3較為簡(jiǎn)明的隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，可供建地鐵環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)使用或參考關(guān)鍵字：設(shè)備功能，隧道通風(fēng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，備用風(fēng)機(jī)，兼用設(shè)計(jì)前言1、234、5而言，廣州處于國內(nèi)最前列的位置，對(duì)廣州地鐵進(jìn)展?fàn)幷摼哂懈蟋F(xiàn)實(shí)意義。廣州地鐵1號(hào)線環(huán)掌握式承受開/閉式系統(tǒng)，對(duì)其設(shè)計(jì)問題已在個(gè)人所寫的《廣州地鐵1號(hào)線環(huán)控設(shè)計(jì)總結(jié)》〔收入《回憶與思考》一書第九章—環(huán)境掌握系統(tǒng)〕中進(jìn)展了爭(zhēng)論，文中的一些見解和意見，對(duì)其它承受開/閉系統(tǒng)的城市地鐵設(shè)計(jì)有肯定的參考價(jià)值。廣州地鐵2、3、4、5號(hào)線環(huán)掌握式承受了屏蔽門系統(tǒng)，對(duì)于屏蔽門系統(tǒng)，個(gè)人僅參與了一些車站工點(diǎn)的設(shè)計(jì)免存在不夠準(zhǔn)確之處，僅供同行們對(duì)這些問題進(jìn)展深入爭(zhēng)論或爭(zhēng)論時(shí)參考。一、地鐵隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介廣州地鐵隧道通風(fēng)設(shè)備均設(shè)于車站的兩端，2、31A4、5號(hào)線局部車站承受A2B1AB雖然一些地鐵線已參照承受，但尚還存在一些爭(zhēng)議。個(gè)人認(rèn)為，從A型到B型是一個(gè)巨大的前進(jìn)，應(yīng)當(dāng)確定，從充分發(fā)揮設(shè)備的設(shè)置功能講對(duì)ABA444TVF2TEFTVF風(fēng)機(jī)的設(shè)備選型技術(shù)參數(shù)是：風(fēng)量QX=60m3/s、風(fēng)壓HX=1000Pa、電機(jī)功率NX=90KW、風(fēng)機(jī)直徑φ=2.0m、可正反轉(zhuǎn)且正反轉(zhuǎn)風(fēng)量相等；每臺(tái)TEF風(fēng)機(jī)的選型參數(shù)是：QX=40m3/s、HX=600Pa、NX=45KW、φ=1.6m、只正轉(zhuǎn)排風(fēng)；B222臺(tái)TVF2TV/EF2臺(tái)變頻器。TV/EF風(fēng)機(jī)即為TVF風(fēng)機(jī)兼作TEF風(fēng)機(jī)使用，尋常通過變頻器依據(jù)TEF風(fēng)量運(yùn)轉(zhuǎn)，事故時(shí)則按TVF量運(yùn)轉(zhuǎn),因此TV/EFTVF。明顯A型方案比B型工程設(shè)備數(shù)量多，設(shè)計(jì)規(guī)模大，工程投資高。二、設(shè)備功能充分發(fā)揮問題的爭(zhēng)論地鐵工程投資巨大，運(yùn)營費(fèi)用昂揚(yáng)，這是很多城市修建地鐵的最大障礙，環(huán)控設(shè)備在地鐵設(shè)計(jì)中占用建筑面積最大，環(huán)控設(shè)備在地鐵運(yùn)營中耗電最多，因此對(duì)“占地大戶”和“用電大戶”的環(huán)控專業(yè)進(jìn)展優(yōu)化爭(zhēng)論，對(duì)降低地鐵工程造價(jià)具有較大意義。為削減工程投資，降低運(yùn)營本錢，廣州地鐵建設(shè)者已經(jīng)作出了困難的努力，將A型方案修改為B〔1〕2臺(tái)TEF〔2〕削減了2〔4m〔寬〕×4m〔高〕×30m〔長〕×2〔條〕〕，〔3〕2是這一設(shè)計(jì)進(jìn)步?jīng)]有得到充分確定而加以全線推廣承受，本人所參與的5號(hào)線工點(diǎn)設(shè)計(jì)詢問范圍不少車站仍舊承受A型方案。個(gè)人認(rèn)為對(duì)于A、B如何充分發(fā)揮個(gè)人認(rèn)為目前可以從以下六方面進(jìn)展?fàn)幷摚礊椋涸O(shè)備設(shè)置的必要性、設(shè)備功能的使用性、設(shè)備設(shè)計(jì)的兼用性、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的能效性、設(shè)備容量的小型化及設(shè)備掌握的簡(jiǎn)明化。從這六個(gè)方面進(jìn)展?fàn)幷摽赡苡兄谖覀儗?duì)設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)展深入爭(zhēng)論。1、設(shè)備設(shè)置的必要性爭(zhēng)論地下空間格外貴重，可設(shè)可不設(shè)的設(shè)備應(yīng)盡可能不設(shè)，A4TVF討范圍。設(shè)置屏蔽門后，區(qū)間隧道機(jī)械通風(fēng)條件較開/閉式系統(tǒng)有了很大改善，計(jì)算結(jié)果及各條線的隧道通風(fēng)工藝設(shè)計(jì)均說明，當(dāng)列車堵塞或列車發(fā)生火災(zāi)而停在單線區(qū)間隧道內(nèi)對(duì)其進(jìn)展通風(fēng)或排煙時(shí)，前后兩個(gè)車站的TVF2/42是區(qū)間隧道通風(fēng)排煙在屏蔽門系統(tǒng)時(shí)是否必需設(shè)置備用風(fēng)機(jī)的問題。個(gè)人觀點(diǎn)是可以不設(shè)，理由是：〔1〕車站站廳或站臺(tái)火災(zāi)時(shí)的排煙風(fēng)機(jī)沒有考慮備用，為何區(qū)間隧道排煙通風(fēng)時(shí)需要考慮備用呢？?jī)烧叩脑O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；〔2〕承受開/11、22號(hào)線等均對(duì)TVF屏蔽門系統(tǒng)后要有備用風(fēng)機(jī)，兩者的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；〔3〕《地鐵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50157-2023〕〔以下簡(jiǎn)稱為“地鐵標(biāo)準(zhǔn)”〕沒有明確對(duì)區(qū)間隧道事故通風(fēng)必需設(shè)置備用風(fēng)機(jī)；〔4〕國外地鐵對(duì)事故風(fēng)機(jī)設(shè)置備用的也極為少見〔本人把握資料不多，期望見多識(shí)廣者供給這方面的資料支持〕〔5〕發(fā)生火災(zāi)概率較高的大路隧道在其《大路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔以下簡(jiǎn)稱為“大路標(biāo)準(zhǔn)”〕中不僅沒有規(guī)定火災(zāi)排煙風(fēng)機(jī)需要有備用，而且對(duì)火災(zāi)排煙設(shè)備的設(shè)計(jì)規(guī)模與其經(jīng)濟(jì)性有所規(guī)定和說明，下面引用其中兩例文字可能有助于我們的爭(zhēng)論。例1：對(duì)于大于1Km的長大隧道發(fā)生車輛堵塞時(shí)，可能會(huì)消滅全隧道車輛堵塞狀況，但大路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“阻滯段的計(jì)算長度不宜大于1Km”，1Km以上的交通阻滯，否則過量通風(fēng)設(shè)施必定長期〔甚至永久〕閑置，明顯是鋪張，PIARC〔1995〕報(bào)告中亦指出了這點(diǎn)”；例2：對(duì)于火災(zāi)設(shè)計(jì)規(guī)模及排煙設(shè)計(jì)要求，大路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“火災(zāi)排煙風(fēng)速可按2m/s～3m/s取值”，并說明該20MW500MW5m/s可能會(huì)有人說，A型設(shè)計(jì)方案可以對(duì)兩條平行隧道同時(shí)進(jìn)展機(jī)械通風(fēng)。個(gè)人認(rèn)為對(duì)于火災(zāi)隧道進(jìn)展機(jī)械排煙是格外必要的，但沒有必要同時(shí)對(duì)平行的另一側(cè)未發(fā)生火災(zāi)的隧道進(jìn)展機(jī)械通風(fēng),地鐵標(biāo)準(zhǔn)也沒有這樣的要求。值得我們深入爭(zhēng)論的，此項(xiàng)措施工程代價(jià)太大，設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)問題不能不加以考慮。2、設(shè)備功能的使用性和設(shè)備設(shè)計(jì)的兼用性爭(zhēng)論設(shè)備功能的使用性是指設(shè)置的設(shè)備應(yīng)當(dāng)常常運(yùn)轉(zhuǎn)使用，不能長期閑置不用；設(shè)備設(shè)計(jì)的兼用性是指一個(gè)設(shè)備應(yīng)盡可能一機(jī)多用，充分發(fā)揮設(shè)備的使用功能。前者是針對(duì)地鐵火災(zāi)專用通風(fēng)設(shè)備長期閑置而提出來的，后者則是爭(zhēng)論將這些長期閑置設(shè)備兼作其它設(shè)備尋常加以利用，以節(jié)約其它設(shè)備的設(shè)置，這就是本文所說的設(shè)備兼用性設(shè)計(jì)問題，設(shè)備的使用性和兼用性親熱相關(guān)，故聯(lián)系在一起進(jìn)展?fàn)幷?。廣州地鐵2、3、4、5號(hào)線在車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中對(duì)站廳和站臺(tái)層火災(zāi)事故設(shè)計(jì)了專用的排煙風(fēng)機(jī)，即SEF風(fēng)機(jī)；對(duì)于區(qū)間隧道內(nèi)的列車堵塞或列車火災(zāi)事故設(shè)計(jì)了TVF風(fēng)機(jī)。SEF風(fēng)機(jī)和TVF風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)營時(shí)是不運(yùn)轉(zhuǎn)的，發(fā)生事故時(shí)才進(jìn)展運(yùn)轉(zhuǎn)，這些風(fēng)機(jī)是“長期〔甚至永久〕閑置”著的，為保證這些設(shè)備在事故時(shí)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還需要常常對(duì)其進(jìn)展保養(yǎng)性運(yùn)轉(zhuǎn)，這些明顯都是一種鋪張，需要對(duì)其進(jìn)展?fàn)幷摳倪M(jìn)。改進(jìn)途徑之一，就是使其設(shè)計(jì)具有兼用性。2、31所示的ATVF系統(tǒng)，對(duì)站內(nèi)隧道設(shè)置了有TEF4、5號(hào)線局部車站對(duì)此進(jìn)展了改進(jìn)，消滅了圖2所示的B型方案。B型方案不同于A型方案的地方是區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)與站內(nèi)隧道排熱系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)相互結(jié)合了在一起，并可以互為備用。這是兼用性設(shè)計(jì)的一個(gè)很好實(shí)例，即車站每端用1臺(tái)TVF風(fēng)機(jī)兼做TEF風(fēng)機(jī)使用，尋常正常運(yùn)營時(shí)作為TEF風(fēng)機(jī)使用，發(fā)生事故時(shí)作為事故風(fēng)機(jī)使用，兩種風(fēng)機(jī)的風(fēng)量匹配是通過變頻器實(shí)現(xiàn)的〔本文為了區(qū)分和表述便利起見，將TVF風(fēng)機(jī)兼作TEF風(fēng)機(jī)時(shí)稱為TV/EF風(fēng)機(jī)〕。對(duì)這一設(shè)計(jì)進(jìn)步，作者賜予高度評(píng)價(jià)，并認(rèn)為全線各車站均可以承受，尤其是風(fēng)亭設(shè)置較為困難的車站更應(yīng)承受，在5號(hào)線工點(diǎn)設(shè)計(jì)詢問工作中已明白的說明白個(gè)人這一設(shè)計(jì)觀點(diǎn)。至于SEF風(fēng)機(jī)個(gè)人認(rèn)為可以兼做大系統(tǒng)的回/排風(fēng)機(jī)，兩者風(fēng)量的差異匹配可以通過變頻器或雙速電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，此設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)潔，設(shè)計(jì)事例也較多，本文不多作文字說明。3、設(shè)備容量小型化的爭(zhēng)論通風(fēng)設(shè)備容量〔主要指風(fēng)量和風(fēng)壓〕小的風(fēng)機(jī)總是比容量大的風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)功率低、投資省、設(shè)備布置難度小，在肯定的條件下還可以獲得土建工程規(guī)模減小的效果。地鐵設(shè)備系統(tǒng)繁多，空間格外貴重，通風(fēng)設(shè)計(jì)工作中應(yīng)當(dāng)盡可能將其設(shè)備小型化，以獲得地下空間的最正確利用。車站大系統(tǒng)中的SEF風(fēng)機(jī)和B型方案中的TV/EF風(fēng)機(jī)屬于這一爭(zhēng)論內(nèi)容。2～5號(hào)線中對(duì)車站大系統(tǒng)設(shè)置了專用的排煙風(fēng)機(jī)SEF，它與回/排風(fēng)機(jī)RAF，個(gè)人認(rèn)為可將SEF小型化依據(jù)RAF2臺(tái)RAF2RAF1B型方案中的TVF和TV/EF環(huán)控專業(yè)最大容量的設(shè)備，設(shè)備購置費(fèi)較高。TV/EF在正常運(yùn)行時(shí)通過變頻器按TEF技術(shù)參數(shù)運(yùn)行，似為“大材小用”，假設(shè)依據(jù)2臺(tái)TEF2臺(tái)TEF2臺(tái)TEFTE/VF風(fēng)機(jī)?？梢奣V/EFTE/VF問題，后者的優(yōu)勢(shì)是設(shè)備小型化和不設(shè)置變頻器。變頻器可以多工況使用，而TVF配置的變頻器僅為單工況使用，12臺(tái)回/排風(fēng)機(jī)并聯(lián)兼作排煙風(fēng)機(jī)使用的設(shè)計(jì)，業(yè)內(nèi)一些人士有不同看法，為此下面借用本文前面所列出的技術(shù)參數(shù)進(jìn)展具體計(jì)算分析說明，以說明個(gè)人的技術(shù)觀點(diǎn)。2所示的BTV/EF風(fēng)機(jī)通過變頻器依據(jù)TEF的計(jì)算風(fēng)量QY=36.4m3/sHY=546Pa〔TEF1.1即QY=QX/1.1=36.4m3/s，HY=HX/1.1=546Pa，以下各種風(fēng)機(jī)的計(jì)算技術(shù)參數(shù)〔風(fēng)量和風(fēng)壓〕均按選型技術(shù)參數(shù)除以1.1〕，發(fā)生事故時(shí)TV/EF風(fēng)機(jī)則依據(jù)TVFQY=60/1.1=54.6m3/s和計(jì)算風(fēng)壓HY=1000/1.1=910Pa1臺(tái)TV/EF2臺(tái)TE/VF2臺(tái)TE/VF3H2=R2*Q2表示，圖中A22算工況點(diǎn)，A12A點(diǎn)則是單臺(tái)TE/VF點(diǎn)，其風(fēng)量Q〔A〕＞Q〔A1〕=54.6/2=27.3m3/s，H2〔A〕＜H2〔A1〕=910Pa，固然單臺(tái)TE/VF對(duì)隧道通風(fēng)系統(tǒng)管路，而應(yīng)是針對(duì)站內(nèi)隧道排熱系統(tǒng)管路，后者的系統(tǒng)阻力關(guān)系式應(yīng)當(dāng)不同于前者，假設(shè)用H1=R1*Q2表示排熱系統(tǒng)阻力關(guān)系，則工作點(diǎn)為B點(diǎn)，其風(fēng)量Q〔B〕可能＞Q〔A〕或＝Q〔A〕或＜Q〔A〕，三種狀況均應(yīng)是Q〔B〕＞Q〔A1〕。依據(jù)前面所述的風(fēng)機(jī)選型技術(shù)參數(shù)可以反算出R2=0.305＜R1=0.412，因此圖示是Q＜Q〔A〕。明顯，TE/VF2臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的工況點(diǎn)進(jìn)展設(shè)計(jì)。即為QX=30m3/s、HX=1000Pa，NX=55KW、φ=1.6m、正反轉(zhuǎn)風(fēng)量相等；這種TE/VF風(fēng)機(jī)的裝機(jī)容量比單獨(dú)設(shè)置的TEF風(fēng)機(jī)大，但比TVF風(fēng)機(jī)小，固然TE/VFQY=36.4m3/s2又要滿足區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量QY=54.6m3/s要求，設(shè)計(jì)上存在一些難度，但只要風(fēng)機(jī)特性曲線選擇恰當(dāng)，系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計(jì)合理，兩者都得到滿足在設(shè)計(jì)上還是可以作到的，由于管網(wǎng)系統(tǒng)阻力系數(shù)R1、R2僅與系統(tǒng)斷面尺寸、長度、摩擦阻力和局部阻力等因素有關(guān)。4、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的能效性爭(zhēng)論通風(fēng)機(jī)的能效性在設(shè)計(jì)中需要對(duì)三個(gè)方面進(jìn)展關(guān)注或把關(guān)，首先是通風(fēng)管網(wǎng)的阻力計(jì)算必需比較準(zhǔn)確，其次性曲線高效率曲線范圍內(nèi)，只有把握住這些才能實(shí)現(xiàn)高能效的節(jié)能運(yùn)行，在此前提下，B型方案則存在TV/EF效率低于TEF的問題，由于同樣風(fēng)量風(fēng)壓條件下，具有正反轉(zhuǎn)功能的風(fēng)機(jī)效率總是低于單向運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)，因此B型方案的運(yùn)行費(fèi)用高于A型方案，這是B型方案美中缺乏之處。但是B型比A置費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其運(yùn)營電費(fèi)的增加值，作者估算節(jié)約的初期投資可以靜態(tài)的讓增加的運(yùn)營電費(fèi)使用100年以上。因此，B型方案盡管存在缺乏之處，作者仍舊認(rèn)為應(yīng)當(dāng)賜予確定，固然對(duì)其缺乏的地方需要加以爭(zhēng)論改進(jìn)。對(duì)于2臺(tái)RAF2TE/VF22工況點(diǎn)均處于高效率曲線范圍內(nèi)一般來說較為困難，只能將單臺(tái)運(yùn)行工況點(diǎn)設(shè)于風(fēng)機(jī)特性曲線高效率范圍內(nèi)，火災(zāi)時(shí)2臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的能效較差多耗電力則是不行避開的，是其缺乏之處，但多耗電費(fèi)次數(shù)有限，因此個(gè)人認(rèn)為它仍舊是有價(jià)值的可以選擇的設(shè)計(jì)方案。5、設(shè)備掌握的簡(jiǎn)明化爭(zhēng)論個(gè)人認(rèn)為環(huán)控專業(yè)的各個(gè)系統(tǒng)〔包括隧道通風(fēng)系統(tǒng)、大系統(tǒng)、小系統(tǒng)和水系統(tǒng)〕設(shè)計(jì)均應(yīng)盡可能的作到簡(jiǎn)潔明白掌握簡(jiǎn)潔才好，尤其是火災(zāi)事故時(shí)的掌握模式。所謂簡(jiǎn)潔明白就是在滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提條件下，使系統(tǒng)功能盡可能的簡(jiǎn)潔，使運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)和電動(dòng)掌握的風(fēng)閥都盡可能的少設(shè)，作到設(shè)備少而精，掌握簡(jiǎn)潔明確一目了然。A型方案盡管設(shè)備較多及土建工程巨大，但因其系統(tǒng)分工明確掌握相對(duì)簡(jiǎn)潔而受到各方面普遍承受，相反B型方案因其需要功能轉(zhuǎn)換〔由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)〕和掌握風(fēng)閥較多而受到各方面的質(zhì)疑，沖淡了取消2個(gè)進(jìn)站端活塞通風(fēng)道及其風(fēng)亭的工程意義。三、地鐵隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)建議方案介紹通過以上爭(zhēng)論本文提出圖4所示的隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)建議方案〔簡(jiǎn)稱建議方案1〕，其根本特點(diǎn)是：與B2個(gè)進(jìn)站端活塞通風(fēng)道及其風(fēng)亭〔為何贊同取消，作者將在其次篇地鐵風(fēng)亭數(shù)量問題爭(zhēng)論文章中進(jìn)展分析和說明〕。與A型方案一樣TVFTEF2臺(tái)TVF2臺(tái)TEF對(duì)TVF風(fēng)機(jī)不考慮備用量，也不在TVFTEF確保事故時(shí)能正常投入運(yùn)轉(zhuǎn)和使用。對(duì)TEF系統(tǒng)的車頂排風(fēng)道和站臺(tái)下排風(fēng)道對(duì)左線與右線分別承受單端排出設(shè)計(jì)，一方面削減電動(dòng)風(fēng)閥的設(shè)置數(shù)量，一方面簡(jiǎn)化事故通風(fēng)時(shí)的掌握模式。與B14、5時(shí)，假設(shè)建議方案1的