北京新建地铁通风空调系统模拟分析

北京新建地铁通风空调系统模拟分析（精选4篇）

篇1：北京新建地铁通风空调系统模拟分析

北京新建地铁通风空调系统模拟分析

[摘 要]本研究以北京新建地铁四号线第三标段隧道和车站为对象,借助SES软件,建立数学模型,对两种典型的通风空调系统方案正常工况运行进行数值模拟。分析得出产热量的分布规律;列车行车状况、活塞风井、不同形式车站及区间隧道通风空调系统对隧道内速度场、温度场及新风量的影响规律。研究同时对通风空调系统方案进行了初步的技术经济比较。本研究为分析地铁通风空调系统的空气流动与传热提供了参考,为新建地铁通风空调系统方案的选择、设计及科学地运行管理提供有价值的数据资料。[关键词]地铁;通风空调;设计方案;数值模拟绪 论

1·1 研究背景及意义

地铁和轻轨作为城市快速轨道交通的重要组成部分,具有低污染、低能耗、容量大、安全快捷、正点率高等优点,被公认为“绿色交通”,是城市大运量公交系统首选。

地铁一般深处地下,是一个由多个车站通过隧道连接成的相对封闭空间[1],与外界的空气交换只能通过车站出入口和有限的隧道风井来进行,因此必须合理设计地铁通风空调系统,利用人工方法对地铁内的温度、湿度、有害物浓度和空气流速等进行控制,为乘客提供适宜的环境;并在紧急情况下保证乘客的安全。在实际运行中,地铁通风空调系统的耗电仅次于列车牵引用电,其投资直接影响地铁工程建设的总费用。因此,地铁通风空调系统的合理设计及节能研究成为发展地铁交通设施的重要课题之一。1·2 研究目的及内容

本研究旨在为新建地铁通风空调系统方案的选择、系统的合理设计与科学的运行管理提供有价值的数据资料,为地铁环控系统流动传热与节能研究提供参考。具体研究内容包括以下三点:(1)结合正在承担的北京地铁四号线通风空调系统设计任务,对地铁四号线第三设计标段三站两区间(陶然亭-菜市口-宣武门)拟出两种典型通风空调设计方案;(2)建立数学模型和交点图,借助SES数值计算软件,对通风空调系统方案的速度场、温度场和产热量进行数值模拟,得出产热量的分布规律,活塞风井、车站及区间隧道不同型式通风空调系统对隧道内流场、温度场及新风量的影响规律。

(3)采用数值模拟分析与技术经济比较相结合的方式,综合考虑车站规模、通风空调设备初投资、安全可靠性及控制难易程度等因素对两种典型设计方案进行比较;并依据北京地铁实际情况,选出适合北京地铁四号线的较优方案。2 通风空调系统方案研究 2·1 地铁环控系统研究方法

目前,世界各国研究地铁环控的主要方法有试验方法和数值模拟方法。试验方法分为全尺寸现车试验和缩尺寸模型试验;数值模拟研究方法分为有限差分法、有限元法和特征线法等[2]。现车试验和模型试验组织、实施难度较大,工作量也巨大。利用计算机编制程序对各种方案进行数值模拟是经济、可靠的研究手段,已经越来越多的为设计者所采用[3]。2·2 北京地铁四号线通风空调系统设计方案研究 2·2·1 工程概况

北京地铁四号线线路全长28.154km,设23座地下车站和1座地面车站。线路南起南四环路以北的马家堡西路,终点至颐和园以北的龙背村,是一条穿越丰台、宣武、西城、海淀四个行政区贯穿市中心区的南北向轨道交通主干道[4]。

本次模拟的对象为第三设计标段:陶然亭-菜市口-宣武门,三站两区间。这三座车站均为地下双层岛式车站,两个区间施工工法为马蹄形矿山法。2·2·2 可选方案

地铁通风空调系统设计,决定着车站规模、通风空调设备、运行成本、安全可靠性和控制效果,其系统方案的选择十分重要。为得出较优通风空调系统,对以下两种典型方案在正常工况下运行进行数值模拟分析。

(1)车站及区间隧道集成的通风空调系统[4](方案一)该方案区间机械风道内设置TVF风机及大型表冷器,通过风阀转换兼容区间隧道及车站公共区通风空调、排烟各种工况。方案应用于北京新建地铁五号线、四号线通风空调系统。系统原理见图1。

(2)车站及区间隧道独立通风空调系统(活塞风道和机械风道相结合)(方案二)该方案在车站设有公共区通风空调机房,内设组合式空调箱及回/排风机,独立负担车站公共区的通风空调及事故排烟;站端设活塞风井(活塞风井与机械风井合用),风井内设置供区间隧道专用的TVF风机及组合风阀,独立负担区间隧道的通风及事故排烟。此方案目前应用于上海、南京、广州等地铁通风空调系统。系统原理见图2、3。数值模拟 3·1 物理模型 地铁区间隧道内空气流动是三维可压缩流体非恒定紊流。由于隧道长度远大于隧道的断面几何尺寸,且隧道断面上气流速度和压强分布比较均匀。为简化计算,可将地铁隧道、车站内空气流动简化为以当量直径de作为特征尺寸的、以断面上气流各要素取平均值作为变量的圆管内气流一维非恒定流动[5]。由于隧道内气流速度较低,空气的Ma小于0.3[6],且温度变化较小,可将隧道内的空气流动近似为不可压缩流体流动。因此,隧道内空气的流动与传热,可简化为不可压缩流体在圆管内一维非恒定流动与传热。3·2 模拟计算方法 3·2·1 初始风向设置

区间风向设置:由陶然亭→菜市口→宣武门(上行区间方向)为正向;迂回风道风向:下行→上行为正向;出入口及风井风向:由室内→室外大气为正向;如模拟计算值为“+”,与初始设置方向一致;否则反向。3·2·2 初始条件及边界条件

假定模拟计算边界条件:隧道峒口、风井入口、车站出入口压力边界值为0;瞬时所有节点汇总至一个节点的总空气流量等于0。假定初始条件:各点的压力值均设为0。3·2·3 其他原则

计算中采用叠代法求解方程组,调整节点压力进行计算。模拟计算的时间随节点图的大小和复杂程度而定。模拟正常工况,列车从陶然亭站到宣武门站运行时间为263s,将模拟运行时间定为1200s(约为5个运行周期)可以得出合理的数据。3·3 建立节点图

本次模拟对象为:陶然亭-菜市口-宣武门,三站两区间。根据国际上对地铁环境系统分析的大量实践证明,列车模拟运行于由3个车站、10座风井和11个通风区段组成的系统,其计算结果付诸于地铁实体系统,则具有可行性和有效性[7]。

环控模拟之前,首先建立反映隧道的布置及隧道交接点的特性,反映风井、交叉道及折返区位置的一个几何模型,即交点图[9]。这是计算的基础,其中组成元素包括节点(node)、节(section)、段(segment)、子段(subsegment)、风井(ventshaftsegment)和车站/区间(station/tunnelsegment)等。各个元素都需要有对应的参数,如长度、坡度、断面、周长、阻力系数等。节点通过各段和子段相互连接,气流通过节点流向节点。3·4 输入数据

模拟需输入隧道及站轨布置、列车营运数据、客流资料、隧道外界气象参数及土壤热工特性、列车数据等。主要数据如下: 3·4·1 气象数据

地铁空调计算采用的室外计算参数为近20年夏季地下铁道晚高峰负荷时平均每年不保证30h的干(湿)球温度[10]。室外气象参数:晚高峰室外计算干球温度为32.0℃;晚高峰室外计算相对湿度为65%。3·4·2 区间隧道参数

区间隧道参数如表1所示。

3·4·3 土壤热工特性

土壤导热系数λ为1·367W/(m·k),导温系数α为7.74×10-7m2/s,土壤温度为13℃。3·4·4 客流数据

客流数据采用远期2032年晚高峰小时模拟车站上、下客流量和区间断面客流通过量。3·4·5 列车参数

列车参数如表2所示。3·4·6 人员负荷

乘客进站时总停留时间4min,其中站厅逗留时间为1.5min,站台逗留时间为2.5min;乘客出站时总停留时间3min,其中站厅逗留时间为1.5min,站台逗留时间为1.5min;乘客在车站区域人体产热(全热)按182W/人计算。4 模拟结果 4·1 模拟结果选取

本次模拟总时长为1200s(列车对开10对),模拟计算数据节选①第1020s瞬时下行区间隧道和车站各断面风量、风速、温度(此时16号车加速行驶,18号车停靠在菜市口站,20号车停靠在宣武门站);②420~1020s的600s时间内下行区间隧道和车站各断面平均流速、平均温度、产热量数据。4·2 模拟结果

4·2·1 区间隧道和车站产热量分布

区间隧道和车站在600s内产热量随行车方向上的变化见图4,可以看出:地铁内沿行驶方向上的产热量分布不同,主要集中在车站处,且车站内的区段越长,产热量越大。这是因为列车在区间隧道内行驶产热量主要为列车三轨产热,而车站内产热量包括站台上人员散热、车站照明、广告灯箱发热及车站内垂直电梯、扶梯散热及列车刹车产热等;长的区段上设备及人员散热量也较多。

4·2·2 区间隧道和车站风速、风量分布

(1)在1020s区间及车站出入口瞬时风速分布分别见图5、6,可以看出:隧道内列车行驶状况不同产生的活塞风速不同。列车加速行驶时活塞风速也随之增加,停车时车后部的风由于惯性仍然向行车方向运动并处于较大值。列车行驶状况不同,会使车站楼梯、出入口处于正压或负压,从而排风或为从室外吸入新风,形成通风换气。设置活塞风井的方案二,列车通过时车站和出入口风速降低;表明活塞风井具有泄压作用。

表3~5分别为瞬时风井及车站出入口总进排风量比较、瞬时车站出入口进排风量比较和出入口及风井进入新风量与区间隧道总风量比较,由这三个表可以得出:设置活塞风井的方案二,活塞风井及车站出入口总进排风量比不设活塞风井的方案一出入口进排风量大,说明设置活塞风井可增加通风换气量;设置活塞风井的方案二从车站出入口引入新风含量比方案一隧道内新风含量增加14%~20%,可有效改善隧道内空气品质,从而使得列车车厢内的新鲜空气量增多。

(2)在600s内各断面平均风速分布如图7所示,可以看出:隧道内平均风速随着列车行车速度变化,基本成线性关系。因为车站断面大于区间隧道断面,区间隧道内风速较高;车站站台附近平均风速低;列车活塞风速最大可达6~8m/s。设置活塞风井的方案二,车站站台处各段风速均略小于方案一的相应各段风速。

4·2·3 区间隧道和车站温度分布

(1)在1020s区间隧道及车站瞬时断面平均温度变化如图8所示,可以看出:列车行驶及停站处空气温度较高,经过后空气温度逐渐降低。沿行车方向,列车出站端隧道空气温度高于进站端隧道空气温度;这是由于列车出站时,活塞风会将列车停车时的刹车散热带入隧道。设置活塞风井,有利于列车行驶产生的热空气排出,引进室外空气,增加隧道内空气流动,因此方案二区间隧道各段温度普遍低于方案一。

(2)在600s时间区间隧道内断面平均温度变化如图9所示,可以看出:车站设置空调系统,其空气温度低于隧道内空气温度;区间和车站衔接处温度波动幅度较大,在29~34℃之间波动;隧道中部温度波幅较小,约保持在30℃左右;两种方案正常工况下区间隧道内空气温度均低于35℃;即使对远期运营计划,夏季热环境也不会出现超温现象,满足设计规范[10]要求。4·3 方案比较

4·3·1 主要技术经济指标比较 本文对典型站的两种方案分别从技术方面、主要通风空调设备的造价及额定用电负荷等进行比较。

两方案设备选型、机房占地面积等的比较,见表6。方案一的风道数量及机房面积明显少于方案二,土建造价低。两方案额定用电负荷、初投资的比较,见表7。方案二设置活塞风井,可利用活塞风冷却区间隧道,减少冷冻机运行时间,两种方案的空调运行期长短有所不同。车站的BAS系统自动监测室外空气焓值并控制空调设备启停,运行费用有待根据实际运营参数计算得出。故本次技术分析未涉及到年运行费用,仅对一个设备满负荷运转空调日(5∶00~23∶00)进行运行费用对比。电费采用北京电网销售电价0.53元/kWh(大工业用电)。

4·3·2 优缺点比较

对上述两种典型方案进行优缺点比较,所得结果见表8。

结 论

本文以北京新建地铁四号线第三标段隧道和车站为对象建立数学模型,借助SES软件采用数值模拟法,对两种典型通风空调系统方案正常运行工况下隧道和车站内产热量、气流流场、温度场进行模拟分析,并进行初步技术经济比较,得出以下结论。

5·1 数值模拟的结论

(1)地铁内沿行驶方向上的产热量分布不同,主要集中在车站处,因此地铁车站是首先需设置通风空调系统的部位。

(2)隧道内车行驶状况不同产生的活塞风速不同;区间隧道内风速高于站台风速,列车活塞风速最大可达6~8m/s。

(3)沿行车方向,列车出站端隧道空气温度高于进站端隧道空气温度;区间和车站衔接处,温度波动幅度较大,在29~34℃之间波动;隧道中部温度波幅较小,约保持在30℃左右。

(4)设置活塞风井对车站和出入口具有降低风速和泄压作用,削弱活塞风对车站出入口的影响,提高车站内的环境舒适性;(5)设置活塞风井可增加通风换气量,使隧道内新风含量达到35%,比不设活塞进时增加14%~20%;有效改善隧道以至于车厢内空气品质;有利于列车行驶产生的热空气排出,可使区间隧道各段温度普遍降低。5·2 初步技术经济比较的结论

(1)方案一车站与区间隧道集成的通风空调系统,土建费用低;但空调设备运行时间较长、操控复杂,运营费用及维护管理工作多。方案二车站与区间隧道独立的通风系统,土建费用高;车站两端设置活塞风井,可削弱列车运行活塞风对站台及出入口风速的影响,全新风空调季可利用活塞风,减少冷冻机的运行时间。

(2)从主要通风空调设备初投资、额定用电负荷及空调日运行费对比可知,方案一以车站与区间隧道的集成通风空调系统设备投资为方案二车站与区间隧道独立设置通风系统(活塞风道和机械风道相结合)的1.02倍;方案一的额定用电负荷为方案二的80%左右;方案一的空调日运行费用为方案二的92%左右。5·3 北京地铁四号线通风空调系统方案确定

选择最佳通风空调系统设计方案,同时还应依据当地城市对交通的具体要求和自然条件等确定。鉴于以上研究结论,同时考虑北京地区地铁均设置在市政道路下,风道长度大部分在40m以上,活塞风效果不明显。车站与区间隧道的集成通风空调系统(方案一)较车站及区间隧道独立的通风空调系统(方案二)更适合于北京地铁实际情况,北京地铁五号线、四号线通风空调系统设计采用该方案为实施方案。[参考文献] [1]许斯河.地铁工程设计指南[M].北京:中国铁道出版社,2002.[2]冯炼,刘应清.地铁通风网络的数值分析[J].中国铁道科学,2002,23(1):132~135.[3]王春,刘应清.地下铁道中的环境控制系统[J].地下空间, 2003,23(3):310~313.[4]北京市市政工程设计研究总院.北京市地铁四号线工程初步设计.2003.[5]金学易,陈文英.隧道通风及隧道空气动力学[M].北京:中国铁道出版社,1983.[6]王补宣.工程传热传质学[M].北京:中国科学出版社,1998.[7]SubwayEnvironmentalDesignHandbook,VolumeⅡ.SesUser sManual.1997.[8]郑晋丽,胡维撷.深圳地铁一期工程环境模拟结果要点和分析[J].地下工程与隧道,2000(1):37~44.[9]中华人民共和国建设部.GB50157-2003地铁设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003.

篇2：北京新建地铁通风空调系统模拟分析

通风模拟分析

北京市市政工程设计研究总院 任明亮 李雁

摘要：北京地铁7号线达官营站~广安门内站站间距为1893m，且本区间内靠近达官营车站处设置有单渡线和停车线，通风气流组织较为复杂。为了确定列车在本区间着火工况下的最佳通风方案，使之能有效控制烟气流动，提供人员逃生的必要条件，利用SES对不同通风方案进行了模拟分析。通过模拟计算可知开启着火区间两端车站隧道风机以及在区间渡线位置增加射流风机均不能保证区间风速要求，当在本区间内设置中间风井，并开启区间风机以及着火区间两端车站风机后着火区间风速为2.6m/s，满足规范要求。

关键词：地铁 事故通风 SES 模拟分析

地铁是目前世界上能够有效解决大中型城市人们出行最为便捷、经济和高效的一种交通工具。地铁作为现代城市最大的基础设施之一和交通系统的骨干，是城市的生命线。同时地铁安全性问题也是地铁建设单位、设计单位首要考虑的问题。由于地铁系统除出入口、风道与外界联通外基本处于地下，外部由岩石或土层包围，该建筑特点决定了地铁内发生火灾与在地面建筑发生同样事故相比，其后果更为严重。地铁火灾具有如下特点［1］：（1）氧含量急剧下降。（2）发烟量大。（3）排烟排热差。（4）火情探测和扑救困难。（5）人员疏散困难。

地铁系统较为复杂，如何确定隧道着火工况的通风方案，有效控制烟气流动是地铁设计的难点问题。笔者利用美国交通部开发的地铁环境模拟软件SES(Subway Environment Simulation)对北京地铁7号线达官营站~广安门内站长区间进行了事故工况通风方案的模拟分析,确定了地铁该区间的事故运行模式，并在初步设计评审时得到专家认可，即“在达官营站~广安门内站长区间隧道设置中间风井的方案是合理的”。土建概况

北京地7号线起点位于北京最大的铁路交通枢纽—北京西客站，以地下线方式敷设，沿羊坊店南路向南至广安门外大街后转向东，线路沿广安门大街、广渠门大街向东至东四环，出东四环后在化工二厂东侧转向南，沿着规划仓储西路向南穿越规划绿地到达化工路；线路穿过化工路后沿垡头西路向南至垡头南路再转向东，穿过双丰铁路后，进入玻璃二厂、染料厂等工业用地范围，线路沿规划道路向东南敷设，到达终点焦化厂站。线路全长23.67km，全部为地下线，全线共设车站21座，平均站间距1.14km，原焦化厂内设置车辆段一处。

北京地铁7号线全线有两个区间的长度超过1.5km，分别为达官营站~广安门内站区间（站间距约1893 m）以及欢乐谷景区站~垡头站区间（站间距约1744m），由于线路需求在达官营站~广安门内站区间设置有单渡线和停车线，本文以下内容只对更为复杂的达~广区间事故工况通风模拟进行阐述。SES火灾模型简介

SES(Subway Environment Simulation)是美国交通部开发的一维地铁环境模拟软件，芝加哥、波斯顿、中国香港、广州、北京等几十个城市的地铁通风设计都采用了SES模拟软件确定了合理、经济的通风方案。

区间事故工况通风方案需满足两个条件［3］：（1）有效控制烟气流动方向。（2）使逃生人员感受到

［2］

进行了仿真计算，从而

模拟计算及分析

本文仅对列车位于下行区间车头着火工况进行阐述，其他着火工况计算结果同列车车头着火工况。如图1为达官营站、广安门内站及其之间区间的SES节点图，此时达官营站四台隧道风机进行排风，靠近达~广区间侧两台风机并联对下行区间排风，另两台风机分别对上下行区间排风；广安门内站四台隧道风机进行送风，靠近达~广区间侧两台风机并联对下行区间送风，另两台风机分别对上下行区间送风。

图1 达～广区间SES节点图1

图2 达～广区间通风计算结果1 图2为其计算结果，可以看出只开启该区间相邻车站隧道风机时着火区间风速为1.5m/s，不满足规范要求的2.0m/s。由于达~广区间较长，且该区间内存在渡线，部分上行区间内的空气通过渡线流入下行区间，从而不能有效提高着火区间内风速。

图3 达～广区间SES节点图2

图8 达～广区间通风计算结果4 为避免通风设备过多，增加通风空调系统控制难度，降低通风空调系统运行的稳定性，放弃了继续增设射流风机的方案。通过与土建专业配合保留了达~广区间结构施工竖井并在后期改造为区间风井。图7为设置了区间风井后的SES节点图，图8为其计算结果，可以看出区间风速为2.6m/s，满足规范要求。结论

地铁系统较为复杂，而区间火灾工况通风系统设置又是地铁设计的重点、难点问题，火灾工况下区间内空气流动受区间结构特点、线路特点、火源强度等因素影响，常规计算方法难以预测通风系统合理的合理性。本文通过SES仿真软件对北京地铁7号线达官营站~广安门内站长区间火灾工况下不同通风方案进行了分析比较，通过以上计算结果可以看出对于达~广区间，只依靠区间相邻车站开启隧道风机或者在区间内增设射流风机难以满足火灾工况下的通风排烟需求，通过将区间结构施工竖井改为通风竖井后，区间排烟风速为2.6m/s，可以有效控制烟气流动、引导乘客撤离。参考文献

篇3：北京新建地铁通风空调系统模拟分析

1对象与方法

1.1 调查对象

为本市某新建办公大楼集中空调通风系统。按《规范》要求在其125套系统中抽取33套系统、69个风口。其中3层及以上楼层为类型相同的系统, 共105套, 按《规范》要求10%～20%的比例抽取14套, 占总数的13.3%;1、2层不同类型的系统共19套, 按要求抽取19套, 确保每类系统至少抽1套;同时对两个冷却塔进行检测。

1.2 检测指标

集中空调通风系统送风系统检测指标包括PM10、细菌总数、真菌总数、β-溶血性链球菌;集中空调通风系统风管内表面检测指标为积尘量、细菌总数、真菌总数;空调冷却塔检测项目为嗜肺军团菌。

1.3 检测方法

按照卫生部《规范》执行。

1.4 统计学方法

采用EpiData进行数据录入, SPSS12.0进行统计学分析, 所用方法包括描述性分析、 χ2检验、关联性分析等。

2结果

2.1 集中空调通风系统送风系统检测

本次共抽取送风系统69个风口, 其中PM10平均值为 (0.046±0.017) mg/m3, PM10超标件数为4件, 超标率为5.8%;PM10超标全部集中在一层。细菌总数超标率8.7%, 均值为 (273.87±200.92) cfu/m3;细菌总数超标为散在楼层, 无明显聚集性。真菌总数超标率36.2%, 均值为 (464.78±415.15 ) cfu/m3;β-溶血性链球菌无超标情况。

2.2 送风系统真菌总数分析结果

本次调查结果显示送风系统真菌总数超标率36.2%, 且真菌总数超标集中在A座21、15、9、5楼以及B座检测各楼层的新风口位置, 具有一定的聚集性。经统计学处理A座真菌总数与B座之间差异有统计学意义 (P<0.05) , 且B座真菌检测结果均高于A座真菌总数。见表1。

2.3 集中空调通风系统风管内表面检测

本次共抽查集中空调通风系统风管内表面69件样品, 积尘量超标率0%, 均值为 (1.04±0.20) g/m2;细菌总数超标率4.3%, 均值为 (86.46±601.99) cfu/m3, 且细菌总数超标分布于散在楼层, 无明显聚集性;真菌总数超标率0%, 均值为 (1.25±1.48) cfu/m3。

2.4 冷却塔水中军团菌检测

在本次冷却塔现场勘测过程中发现冷却塔中水质浑浊, 水池内长满青苔。共抽取该办公大楼的两个冷却塔水样, 经实验室分析均未检出嗜肺军团菌。

3讨论

集中空调通风系统为人们生活带来便利和舒适, 但其中存在的潜在危害严重影响人们健康。因此对新建办公大楼的集中空调通风系统进行卫生学评价非常必要。

本次调查的办公大楼北临城市主干道, 东西两侧为居民楼, 背面为待开发用地。调查结果显示该办公大楼集中空调通风系统送风系统中超标指标为细菌总数、真菌总数、PM10;风管内表面超标指标为细菌总数。这表明大楼集中空调通风系统存在不同程度的污染, 污染指标中送风系统比风管内表面严重, 可能与风口周边环境有关。送风系统PM10结果超标情况集中在一层, 这可能与一层人员活动密集、抽烟、烹饪等情况有关。送风系统真菌严重超标, 而风管内表面真菌总数无超标情况, 表明送风系统样品采集过程中可能受到周围环境影响。而集中空调通风系统采样时, 采样探头按《规范》要求距送风口存在一定距离, 采集样品过程中易受周围环境影响, 当周围环境灰尘量大、潮湿、闷热时, 空气中悬浮的微生物、粉尘容易被采集进采样器中, 造成检测结果偏倚。这可能就是B座各风口污染情况大于A座, B座3层及以上污染情况又甚于1、2层的原因。

国内相关文献报道显示冷却塔水中军团菌的检出率差别较大[1,2]。本次调查发现冷却塔内水质浑浊, 水池内长满青苔, 但嗜肺军团菌检测结果为阴性, 其原因可能是该办公大楼建成时间较短, 冷却塔投入使用时间短, 冷却塔中水处于静止状态, 导致了藻类、微生物的滋生, 故嗜肺军团菌难以检出。

针对该办公大楼集中空调通风系统存在的卫生学问题, 建议装修完工后, 应做好室内清洁工作, 并由专业空调清洗单位对大楼集中空调通风系统及冷却塔进行全面清洗, 清洗完毕后经检测合格后方投入使用;同时做好冷却塔周围环境卫生, 防止冷却塔水中微生物的滋生。应建立健全集中空调通风系统卫生管理制度, 定期开展检查、检测和维护, 并建立专门档案, 加强对公共场所集中空调方面的健康知识宣传, 提高相关人员的自我健康和预防疾病的意识, 以便更好地保障办公人员的健康, 防止空气性疾病的传播。

参考文献

(1) 许学斌, 郑英杰, 金汇明, 等.上海市区中央空调冷却水中军团菌污染现况调查 (J) .中华流行病学杂志, 2003, 24 (5) :424.

篇4：北京新建地铁通风空调系统模拟分析

1风亭室外噪声对周边环境影响的分析及计算

1.1车站环控系统风亭消声设计简介

⑴对车站的进风亭、排风亭 (见图1、2) :原设计在风道 (井) 中设有消声器 (SIL) , 对传到风井的风机、空调机组 (包括车站隧道排风系统、车站通风空调大系统、车站通风空调小系统的设备) 的空气动力噪声进行消声减噪。按照相应测试标准和环保部门在风亭百叶外测试方法, 如果通过消声器后的气流噪达到城市区域环境噪声标准要求、同时风亭百叶的再生气流噪声也达到城市区域环境噪声标准要求, 那么进风亭、排风亭对车站外的噪声值将达标 (满足城市区域环境噪声标准要求) 。因此, 对进、排风亭, 只要风道 (井) 内消声器消声量足够 (含风道的衰减量) 、同时风亭百叶的气流再生噪声满足要求, 进、排风亭的噪声达标将不存在问题;如果不能达标, 应从消声称器和风亭百叶两方面查找原因。

⑵对车站活塞风亭 (见图2) :针对两种不同的噪声源进行分析。

(1) 对噪声源为区间隧道风机 (TVF) :区间隧道风机只在早晚通风模式 (早上通车前30min和晚上停车后30min的通风换气) 、事故通风模式 (列车阻塞在区间的通风换气、列车因火灾停在区间的通风排烟、车站站台火灾时的协作排烟) 时运行。

(2) 对事故通风模式:由于是在列车运营发生事故的情况下才启动的通风模式, 按照设计原则, 可以不必考虑风亭气流噪声对周边环境的影响。因此对该模式下隧道风机的运行时的消声不做分析。

(3) 对早晚通风模式:该模式为正常通风模式, 因此在区间隧道风机的两端均设有消声器 (SIL) , 以保证TVF在早晚通风模式运行时站内噪声达到设计标准、风亭噪声达到城市区域环境噪声标, 当然, 风亭百叶的气流再生噪声也必须达到城市区域环境噪声标。

(4) 对噪声源为列车:根据以往的设计原则, 车站环控系统设计不包括对列车噪声的消声家减噪设计, 因此设计时没有考虑这部分内容。但从图2中可以看出, 列车正常运行时, 活塞风将直接通过风道 (不经过消声器) 到风活塞风厅进、出区间隧道。因此, 列车的运行噪声也将沿着活塞风的方向传播。本文将分析计算, 列车正常运行时的噪声对活塞风亭周边环境的影响。

1.2风亭空气动力噪声对周边环境影响的分析计算

1.2.1对车站的进风亭、排风亭

根据“1.1”的分析, 原通风空调系统设计已经在进、排风亭中设置消声器, 以保证此两个风亭传到周边环境中的空调器、风机等的空气动力满足城市区域环境噪声标准;同时, 目前已经建成或在建线路的消声设备招标均是要求包消声系统消声效果及消声设计的招标。因此, 对进、排风亭的空气动力噪声认为是满足标准要求的, 不作相应评价及分析计算。

1.2.2对车站活塞风亭

根据“1.1”的分析, 活塞风亭有两种噪声源:

⑴第一种—区间隧道风机 (TVF) 的空气动力噪声

由于原隧道通风系统设计已经在风机的两端设置消声器, 以保证当TVF在早晚通风模式时活塞风亭传到周边环境中的空气动力满足城市区域环境噪声标准;同时, 目前已经建成或在建线路的消声设备招标均是要求包消声系统消声效果及消声设计的招标。因此, 对活塞风亭、在区间隧道通风系统早、晚通风模式下的TVF空气动力噪声认为是满足标准要求的, 不作相应评价及分析计算。

⑵第二种—列车运行时的列车噪声

列车正常运行时, 区间隧道风机不运行, 同时列车的活塞风经过相应的风道、风阀, 而没有经过消声器直接从活塞风亭排向室外, 这样列车的噪声随着活塞风传到室外。

⑶二、三、四号线车站活塞风亭和区间中风亭噪声分析结果

表1的数据是在1.2.2的相应的假设条件分析结论。

将“表1”的数据对照“GB3096-93:城市区域噪声标准”, 假设所有车站均处在“4类区”时, 如果活塞风亭 (道) 中不设置消声器, 其噪声值将不能到达GB3096-93的要求。根据线的环境影响评价报告, 各线均有处在“2类区”的站点, 特别是四号线的大学城专线段有三座车站还处在“1类区”。因此, 应在活塞风亭 (道) 中增设消声器, 以满足环保对噪声的控制要求;至于消声器的设置方案应由消声的系统投标商具体配置。

1.3风亭百页气流再生噪声对周边环境影响的分析

根据设计技术要求, 风亭百叶迎面风速 (百叶有效面积取70%) 规定取值为3~5m/s (排风时可取4~5m/s) 。同时, 目前通过运营线路的各车站风亭风速的统计结果, 进、排风亭的风速基本在3~5m/s之间;对于活塞风亭, 区间隧道风机早、晚通风运行时 (此时列车停止运行) 的风速也在3~5m/s之间, 但列车运行时, 由于列车活塞风的风量大于区间隧道风机的风量, 因此, 列车正常运行时活塞风亭的风速均超过5m/s。

⑴对车站的进风亭、排风亭

通过前面的分析, 进、排风亭的风速基本在3~5m/s之间, 对照表3, 当车站处在“4类区” (见表2) 、且采用甲公司的百叶, 百叶气流再生可满足“GB3096-93城市区域噪声标准”的要求;但处在“2类区”、“1类区”则需要对产品进行改型。因此, 进、排风亭百叶的选型, 应该根据环评报告所划分车站处在的“城市区域噪声标准”所处在“类别”、风亭百叶的迎面风速、所采用的厂商进行综合判断。

⑵对车站活塞风亭和长区间中间风亭

对于车站端部和长区间中间的活塞风亭, 当区间隧道风机在早、晚工况运行时, 风亭百叶的迎面风速通过三、四号线的统计也均在3~5m/s之间, 但在列车运行其间, 由于列车的活塞风大于区间隧道风机的风量, 因此百叶的迎面风速基本超过5m/s, 百叶的气流再生噪声基本超过“4类区”的标准。而风亭土建工程基本完成, 很难将风亭百叶加大以降低百叶迎面风速, 故建议对活塞风亭百叶应进行产品的改型设计, 使产品的气流再生噪声满足工程的要求。

1.4风亭噪声对周边环境影响的综合分析

⑴对车站的进风亭、排风亭

通过前面分析、计算, 对车站的进、排风亭, 原设计在风井 (道) 中设有消声器, 可以有效处理风机、空调器的空气动力造声以满足环保要求;对进、排亭的百叶, 由于各车站所处的环保分区不同, 同时各产品供应商的产品有差异, 建议对百叶进行产品的改型设计, 使产品的气流再生噪声满足环保的要求。这样才能保证进、排风亭在噪声的环保验收时顺利通过。

⑵对车站活塞风亭和长区间中间风亭

通过前面分析、计算, 对车站的活塞风亭、长区间中间风亭, 原设计在风井 (道) 中没有设置消声器, 列车运行时的噪声通过风井 (道) 衰减后不能满足环保要求, 因此应在活塞风亭 (道) 内增设消声器;对活塞风亭的百叶, 由于列车运行时的活塞风量超过区间隧道风机的风量、使得风亭百叶的迎面风速超过5m/s, 百叶的气流再生噪声超过环保要求, 因此应对百叶进行产品的改型设计, 使产品的气流再生噪声满足环保的要求。这样才能保证活塞风亭在噪声的环保验收时顺利通过。

摘要：广州地铁通风空调系统设置消声降噪工程, 本文结合相关研究测试数据, 对风亭噪声对周边环境影响的研究做了分析总结。