浅谈地铁车站空调负荷特性

摘要：介绍了地铁车站空调负荷的 计算 方法 。以广州典型地铁车站的设计数据为例，经 分析 得出了地铁车站空调负荷的主要控制因素是车站客流量和新风负荷的结论。

关键词：地铁空调负荷屏蔽门逐时负荷

本文以广州地铁为例，分析地下地铁车站的空调负荷。

1空调系统概述

1.1空调系统划分

按照功能特点，地铁车站空调系统可分为:车站站厅、站台公共区空调系统，简称为大系统;车站设备管理用房空调系统，简称为小系统。大系统主要在乘客活动区域内为乘客提供舒适、卫生的过渡性环境，小系统主要为工作人员提供舒适的工作环境和为车站设备提供适宜的运行环境。

1.2空调系统室内设计参数(见表

1)

一般地，表1中设备用房的空调室内设计参数可满足地铁车站工艺设备房的运行要求;变电房的降温方式应遵循节能的原则，选择通风降温或空调冷风降温。

2空调负荷分析

2.1大系统空调负荷

大系统空调负荷主要由6部分组成:人体散热、散湿负荷，围护结构散热、散湿负荷，照明负荷，新风负荷，出人口空气渗透负荷，车站公共区设备发热负荷。

2.1.1人体散热、散湿负荷

人体散热、散湿主要是由乘客在车站内的活动造成的，所以车站客流量及乘客在站内停留的时间是人体散热、散湿的决定因素。

非换乘站大系统空调人数计算公式如下。

对于换乘车站计算人数必须根据车站换乘的方式(即换乘客流的行走路线)决定车站站厅、换乘厅和站台的计算人数。

地铁与其他公共 交通 一样，存在很明显的地域差异及峰谷时间，根据部分车站的客流资料计算，某些客流密集的换乘车站的高峰客流量是客流小的车站的7-8倍，客流密集车站的人员热负荷占该站大系统总负荷的40%以上，客流小的车站则为10%以下;图1为某车站逐时客流比例图，车站客流最高峰时刻为08:00，其次为17:00，车站低谷时刻客流约为高峰时的15%。可见，车站客流是大系统空调负荷的主要 影响 因素之一，所以必须充分 研究 客流情况，同时计算空调负荷时必须计算大系统人员的逐时负荷。 根据专家的研究与分析，地下车站的外围护结构与土壤间的传热不计算到围护结构的散热中，可作为车站空调负荷的裕量，所以大系统围护结构散热主要是车站的内围护结构间温差的传热。对于屏蔽门系统，屏蔽门及车站轨道排热风道对站台的传热为主导因素，其传热量可根据下式计算:

Q=KF(tls，--tn)

(2)

式中Q为内围护结构传热量WK为内围护结构传热系数，W/(m2·℃);F为内围护结构传热面积，m2;tls、为相邻房间室内计算温度，℃;tn为空调室内计算温度，℃。

围护结构散湿是指外围护结构与土壤间的散湿量，可通过单位面积的散湿量进行计算，按照经验数据，单位面积散湿量可按2g/(m2·h)进行计算。

2.1.3照明负荷

照明负荷约占大系统空调总负荷的15%，照明逐时负荷可按下式计算:

QT:=QsXr-T

(3)

式中QT为照明设备T时刻的计算冷负荷W;QS为照明设备散热量，W;Xr-T为从开灯时刻到计算时刻照明散热的冷负荷系数(可根据 文献 [1]选择)。

2.1.4新风负荷

对于设置屏蔽门系统的车站，大系统的新风量可取下述三者中的最大值:计算人员新风量;新风量不小于系统总送风量的10%;屏蔽门漏风量。

根据现行屏蔽门系统的 应用 情况，近、远期屏蔽门漏风量是大系统新风量的决定因素，归纳已有线路的设计数据，新风负荷占车站大系统空调负荷的比例随车站规模的增大而减小，一般为15%--40%。因此，新风负荷是大系统空调负荷的又一主要部分。计算新风负荷时必须根据夏季空调室外计算逐时温度计算，可按下式计算夏季空调室外计算逐时温度:

tsh=twp+βΔtr

(4)

式中tsh为室外计算逐时温度℃; twp为夏季空调室外计算日平均温度，℃; β为室外温度逐时变化系数;△tr为夏季室外计算平均日较差，℃。2.1.5出人口空气渗透负荷

屏蔽门系统的设置很大程度上减少了活塞风对车站公共区环境的影响，但由于屏蔽门漏风的存在，使车站公共区某些时刻存在一定负压，因此必须考虑室外热空气通过车站出人口侵人而引起的空调负荷。一般情况下，此部分负荷所占比例很小，计算是为了提高结果的精度。

2.1.6车站公共区设备发热负荷

车站公共区设备一般包括:自动扶梯，垂直升降机，售检票设备，广告灯箱，导向指示牌，银行、商铺设备等，此部分负荷占大系统总空调负荷的15%左右。

2.1.7大系统空调逐时负荷 分析

由以上分析可知，新风负荷与人员散热负荷是大系统空调负荷的两个主要部分。由于新风量受屏蔽门漏风量的 影响 ，在空调季节为了避免车站内出现负压，防止室外热风的侵人，要保持一定的新风量，新风负荷随时间变化的幅度较小(见图

2)，所以准确确定屏蔽门漏风量是地下车站空调节能的重要环节。人员散热负荷随时间变化的幅度较大(见图

3)，作好空调系统逐时的调控对空调节能有比较显著的效果。

2.2小系统空调负荷

小系统空调负荷主要由5部分组成:人体散热、散湿负荷，围护结构散热、散湿负荷，照明负荷，新风负荷，设备发热负荷。

2.2.1人体散热、散湿负荷

小系统人体散热、散湿是由车站工作人员的活动造成的，各设备、管理用房的 计算 人数应根据各房间的功能要求决定，且计算人数不少于2。

2.2.2围护结构散热、散湿负荷

小系统围护结构散热主要是变电房、通风房间与空调房间之间的温差稳定传热，通风房间的室内设计温度可按当地室外计算温度考虑。

2.2.3照明负荷

照明负荷可按下式计算:

Q=Qsn

(5)

式中QS为照明设备散热量;n为蓄热系数，明装荧光灯可取0.9，暗装荧光灯或明装白炽灯可取0.85。

2.2.4新风负荷

小系统新风量可按30m3/(人·h)计算。

2.2.5设备发热负荷

小系统设备发热负荷是小系统空调负荷的主要组成部分，包括变电房、地铁动力用房、通信机房等设备的发热。根据现有数据，小系统设备发热负荷在230-330kw之间。因此，更深人地测定设备发热量是实现空调节能的重要环节。

3数据 参考

表2给出了广州地铁部分车站大、小系统的负荷数据(施工图设计数据)，供设计时参考。

经回访上述车站在实际运行中机组运行稳定，空调季节机组运行无负荷过高或过低的现象，且各区域的空气参数均能达到设计要求。

4结论

地下车站各类空调负荷在总负荷中所占的比例见图4，公共区人员散热负荷、公共区新风负荷、设备房设备散热负荷、公共区照明负荷、公共区设备散热负荷是地铁车站空调总负荷的主要部分，其中公共区人员散热负荷、公共区照明负荷根据不同车站的客流量及规模有较大的差别，因此单位建筑面积空调负荷各车站差异较大，所以在负荷计算时必须准确收集相关资料。

参考 文献 :

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京: 中国 建筑 工业 出版社，1993

[2] 电子 工业部.空气调节设计手册[M].2版.北京:中国建筑工业出版社，1995