问题：从技术的角度，目前轨道交通建设中对暖通空调系统有什么样的高要求？

专家：我国轨道交通建设进入21世纪后呈全面开展、加速发展的局面，目前轨道交通建设中对暖通空调系统提出的高要求主要有以下几方面：
 

     1） 暖通空调系统应为乘客和工作人员提供更加安全舒适的乘车和工作环境、为行车安全和重要机电设备系统的正常运行提供更加有保证的温、湿度空气环境、同时实现节能运行。

      随着城市轨道交通的不断发展，其已成为越来越多居住在大城市市民出行的主要交通工具，人们在轨道交通内部停留的平均时间也越来越长，因此需要暖通空调系统保证全年提供给车站内每天成千上万的乘客相对舒适的候车、乘车环境，保证全年任何季节乘客乘坐轨道交通出行的卫生安全，保证供电、信号、通信等与列车安全运营直接相关的机电设备系统的正常运行所需要的温、湿度环境，同时实现节能运行。
 

      目前的暖通空调系统室外计算参数的取值中，通常按照历年平均不保证多少小时来确定，如对于车站公共区空调系统，其夏季空调室外空气计算干、湿球温度，均采用近20年夏季晚高峰负荷时平均每年不保证30h的干、湿球温度，对于车站设备与管理系统，夏季空调室外空气计算干、湿球温度，应采用历年平均不保证50h的干、湿球温度，这就是说，设计应按此计算，从而存在不能保证在所有气象条件下满足设计要求的情况。

      另一种情况是，由于全年季节变化造成室外空气温、湿度等环境的变化，通风空调系统需据此进行调整运行，一方面可以实现节能运行，另一方面也是保证空调系统稳定运行的需要。比如在过渡季节和冬季情况下，对于南方地区，其空调系统负荷减少到可能不足以启动冷水机组运行或者无法实现其稳定运行，此时如仅依靠夏季的空调系统，就存在一定时段难以保证车站公共区和设备管理用房区的温、湿度环境要求的情况，而轨道交通建成投入运营后，通信、信号等系统对于其主要设备所处环境的温、湿度要求，当不能满足其正常运行要求的环境时，是可能出现通信、信号设备的故障，从而影响到列车的安全正点运营，将会给乘客带来极大的不便，造成恶劣的影响。为保证上述重要设备房的温湿度要求，不少城市如上海、深圳、广州等，在轨道交通新线建设中采用增设一套多联空调系统方式，但实际应用的效果也不太理想，主要是这类设备的布置空间受限，不可能实现100％的负荷备份，其次，其室外机组通常只能布置在排风道内，在夜间停运期间，其工作环境恶劣，温度往往高于设备设定的条件且其冷凝器积尘严重，造成压缩机的使用寿命大大缩短，增加了运营成本，这方面目前国内仍没有较好的解决办法。

      对于卫生方面的安全要求，自从2003年“非典”事件后，我国非常重视，卫生部在2006年颁布实施了《公共场所集中空调通风系统卫生规范》，对于空气品质提出了具体的杀菌消毒要求，但这将增加一部分的空气阻力，从而增加了末端设备的能耗，因此，如何选择合适的净化消毒设备并控制其能耗也对暖通空调系统提出更高的要求。在选择合适的净化消毒设备方面，目前行业内并未取得统一的认识，处于“春秋战国”状态，在净化消毒工艺选取、设备招标、安装及验收方面均无国家标准统一执行，从而存在一定的随意性，设计人员难以作出准确的判断，目前我国的上海、广州、深圳、北京、西安等城市轨道交通新线正在开展这方面的工作，但还没有一条新线建成投入大规模的使用。

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      2） 为减少列车在长大区间隧道或特长（3km以上）过江隧道内的行车阻力以及满足消防要求，隧道通风系统需设置中间风井，当列车最高运行速度超过100km/h情况下，又要控制由于隧道截面变化引起列车内压力变化幅度满足乘客舒适度的要求。

      连接城市各组团的轨道交通线路沿地下敷设时，由于车站间距较大或仅预留远期车站时，为减少行车阻力、满足消防要求需设置中间风井及风机房，但当线路下穿河流、湖泊时，其如何设置中间风井并控制其数量成为需要研究的问题，当列车以100km/h以上时速通过中间风井时，由于隧道断面变化将造成列车内空气压力变化，如何设置该中间风井来控制其压力变化以满足乘客舒适度要求成为隧道通风系统需要重点研究的课题，也是一大难点。在已通车运行的南方某快速轨道交通线，虽然在设计时也考虑了这方面的因素并采取了一定的措施，但由于列车通过中间风井时的速度超过110km/h，仍有乘客投诉感觉耳朵不舒适，因此，该问题仍是今后需要重点研究和解决的课题。

      3） 暖通空调系统应能适应在繁华闹市区设置车站要求、满足深埋及暗挖车站空调通风排烟要求。

      一方面，由于轨道交通线路大部分在城市繁华闹市区主要交通干道下方穿行，车站布置受周边建筑物、道路规划等诸多条件的限制，风亭与冷却塔的布置非常困难，并且不能阻断交通干道，采用矿山法施工（即暗挖）的车站越来越多；另一方面，随着城市轨道交通线网建设的逐渐完善，越来越多的线路在市区交汇，后建线路的埋深越来越大，要实现对车站的环境控制和满足消防排烟要求，是暖通空调系统面临的挑战。

      在这些方面，目前开展的工作包括采用集中设置冷冻站，即所谓集中供冷的方式已在广州、成都等一些城市的轨道交通建设中采用，通过将冷水机组和冷却塔集中布置的方式解决冷却塔在每个车站布置困难的问题，对于集中冷站，其冷源制备方式方面，目前也出现了一些新的做法，如采用冰蓄冷、水蓄冷方式，另外也在采用集中设置冷却塔而分散在各个车站设置冷水机组方面作了一些探讨，但集中供冷方式存在如下问题：一是夜间没有公共区负荷、设备管理用房区负荷也大大减少，尤其是过渡季节情况下如何保证集中冷站高效节能运行？二是对于采用屏蔽门系统的车站，当客流变化而造成车站冷负荷变化的情况下如何适应来实现节能运行？而冰蓄冷及水蓄冷方式下冷水机组并不是在高效下运行，只是利用电价差政策，降低运行费用，实现整个电网系统的节能，部分城市甚至没有“峰谷”电价差政策，基于降低工程实施难度的角度仍采用集中供冷方式，其今后应否大规模推广？同时，在使用过程中如何适应负荷的变化实现节能运行，这里面仍有很多新技术需要研究、实践和总结。
 

      对于深埋及暗挖车站，由于车站土建的变化，使得暖通空调系统在设计布置方面变得困难，但仍要满足国家节能设计标准和卫生方面的要求，这是一个新的挑战。

      4） 如何实现真正意义上的节能运行是暖通空调专业面临的重大挑战

      目前在轨道交通领域存在一定程度上的误区，例如，在确定地下车站规模方面，一段时间来过于强调压缩车站层高和面积，部分城市轨道交通车站的金属主风管的风速达到10m/s，混凝土风管的风速甚至达到15m/s，有些为了减少通风空调机房面积，将组合式空调机组的消声段移至主风管上，则流经消声器的风速由迎面2.5m/s提高到8m/s，实际上消声段的风速由5m/s提升为16m/s，将大大增加系统运行阻力和能耗，其费用长期看与节省的土建造价相比是不经济的。

      从国内已投入运营的线路来看，其能耗的40～60％来自于通风空调系统，占据了很大的比重，如何降低这部分的能耗，对于降低轨道交通运营成本具有重大意义，而要实现节能运行，必须从设计阶段就要进行系统性的思考，并在总体上进行详细的研究论证，提出相应的对策来指导设计。例如，目前不少车站内的空气温度往往低于设计值而不能调节、不少车站的暖通空调设备无法实现在高效区运行、甚至各相关设备之间的参数不匹配等等，这些都造成了系统运行能耗的显著上升。