共區(qū)進行均勻送風(fēng)。
（2）車站設(shè)備管理用房的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)
簡稱為車站小系統(tǒng)。小系統(tǒng)的進、排風(fēng)道應(yīng)與大系統(tǒng)合用，但水系統(tǒng)應(yīng)與大系統(tǒng)相對獨立。廣州地鐵一號線各車站均采用自備冷源，制冷機組的控制為即可滿足大、小系統(tǒng)共同運行時的冷負荷，又可滿足小系統(tǒng)單獨運行時的冷負荷。
（3）隧道通風(fēng)系統(tǒng)
隧道通風(fēng)系統(tǒng)分為區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)和車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)。隧道通風(fēng)系統(tǒng)又分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。為加強活塞效應(yīng)，規(guī)定活塞風(fēng)道的有效長度不應(yīng)大于35米；閉式系統(tǒng)指車站內(nèi)空氣與隧道內(nèi)空氣相通，列車運行產(chǎn)生活塞效應(yīng)引入空調(diào)風(fēng)冷卻隧道，此時為減弱活塞效應(yīng)，在車站兩端設(shè)置迂回風(fēng)道。
當(dāng)列車停站時，為了達到高效率排熱的目的，采用局部排風(fēng)的方法，即設(shè)置站臺下排風(fēng)系統(tǒng)排除列車停站時由于摩擦、剎車等運動產(chǎn)生的熱量；設(shè)置車行頂排風(fēng)系統(tǒng)，排除列車停站時列車空調(diào)產(chǎn)生的熱量。開式系統(tǒng)中，是將車站隧道熱風(fēng)直接排到室外；閉式系統(tǒng)中，是將車站隧道排風(fēng)道與站臺回/排風(fēng)道合用，冷負荷由大系統(tǒng)空調(diào)機承擔(dān)。
4、空調(diào)負荷計算方面
根據(jù)地鐵的建筑特點，造成地鐵內(nèi)部對室外溫度影響的延遲性，相對穩(wěn)定，根據(jù)有關(guān)資料顯示：列車本身及列車空調(diào)的散熱約占74%，照明、廣告燈箱的散熱約占6%，設(shè)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(jié)構(gòu)周圍的土壤能吸收大量的熱量并儲蓄起來，夏儲冬放，以調(diào)節(jié)地鐵內(nèi)空氣的溫度，根據(jù)一些資料記載，此部分熱量占地鐵產(chǎn)熱量的25%∽40%。環(huán)控設(shè)計采用常規(guī)閉式系統(tǒng)，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(diào)負荷；環(huán)控設(shè)計采用常規(guī)開式系統(tǒng)，列車本身及列車空調(diào)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(fēng)系統(tǒng)傳到室外，而車站的空調(diào)負荷僅包括車站內(nèi)乘客和工作人員散熱量、照明散熱量及設(shè)備散熱量。
5、參數(shù)取值方面
地鐵站的空調(diào)屬于舒適性空調(diào)。站內(nèi)雖然人員密集，但逗留時間較短，同時地鐵空調(diào)負荷很大，為了節(jié)約能源，只考慮乘客由地面進入車站的一個“暫時舒適”環(huán)境即可。而人體對溫度變化有明顯感覺的溫差在2℃以上。這樣乘客從地面進站到上車，經(jīng)歷一個環(huán)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(wèi)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(shè)備用房據(jù)工藝要求確定室內(nèi)溫度取值。
6、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(qū)間隧道的機械事故通風(fēng)至關(guān)重要。
地鐵事故通風(fēng)分為非火災(zāi)性原因和火災(zāi)性原因二類?；馂?zāi)事故按區(qū)間隧道、站廳、站臺同一時間只有一處發(fā)生火災(zāi)來考慮，此較好的方法是使人、煙分向流動，用機械排煙設(shè)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(qū)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(qū)，因此規(guī)范規(guī)定：每個防煙分區(qū)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(tǒng)，排煙風(fēng)機及煙氣流經(jīng)的輔助設(shè)備如風(fēng)閥及消聲器等，應(yīng)保證在150℃時能連續(xù)工作1h。