關(guān)于地鐵工程中若干問題的淺探
【摘要】本文從地鐵熱環(huán)境模擬計算數(shù)據(jù)人手，對地鐵環(huán)控系統(tǒng)中的活塞風、車站公共區(qū)熱負荷指標及屏蔽門對車站公共區(qū)熱負荷的影響進行較細致、深入的探討，并進行了技術(shù)、經(jīng)濟分析。
【關(guān)鍵詞】活塞風 熱負荷指標 屏蔽門應(yīng)用
深圳地鐵一號線共13個地下車站，在初步設(shè)計階段對改線地下熱環(huán)境進行了模擬計算，現(xiàn)介紹如下：
1 模擬計算結(jié)果統(tǒng)計與分析
模擬計算結(jié)果見表1
表1 一號線各區(qū)間
羅湖站—>會展中心站
車站公共區(qū)熱負荷指標及屏蔽門對車站公共區(qū)
通過上述表格，經(jīng)整理可得出下述參考數(shù)據(jù)：
(1)當列車巡航速度為75km／h，上下行線為單洞單線，區(qū)間不設(shè)活塞風井，且每小時行車密度為30對列車的條件下，隧道內(nèi)平均活塞風量為92．5立方米／s，即33．3x10m立方米／h。區(qū)間隧道斷面積按20平方米考慮，則平均活塞風速為4．6m／s。
(2)當列車巡航速度為60km／h時，其余條件不變的情況下，隧道內(nèi)平均活塞風量為90．5立方米／s，即32．6x10立方米／h，平均活塞風速4．5m／s。
(3)從上述數(shù)據(jù)可看出，當列車巡航速度為60km／h和75km／h時，其活塞風量及風速基本保持
不變，且每列列車引起的平均活塞風量約為3．0立方米／s·列。
(4)經(jīng)統(tǒng)計，列車在區(qū)間隧道內(nèi)每延米的平均發(fā)熱量約為15kcal／m·列。列車進入車站隧道區(qū)間每延米發(fā)熱量平均值約為25kcaVm·列。
(5)地下車站公共區(qū)(包括站廳、站臺)單位面積平均熱負荷指標，屏蔽門系統(tǒng)為160kcal／平方米；閉式系統(tǒng)為540kcal/平方米。閉式系統(tǒng)熱指標是屏蔽門系統(tǒng)的3侶左右。以上指標是—個綜合值，包括了車站內(nèi)各種發(fā)熱量因素在內(nèi)。
(6)根據(jù)模擬計算結(jié)果，深圳地鐵一號線除個別區(qū)間因設(shè)存車線而需增加機械通風以外，其余區(qū)間靠列車活塞風可滿足正常運營時隧道內(nèi)溫度指標要求。
2 關(guān)于屏蔽門問題的討論
屏蔽門系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)相比，具有明顯的節(jié)能效果，在校核計算中按相同條件增加了閉式系統(tǒng)的冷負荷計算，計算結(jié)果如下表3、表4、表5。
從上面的表可得出以下結(jié)論：
(1)屏蔽門系統(tǒng)的冷負荷為閉式系統(tǒng)冷負荷的1／2-1／5，其平均值為0．35， 即屏蔽門系統(tǒng)在同等條件下其冷負荷僅為閉式系統(tǒng)冷負荷的1／3左右。
(2)深圳地鐵一期工程17個站采用屏蔽門系統(tǒng)其總冷負荷為12974kW，約3700冷噸；采用閉式系統(tǒng)其總冷負為36 349kW，約10 337冷噸；既采用屏蔽門系統(tǒng)較采用閉式系統(tǒng)節(jié)省冷量10 337—3 700＝6637冷噸。
(3)采用屏蔽門系統(tǒng)較采用閉式系統(tǒng)節(jié)省電量約為(1+0.7)x(36 349-12974)/4=9935kw;
約為11 000kVA；
(4)設(shè)備一次性投資及運營費節(jié)省量：
①制冷空調(diào)設(shè)備一次性投資按1萬元冷噸計算，則可節(jié)省制冷空調(diào)設(shè)備—次性投資6 637萬元；電力增容費按330～450元/kva計算，可節(jié)省一次性電力增容費11 000x400=440萬元；兩項共計7077萬元。
②運營電費按基本負荷費25元/kVA，月計算，電(表)費按0．77元／kW·H計算，則每年可
節(jié)省基本負荷費11 000x2Sxl2=330萬元；每年可節(jié)省電(表)費9 935x0．8x 365x18：5 222刀元；
兩項共計節(jié)省5 552萬元，10年累計約5．55億元，30年累計約16．65億元。
③深圳地鐵一期工程17個站采用屏蔽門系統(tǒng)其—次性總投資約1．2億元，從一次性投資來看，屏蔽門系統(tǒng)較閉式系統(tǒng)需多投資約1．5-1．7倍；但從運營費來看，屏蔽門系統(tǒng)較閉式系統(tǒng)可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益，運營第一年節(jié)省的電費及空調(diào)設(shè)備一次陛投資共計7077萬元+5 55萬刀元=1．26億元，足以收回屏蔽門系統(tǒng)的—次性投資；若屏蔽門系統(tǒng)壽命按15年汁算，則投資回報率為1．2／(0．7+0．552x15)=1．2／8．98；接近1：10的水平；若按30年計算，則投資回報率為2x1．2／(0．7+0．552x 30)=2．4／17．26；接近1：7的水平。
從以上的分析可看出屏蔽門系統(tǒng)在節(jié)省運營電費及空調(diào)設(shè)備一次性投資方面的優(yōu)越性，同時，采用屏蔽門系統(tǒng)可改善乘客在站內(nèi)的舒適性，避免活塞風對乘客的影響，并提高乘客在站臺的安全度。
