关于地铁工程中若干问题的浅探
【摘要】本文从地铁热环境模拟计算数据人手，对地铁环控系统中的活塞风、车站公共区热负荷指标及屏蔽门对车站公共区热负荷的影响进行较细致、深入的探讨，并进行了技术、经济分析。
【关键词】活塞风 热负荷指标 屏蔽门应用
深圳地铁一号线共13个地下车站，在初步设计阶段对改线地下热环境进行了模拟计算，现介绍如下：
1 模拟计算结果统计与分析
模拟计算结果见表1
表1 一号线各区间
罗湖站—>会展中心站
车站公共区热负荷指标及屏蔽门对车站公共区
通过上述表格，经整理可得出下述参考数据：
(1)当列车巡航速度为75km／h，上下行线为单洞单线，区间不设活塞风井，且每小时行车密度为30对列车的条件下，隧道内平均活塞风量为92．5立方米／s，即33．3x10m立方米／h。区间隧道断面积按20平方米考虑，则平均活塞风速为4．6m／s。
(2)当列车巡航速度为60km／h时，其余条件不变的情况下，隧道内平均活塞风量为90．5立方米／s，即32．6x10立方米／h，平均活塞风速4．5m／s。
(3)从上述数据可看出，当列车巡航速度为60km／h和75km／h时，其活塞风量及风速基本保持
不变，且每列列车引起的平均活塞风量约为3．0立方米／s·列。
(4)经统计，列车在区间隧道内每延米的平均发热量约为15kcal／m·列。列车进入车站隧道区间每延米发热量平均值约为25kcaVm·列。
(5)地下车站公共区(包括站厅、站台)单位面积平均热负荷指标，屏蔽门系统为160kcal／平方米；闭式系统为540kcal/平方米。闭式系统热指标是屏蔽门系统的3侣左右。以上指标是—个综合值，包括了车站内各种发热量因素在内。
(6)根据模拟计算结果，深圳地铁一号线除个别区间因设存车线而需增加机械通风以外，其余区间靠列车活塞风可满足正常运营时隧道内温度指标要求。
2 关于屏蔽门问题的讨论
屏蔽门系统与闭式系统相比，具有明显的节能效果，在校核计算中按相同条件增加了闭式系统的冷负荷计算，计算结果如下表3、表4、表5。
从上面的表可得出以下结论：
(1)屏蔽门系统的冷负荷为闭式系统冷负荷的1／2-1／5，其平均值为0．35， 即屏蔽门系统在同等条件下其冷负荷仅为闭式系统冷负荷的1／3左右。
(2)深圳地铁一期工程17个站采用屏蔽门系统其总冷负荷为12974kW，约3700冷吨；采用闭式系统其总冷负为36 349kW，约10 337冷吨；既采用屏蔽门系统较采用闭式系统节省冷量10 337—3 700＝6637冷吨。
(3)采用屏蔽门系统较采用闭式系统节省电量约为(1+0.7)x(36 349-12974)/4=9935kw;
约为11 000kVA；
(4)设备一次性投资及运营费节省量：
①制冷空调设备一次性投资按1万元冷吨计算，则可节省制冷空调设备—次性投资6 637万元；电力增容费按330～450元/kva计算，可节省一次性电力增容费11 000x400=440万元；两项共计7077万元。
②运营电费按基本负荷费25元/kVA，月计算，电(表)费按0．77元／kW·H计算，则每年可
节省基本负荷费11 000x2Sxl2=330万元；每年可节省电(表)费9 935x0．8x 365x18：5 222刀元；
两项共计节省5 552万元，10年累计约5．55亿元，30年累计约16．65亿元。
③深圳地铁一期工程17个站采用屏蔽门系统其—次性总投资约1．2亿元，从一次性投资来看，屏蔽门系统较闭式系统需多投资约1．5-1．7倍；但从运营费来看，屏蔽门系统较闭式系统可产生良好的经济效益，运营第一年节省的电费及空调设备一次陛投资共计7077万元+5 55万刀元=1．26亿元，足以收回屏蔽门系统的—次性投资；若屏蔽门系统寿命按15年汁算，则投资回报率为1．2／(0．7+0．552x15)=1．2／8．98；接近1：10的水平；若按30年计算，则投资回报率为2x1．2／(0．7+0．552x 30)=2．4／17．26；接近1：7的水平。
从以上的分析可看出屏蔽门系统在节省运营电费及空调设备一次性投资方面的优越性，同时，采用屏蔽门系统可改善乘客在站内的舒适性，避免活塞风对乘客的影响，并提高乘客在站台的安全度。
