一种地铁车站公共区域的通风控制方法与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，具体是一种地铁车站公共区域的通风控制方法。


背景技术：

2.地铁车站是重要的城市基础设施，当前处于飞速建设和高速发展时期，如何更好地满足车站通风需求、促进地铁车站高效合理运行并降低其运行能耗，是在设计、运行地铁车站中需要重点关注的问题。地铁车站通风系统的主要功能，是提供新鲜空气、排除多余热量，以维持站内环境的舒适。地铁车站站厅层、站台层中的公共区域具有不同于办公区、设备区等区域的功能特点，仅是用于乘客上下车及等候过程的短暂停留。此外，地铁车站的出入口与车站外部环境相连接，受外部环境、车站内列车活塞风的影响，能够与站厅层之间空气流通而形成渗透风。因此，常见地铁车站公共区域通风主要来源有活塞风、出入口渗透风与机械新风。
3.然而实践表明，现有地铁车站的通风控制方法在应用中存在以下问题：一是从实际车站的二氧化碳水平来看，其浓度通常仅在600ppm
ꢀ‑
700ppm，甚至很少有超过800ppm的时刻，远小于规范中给出的1500ppm的限值，这也反映出车站通常存在过量的新风；二是系统整体能效水平较低，一部分原因就在于过量的新风导致了大量不必要的耗冷量，实际冷源设备供冷量的一半以上是用来承担新风负荷。基于此，有必要发明一种地铁车站公共区域的通风控制方法，能够根据车站实际需求、负荷特点等进行合理的系统设计，并根据实际车站内的二氧化碳浓度等监测指标指导各类主动式设备的运行，实现地铁车站公共区域的合理运行、降低车站运行能耗。


技术实现要素：

4.本发明为了解决现有地铁车站的通风控制方法存在过量的新风、系统运行能效水平较低的问题，提供了一种地铁车站公共区域的通风控制方法。
5.本发明是采用如下技术方案实现的：一种地铁车站公共区域的通风控制方法，该方法是基于通风系统实现的，所述通风系统包括排风井、排风机、空调机组、站厅送风风道、站厅回排风风道、站台送风风道、站台回排风排烟风道与二氧化碳探测装置；站厅回排风风道的出口、站台回排风排烟风道的出口均分别与排风机的入口、空调机组的入口连通；排风机的出口与排风井连通；空调机组的送风机的出口分别与站厅送风风道的入口、站台送风风道的入口连通；所述站台送风风道与排风机可阻断地连通；所述站厅送风风道、所述站台送风风道上均等间距设置有若干个出风口；所述站厅回排风风道、所述站台回排风排烟风道上均等间距设置有若干个入风口；所述二氧化碳探测装置包括若干个均匀分布于站厅和站台内部的二氧化碳探测器；所述通风控制方法是采用如下步骤实现的：a）供冷季且公共区域内二氧化碳浓度低于限度值时，采取内循环模式，具体控制方式如下：关闭排风机，站厅、站台的回风经站厅回排风风道、站台回排风排烟风道，由空调
机组处理后，继而通过送风机从站厅送风风道、站台送风风道送至站厅、站台；b）供冷季且公共区域内二氧化碳浓度高于限度值时，采取新风调节模式，具体控制方式如下：开启排风机，并变频调节排风机的排风量，以增加公共区域出入口的自然渗风风量，风量调节在满足新风需求维持二氧化碳浓度的同时尽可能地减少新风负荷；公共区域出入口的自然渗风送至站厅或站台，站厅、站台的回风经由站厅回排风风道、站台回排风排烟风道，一部分进入空调机组降温，再通过送风机从站厅送风风道、站台送风风道送至站厅、站台，剩余部分通过排风机从排风井排出；c）通风季时，采取只排不送模式，具体控制方式如下：开启排风机，公共区域出入口的自然渗风进入站厅或站台，站厅、站台的回风经由站厅回排风风道、站台回排风排烟风道，通过排风机从排风井排出，同时满足排热与提供新风的需求；d）站厅发生火灾时，采取站厅排烟模式，具体控制方式如下：关闭空调机组与站台回排风排烟风道，公共区域出入口的自然渗风对站厅进行自然补风，带有烟的站厅回风经由站厅回排风风道，通过排风机从排风井排出；e）站台发生火灾时，采取站台排烟模式，具体控制方式如下：关闭空调机组与站厅回排风风道，开启车站两端隧道风机辅助排烟，并将站台送风风道与排风机连通；公共区域出入口的自然渗风对站台进行自然补风，在楼梯口形成不小于1.5m/s的向下风速，带有烟的站台回风一部分经由站台回排风排烟风道、站台送风风道，通过排风机从排风井排出，剩余部分从隧道内排出。
6.进一步地，所述排风井的数量为两个；所述排风机、所述空调机组的数量均为两台；两个排风井、两台排风机、两台空调机组均分别设置于地铁车站公共区域的两端。
7.进一步地，所述站厅送风风道、所述站厅回排风风道的数量均为四个；四个站厅送风风道、四个站厅回排风风道均对称设置于站厅中心线的两侧；所述站台送风风道、所述站台回排风排烟风道的数量均为四个；四个站台送风风道、四个站台回排风排烟风道均对称设置于站台中心线的两侧。
8.进一步地，所述通风系统还包括两个排风道，两台排风机分别设置于两个排风道的内部；位于同侧的各个站厅送风风道、各个站台送风风道均通过一间送风室与同侧的空调机组连通；位于同侧的各个站厅回排风风道、各个站台回排风排烟风道均通过一间排风室与同侧的排风机、空调机组连通。
9.进一步地，位于同侧的排风室与排风机之间、位于同侧的排风机与排风井之间均设置有消声器。
10.进一步地，所述通风系统还包括若干个电动调节风阀与若干个电动组合风阀，所述电动调节风阀分别设置于排风室与排风机之间、排风室与空调机组之间；所述电动组合风阀分别设置于各个站厅送风风道的端部、各个站厅回排风风道的端部、各个站台送风风道的端部、各个站台回排风排烟风道的端部。
11.进一步地，各个站厅送风风道与各个站台送风风道上均设置有若干个70℃防火阀；各个站厅回排风风道与各个站台回排风排烟风道上均设置有若干个280℃防火阀。
12.本发明提供了一种全新的通风控制方法，该方法具有如下有益效果：（一）取消了机械新风地铁车站出入口渗透风量不容忽视，现有的绝大多数地铁车站的公共区域新风供
给供过于求，即便关闭机械新风，由出入口渗入的新风仍可满足其站内旅客等人员的新风需求。有数据显示，即便关闭机械新风系统，实测公共区域 co
2 浓度也没有明显提升，绝大多数车站仍维持在1000ppm 以下，说明依靠车站出入口渗入风量也足以满足公共区域的人员新风需求。本发明中公共区域取消机械新风供给，利用出入口渗透风来满足人员的新风需求，进一步简化了通风系统。
13.（二）单风机运行，变频调节现有地铁车站通风空调系统通常包含多个风机（送风机、排风机）和风阀（回风阀、排风阀、新风阀）等，其目的是为了实现多种运行模式，例如全新风、小新风等，系统复杂，切换方式众多，但实际运行中却存在风阀漏风、风量调节范围有限等诸多不足。
14.本发明中通风系统采用单风机方案，减少机械新风供给以节约风机能耗，在供冷季，公共区域通风系统运行内循环模式，利用出入口渗风作为新风供给，避免机械新风的引入以减少负荷降低能耗。在供冷季同时监测公共区域的co
2 浓度，保证其满足要求（如低于1500ppm），在必要时开启排风机，并变频调节使得在满足新风需求维持 co
2 浓度的同时尽可能地减少新风负荷。在通风季，公共区域通风系统运行不排不送模式，尽可能依靠出入口渗风进行排热，同时为公共区域提供新风。而在公共区域热环境参数超过设定值或 co
2 浓度过高时开启排风机，通过排风机的排风作用引入更多的室外新鲜空气，变频调节风量，满足公共区域的排热需求，并保证新风量供给。这一方式也有助于将车站新风需求与温湿度控制分开，利用不同方式来满足通风系统的需求。
15.这种利用单风机运行的地铁车站通风系统模式，一方面简化了系统、降低了复杂程度，另一方面又能有效进行运行调节，将新风需求同车站内其他通风需求相解耦，并利用 co
2 浓度监测来实现相应的调节，可以与地铁车站内人员、客流变化等进行有效结合。地铁车站客流量一天内通常存在显著变化，具有人员高峰时段和低谷时段，但不同日之间的客流变化又存在很大程度的相似，客流变化与这种单风机系统的运行控制可实现良好的结合，当人员高峰、室内 co
2 浓度过高时，即可由排风机排风、加大引入站内的新鲜空气量，满足高峰时段的人员新风需求，实现基于客流量的变化的通风系统运行调控。
16.综上所述，本发明所述的一种地铁车站公共区域的通风控制方法，选择区别于小系统的通风方式，根据公共区域（站台、站厅）的空气流通及通风需求，取消机械新风系统，充分利用从公共区域出入口流入的自然渗风，合理设计公共区域内的风道，自然补风，以降低公共区域内的二氧化碳浓度，大幅度节省了通风所需的能耗，减少了通风系统的占地空间，节省了配置机械通风系统所需的物资与设备。此外，供冷季时通过变频调节排风机的排风量，实现调节自然补入新风风量的目的，在满足公共区域内二氧化碳浓度要求的情况下，大幅度减小了空调机组的新风负荷，进一步节省了供冷季通风所需的能耗。进一步的，配置消声器、电动风阀等附属设备，变频运行排风机与送风机，使得本通风控制方法的节能性能与环保性能进一步提升。
附图说明
17.图1是本发明中通风系统的布置示意图；图2是内循环模式时本发明的控制示意图；图3是新风调节模式时本发明的控制示意图；
图4是只排不送模式时本发明的控制示意图。
18.图中，1
‑
排风井，2
‑
排风机，3
‑
空调机组，4
‑
站厅送风风道，5
‑
站厅回排风风道，6
‑
站台送风风道，7
‑
站台回排风排烟风道，8
‑
站厅，9
‑
站台，10
‑
送风室，11
‑
排风室，12
‑
消声器，13
‑
电动调节风阀，14
‑
电动组合风阀，15
‑
70℃防火阀，16
‑
280℃防火阀，17
‑
送风机。
具体实施方式
19.一种地铁车站公共区域的通风控制方法，该方法是基于通风系统实现的，如附图1所示，所述通风系统包括排风井1、排风机2、空调机组3、站厅送风风道4、站厅回排风风道5、站台送风风道6、站台回排风排烟风道7与二氧化碳探测装置；站厅回排风风道5的出口、站台回排风排烟风道7的出口均分别与排风机2的入口、空调机组3的入口连通；排风机2的出口与排风井1连通；空调机组3的送风机17的出口分别与站厅送风风道4的入口、站台送风风道6的入口连通；所述站台送风风道6与排风机2可阻断地连通；所述站厅送风风道4、所述站台送风风道6上均等间距设置有若干个出风口；所述站厅回排风风道5、所述站台回排风排烟风道7上均等间距设置有若干个入风口；所述二氧化碳探测装置包括若干个均匀分布于站厅8和站台9内部的二氧化碳探测器；所述通风控制方法是采用如下步骤实现的：a）供冷季且公共区域内二氧化碳浓度低于限度值时，采取内循环模式，如附图2所示，具体控制方式如下：关闭排风机2，站厅8、站台9的回风经站厅回排风风道5、站台回排风排烟风道7，由空调机组3处理后，继而通过送风机17从站厅送风风道4、站台送风风道6送至站厅8、站台9；b）供冷季且公共区域内二氧化碳浓度高于限度值时，采取新风调节模式，如附图3所示，具体控制方式如下：开启排风机2，并变频调节排风机2的排风量，以增加公共区域出入口的自然渗风风量，风量调节在满足新风需求维持二氧化碳浓度的同时尽可能地减少新风负荷；公共区域出入口的自然渗风送至站厅8或站台9，站厅8、站台9的回风经由站厅回排风风道5、站台回排风排烟风道7，一部分进入空调机组3降温，再通过送风机17从站厅送风风道4、站台送风风道6送至站厅8、站台9，剩余部分通过排风机2从排风井1排出；c）通风季时，采取只排不送模式，如附图4所示，具体控制方式如下：开启排风机2，公共区域出入口的自然渗风进入站厅8或站台9，站厅8、站台9的回风经由站厅回排风风道5、站台回排风排烟风道7，通过排风机2从排风井1排出，同时满足排热与提供新风的需求；通风季当室外温度过低、风机已降低至最低频率时，可分区段运行，甚至彻底保持关闭，仅靠活塞效应从出入口引入少量新风，在满足人员需求的前提下减小过量冷空气的引入。
20.d）站厅8发生火灾时，采取站厅排烟模式，具体控制方式如下：关闭空调机组3与站台回排风排烟风道7，公共区域出入口的自然渗风对站厅8进行自然补风，带有烟的站厅8回风经由站厅回排风风道5，通过排风机2从排风井1排出；在此过程中，乘客通过出入口向车站外撤离；站台9通过隧道内的活塞内补充新风，以保证站台9环境的适宜。
21.e）站台9发生火灾时，采取站台排烟模式，具体控制方式如下：关闭空调机组3与站厅回排风风道5，开启车站两端隧道风机辅助排烟，并将站台送风风道6与排风机2连通；公共区域出入口的自然渗风对站台9进行自然补风，在楼梯口形成不小于1.5m/s的向下风速，带有烟的站台9回风一部分经由站台回排风排烟风道7、站台送风风道6，通过排风机2从排
风井1排出，剩余部分从隧道内排出；在此过程中，乘客经楼梯进入站厅层，进而向车站外撤离。
22.如附图1所示，所述排风井1的数量为两个；所述排风机2、所述空调机组3的数量均为两台；两个排风井1、两台排风机2、两台空调机组3均分别设置于地铁车站公共区域的两端。
23.如附图1所示，所述站厅送风风道4、所述站厅回排风风道5的数量均为四个；四个站厅送风风道4、四个站厅回排风风道5均对称设置于站厅8中心线的两侧；所述站台送风风道6、所述站台回排风排烟风道7的数量均为四个；四个站台送风风道6、四个站台回排风排烟风道7均对称设置于站台9中心线的两侧。
24.如附图1所示，所述通风系统还包括两个排风道，两台排风机2分别设置于两个排风道的内部；位于同侧的各个站厅送风风道4、各个站台送风风道6均通过一间送风室10与同侧的空调机组3连通；位于同侧的各个站厅回排风风道5、各个站台回排风排烟风道7均通过一间排风室11与同侧的排风机2、空调机组3连通。
25.如附图1所示，位于同侧的排风室11与排风机2之间、位于同侧的排风机2与排风井1之间均设置有消声器12。
26.如附图1所示，所述通风系统还包括若干个电动调节风阀13与若干个电动组合风阀14，所述电动调节风阀13分别设置于排风室11与排风机2之间、排风室11与空调机组3之间；所述电动组合风阀14分别设置于各个站厅送风风道4的端部、各个站厅回排风风道5的端部、各个站台送风风道6的端部、各个站台回排风排烟风道7的端部。
27.所述电动组合风阀14是由井字形底框架，模数化多个单体多叶风阀、连杆、角行程电动执行机构和限位器等部件采用标准紧固件连接组装而成。模数化单体多叶风阀全开时，气流流通面积≥80％，全闭时泄漏率＜1％。在风压 1400pa 条件下风阀叶片启闭自如，一台角行程执行机构控制一台联动组合式多叶钢制风阀。
28.如附图1所示，各个站厅送风风道4与各个站台送风风道6上均设置有若干个70℃防火阀15；各个站厅回排风风道5与各个站台回排风排烟风道7上均设置有若干个280℃防火阀16。
29.具体实施过程中，隧道风机选用可逆转耐高温轴流风机，且其前后自带消声器；空调机组3的送风机17出口处设一风量调节阀以调节系统总风量；排风机2为高效低噪轴流风机；消声器12为阻抗复合片式消声器，风道内对外消声器长度为3m，对内消声器长度为2m；70℃防火阀15、280℃防火阀16均为常开式防火阀。