地铁车站隧道通风系统设置形式研究

地铁车站隧道通风系统设置形式研究

唐圆晨

广州地铁设计研究院有限公司510010

摘要：目前越来越多的地铁线路采用逆变回馈再生制动技术，列车制动产生的进入区间的热量减少，使得地铁车站不设置轨底排热风道以及轨顶排热风道成为了可能。本文通过对不同车站隧道通风系统设置形式下的隧道温度和火灾工况进行模拟分析，以研究不同车站隧道通风系统设置形式的可行性。

关键词：车站隧道通风系统设置形式；隧道温度；火灾模拟；可行性

引言

地铁车站隧道内大部分热量是由列车制动和列车空调冷凝器排放所致，为了及时有效地排除列车在停站过程中产生的热量，隧道通风系统设计时通常在车站隧道对应列车顶部空调冷凝器位置和下部车载电阻位置分别设置轨顶和轨底排热风道。近年来，随着列车技术的发展，越来越多的线路采用逆变回馈再生制动技术，列车在制动过程产生的进入隧道内的热量大大减少。因此部分城市地铁线路取消了车站轨底排热风道的设置，同时也在研究取消车站隧道通风系统的可行性。

本文选取华东某城市一条地铁线路，基于SES软件分别对不设置车站轨底排热风道和不设置车站轨顶排热风道时的隧道温度和火灾工况进行模拟分析，以研究不同车站隧道通风系统设置形式的可行性。本条地铁线路采用逆变回馈再生制动技术，远期列车运行27对/小时，采用B型车6节编组，车站按设置全封闭站台门设计通风空调系统。

1.不设置车站轨底排热风道的隧道通风系统形式

车站不设置轨底排热风道时，排热风机风量取40m3/s，按远期行车及客流进行全线隧道内的温度模拟，左线隧道内的温度与设置轨底排热风道时的温度对比如下：

图1远期列车正常运行时设置与不设置轨底排热风道的左线隧道温度对比

由图1可知，远期列车正常运行时，不设置轨底排热风道隧道内温度未超40℃，满足规范和系统运行的需求。设置与不设置轨底排热风道的隧道温度变化总体趋势是一致的，不设置轨底排热风道的隧道温度相比设置轨底排热风道的隧道温度平均要高0.5℃左右。

当列车采用逆变回馈再生制动时，列车的再生制动效率较高，进入车站隧道内的热量较少。在此情况下，轨底排热风道的作用并不显著，不设置轨底排热风道是合理可行的。

2.不设置车站隧道通风系统的隧道通风系统形式

当车站取消轨顶和轨顶排热风道以及车站隧道风机时，也即取消了车站隧道通风系统。为研究本线不设置车站隧道通风系统是否可行，对列车正常运行时的隧道温度及区间隧道火灾时的断面风速进行模拟分析。

（1）正常运行模拟

远期右线隧道内的温度与设置车站隧道通风系统时的温度对比如下：

图2远期列车正常运行时设置与不设置车站隧道通风系统的右线隧道温度对比

由图2可知，远期列车在正常运行时，不设置车站隧道通风系统隧道内温度基本都超过了40℃，尤其在列车停站附近，不满足规范和系统运行的要求。因车载空调器的冷凝器进风温度过高，这同时会导致冷凝器的故障率增大，工作效率低甚至不工作。

（2）区间隧道火灾模拟

对气流组织较困难的区间进行模拟，以确定和验证特殊区间的系统配置。

带中间风井区间：如图3所示，右线车尾火灾或左线车头火灾时，取消上一车站隧道通风系统时，区间隧道的断面风速从原模式（上一车站两端各一台隧道风机排和一台排热风机排及中间风井两台隧道风机并联送）的2.45m/s降为2.12m/s，对区间火灾时的断面风速影响较大。只有开启上一车站一端的两台隧道风机并联排风，区间隧道的断面风速才能达到2.46m/s，与原模式效果相近。

带存车线区间：如图4所示，存车线处的正线火灾时，取消本车站隧道通风系统时，区间隧道的断面风速（2.6m/s）也能满足要求，故此处取消车站隧道通风系统对此区间火灾时的影响不大。

3.结论

通过分别对地铁线路不设置车站轨底排热风道和不设置车站轨顶排热风道的模拟及分析，当列车采用逆变回馈技术时，车站不设置轨底排热风道是可行的。但是不设置车站轨顶排热风道时，远期隧道内的温度会超过40℃，不满足规范和系统运行的要求，且隧道通风系统的火灾模式很难满足要求。

取消车站隧道通风系统不仅仅是影响隧道温度，还关乎到列车正常运行时的隧道空气品质、列车空气品质以及隧道火灾和站台火灾时的防排烟系统方案。建议对各地城市既有线进行关闭车站隧道通风系统时的系统性测试，不仅是火灾工况下的，还须对正常运行时的隧道内和列车内空气品质进行测试，综合各种指标以确定不设置车站隧道通风系统的可行性。

参考文献

[1]地铁设计规范（GB50157-2013）.中国建筑工业出版社.