1、淺談地鐵車站空調負荷特性摘要：介紹了地鐵車站空調負荷的計算方法。以廣州典型地鐵車站的設計數據為例，經分析得出了地鐵車站空調負荷的主要控制因素是車站客流量和新風負荷的結論。關鍵詞：地鐵空調負荷屏蔽門逐時負荷本文以廣州地鐵為例，分析地下地鐵車站的空調負荷。1空調系統概述1.1空調系統劃分按照功能特點，地鐵車站空調系統可分為:車站站廳、站臺公共區空調系統，簡稱為大系統;車站設備管理用房空調系統，簡稱為小系統。大系統主要在乘客活動區域內為乘客提供舒適、衛生的過渡性環境，小系統主要為工作人員提供舒適的工作環境和為車站設備提供適宜的運行環境。1.2空調系統室內設計參數(見表1)一般地，表1中設備用房的空調

2、室內設計參數可滿足地鐵車站工藝設備房的運行要求;變電房的降溫方式應遵循節能的原那么，選擇通風降溫或空調冷風降溫。2空調負荷分析2.1大系統空調負荷大系統空調負荷主要由6部分組成:人體散熱、散濕負荷，圍護構造散熱、散濕負荷，照明負荷，新風負荷，出人口空氣浸透負荷，車站公共區設備發熱負荷。2.1.1人體散熱、散濕負荷人體散熱、散濕主要是由乘客在車站內的活動造成的，所以車站客流量及乘客在站內停留的時間是人體散熱、散濕的決定因素。非換乘站大系統空調人數計算公式如下。式中g，gp分別為站廳、站臺的計算人數;a1，a2分別為車站遠期頂峰時上車、下車客流量，人/h，應根據客流預測報告選擇相應車站的客流量;a

3、l，a2分別為乘客上車在站廳、站臺的停留時間，in，可取2in或根據乘客購票時間、行車間隔決定;b1，b2分別為乘客下車在站廳、站臺的停留時間，in，可取1.5in或根據乘客出站所需時間決定。對于換乘車站計算人數必須根據車站換乘的方式(即換乘客流的行走道路)決定車站站廳、換乘廳和站臺的計算人數。地鐵與其他公共交通一樣，存在很明顯的地域差異及峰谷時間，根據部分車站的客流資料計算，某些客流密集的換乘車站的頂峰客流量是客流小的車站的7-8倍，客流密集車站的人員熱負荷占該站大系統總負荷的40%以上，客流小的車站那么為10%以下;圖1為某車站逐時客流比例圖，車站客流最頂峰時刻為08:00，其次為17:0

4、0，車站低谷時刻客流約為頂峰時的15%。可見，車站客流是大系統空調負荷的主要影響因素之一，所以必須充分研究客流情況，同時計算空調負荷時必須計算大系統人員的逐時負荷。2.1.2圍護構造散熱、散濕負荷根據專家的研究與分析，地下車站的外圍護構造與土壤間的傳熱不計算到圍護構造的散熱中，可作為車站空調負荷的裕量，所以大系統圍護構造散熱主要是車站的內圍護構造間溫差的傳熱。對于屏蔽門系統，屏蔽門及車站軌道排熱風道對站臺的傳熱為主導因素，其傳熱量可根據下式計算:q=kf(tls，-tn)(2)式中q為內圍護構造傳熱量k為內圍護構造傳熱系數，/(2);f為內圍護構造傳熱面積，2;tls、為相鄰房間室內計算溫度，

5、;tn為空調室內計算溫度，。圍護構造散濕是指外圍護構造與土壤間的散濕量，可通過單位面積的散濕量進展計算，按照經歷數據，單位面積散濕量可按2g/(2h)進展計算。2.1.3照明負荷照明負荷約占大系統空調總負荷的15%，照明逐時負荷可按下式計算:qt:=qsxr-t(3)式中qt為照明設備t時刻的計算冷負荷;qs為照明設備散熱量，;xr-t為從開燈時刻到計算時刻照明散熱的冷負荷系數(可根據文獻1選擇)。2.1.4新風負荷對于設置屏蔽門系統的車站，大系統的新風量可取下述三者中的最大值:計算人員新風量;新風量不小于系統總送風量的10%;屏蔽門漏風量。根據現行屏蔽門系統的應用情況，近、遠期屏蔽門漏風量是

6、大系統新風量的決定因素，歸納已有線路的設計數據，新風負荷占車站大系統空調負荷的比例隨車站規模的增大而減小，一般為15%-40%。因此，新風負荷是大系統空調負荷的又一主要部分。計算新風負荷時必須根據夏季空調室外計算逐時溫度計算，可按下式計算夏季空調室外計算逐時溫度:tsh=tp+tr(4)式中tsh為室外計算逐時溫度;tp為夏季空調室外計算日平均溫度，;為室外溫度逐時變化系數;tr為夏季室外計算平均日較差，。屏蔽門漏風的來源是列車到站時乘客下車，屏蔽門、車門翻開，由于受到軌道排風、活塞風的影響，通過屏蔽門兩側的空氣發生的質量和熱量交換。在實際設計過程中，一般會利用模擬軟件進展屏蔽門漏風量的計算。

7、根據一些專家的模擬計算，廣州地鐵幾條線的屏蔽門漏風量大部分在5133/s之間。隧道內的平均溫度因線路的長短、列車每小時運行的對數等因素的變化而有較明顯的變化，廣州已建成的地鐵線路中最高39左右，最低32左右。由于隧道內壓力變化的影響因素較復雜且難以測定，所以取值問題尚未有一致的看法。而在計算空調負荷時，一個車站的屏蔽門漏風量一般取值583/s。由于新風量取決于近、遠期屏蔽門漏風量，所以從節能、降低初投資及運營本錢等角度出發，對地下車站大系統新風量及屏蔽門漏風量的研究勢在必行。2.1.5出人口空氣浸透負荷屏蔽門系統的設置很大程度上減少了活塞風對車站公共區環境的影響，但由于屏蔽門漏風的存在，使車站

8、公共區某些時刻存在一定負壓，因此必須考慮室外熱空氣通過車站出人口侵人而引起的空調負荷。一般情況下，此部分負荷所占比例很小，計算是為了進步結果的精度。2.1.6車站公共區設備發熱負荷車站公共區設備一般包括:自動扶梯，垂直升降機，售檢票設備，廣告燈箱，導向指示牌，銀行、商鋪設備等，此部分負荷占大系統總空調負荷的15%左右。2.1.7大系統空調逐時負荷分析由以上分析可知，新風負荷與人員散熱負荷是大系統空調負荷的兩個主要部分。由于新風量受屏蔽門漏風量的影響，在空調季節為了防止車站內出現負壓，防止室外熱風的侵人，要保持一定的新風量，新風負荷隨時間變化的幅度較小(見圖2)，所以準確確定屏蔽門漏風量是地下車

9、站空調節能的重要環節。人員散熱負荷隨時間變化的幅度較大(見圖3)，作好空調系統逐時的調控對空調節能有比較顯著的效果。2.2小系統空調負荷小系統空調負荷主要由5部分組成:人體散熱、散濕負荷，圍護構造散熱、散濕負荷，照明負荷，新風負荷，設備發熱負荷。2.2.1人體散熱、散濕負荷小系統人體散熱、散濕是由車站工作人員的活動造成的，各設備、管理用房的計算人數應根據各房間的功能要求決定，且計算人數不少于2。2.2.2圍護構造散熱、散濕負荷小系統圍護構造散熱主要是變電房、通風房間與空調房間之間的溫差穩定傳熱，通風房間的室內設計溫度可按當地室外計算溫度考慮。2.2.3照明負荷照明負荷可按下式計算:q=qsn(

10、5)式中qs為照明設備散熱量;n為蓄熱系數，明裝熒光燈可取0.9，暗裝熒光燈或明裝白熾燈可取0.85。2.2.4新風負荷小系統新風量可按303/(人h)計算。2.2.5設備發熱負荷小系統設備發熱負荷是小系統空調負荷的主要組成部分，包括變電房、地鐵動力用房、通信機房等設備的發熱。根據現有數據，小系統設備發熱負荷在230-330k之間。因此，更深人地測定設備發熱量是實現空調節能的重要環節。3數據參考表2給出了廣州地鐵部分車站大、小系統的負荷數據(施工圖設計數據)，供設計時參考。經回訪上述車站在實際運行中機組運行穩定，空調季節機組運行無負荷過高或過低的現象，且各區域的空氣參數均能到達設計要求。4結論地下車站各類空調負荷在總負荷中所占的比例見圖4，公共區人員散熱負荷、公共區新風負荷、設備房設備散熱負荷、公共區照明負荷、公共區設備散熱負荷是地鐵車站空調總負荷的主要部分，其中公共區人員散熱負荷、公共區照明負荷根據不同車站的客流量及規模有較大