關于地鐵工程中若干問題的淺探

【摘要】本文從地鐵熱環境模擬計算數據人手，對地鐵環控系統中的活塞風、車站公共區熱負荷指標及屏蔽門對車站公共區熱負荷的影響進行較細致、深入的探討，并進行了技術、經濟分析。
【關鍵詞】活塞風 熱負荷指標 屏蔽門應用
深圳地鐵一號線共13個地下車站，在初步設計階段對改線地下熱環境進行了模擬計算，現介紹如下：
1 模擬計算結果統計與分析
模擬計算結果見表1
表1 一號線各區間
羅湖站—>會展中心站
車站公共區熱負荷指標及屏蔽門對車站公共區

通過上述表格，經整理可得出下述參考數據：
(1)當列車巡航速度為75km／h，上下行線為單洞單線，區間不設活塞風井，且每小時行車密度為30對列車的條件下，隧道內平均活塞風量為92．5立方米／s，即33．3x10m立方米／h。區間隧道斷面積按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)從上述數據可看出，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)經統計，列車在區間隧道內每延米的平均發熱量約為15kcal／m·列。列車進入車站隧道區間每延米發熱量平均值約為25kcaVm·列。
(5)地下車站公共區(包括站廳、站臺)單位面積平均熱負荷指標，屏蔽門系統為160kcal／平方米；閉式系統為540kcal/平方米。閉式系統熱指標是屏蔽門系統的3侶左右。以上指標是—個綜合值，包括了車站內各種發熱量因素在內。
(6)根據模擬計算結果，深圳地鐵一號線除個別區間因設存車線而需增加機械通風以外，其余區間靠列車活塞風可滿足正常運營時隧道內溫度指標要求。
2 關于屏蔽門問題的討論
屏蔽門系統與閉式系統相比，具有明顯的節能效果，在校核計算中按相同條件增加了閉式系統的冷負荷計算，計算結果如下表3、表4、表5。

從上面的表可得出以下結論：
(1)屏蔽門系統的冷負荷為閉式系統冷負荷的1／2-1／5，其平均值為0．35， 即屏蔽門系統在同等條件下其冷負荷僅為閉式系統冷負荷的1／3左右。
(2)深圳地鐵一期工程17個站采用屏蔽門系統其總冷負荷為12974kW，約3700冷噸；采用閉式系統其總冷負為36 349kW，約10 337冷噸；既采用屏蔽門系統較采用閉式系統節省冷量10 337—3 700＝6637冷噸。
(3)采用屏蔽門系統較采用閉式系統節省電量約為(1+0.7)x(36 349-12974)/4=9935kw;
約為11 000kVA；
(4)設備一次性投資及運營費節省量：
①制冷空調設備一次性投資按1萬元冷噸計算，則可節省制冷空調設備—次性投資6 637萬元；電力增容費按330～450元/kva計算，可節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
節省基本負荷費11 000x2Sxl2=330萬元；每年可節省電(表)費9 935x0．8x 365x18：5 222刀元；
兩項共計節省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其—次性總投資約1．2億元，從一次性投資來看，屏蔽門系統較閉式系統需多投資約1．5-1．7倍；但從運營費來看，屏蔽門系統較閉式系統可產生良好的經濟效益，運營第一年節省的電費及空調設備一次陛投資共計7077萬元+5 55萬刀元=1．26億元，足以收回屏蔽門系統的—次性投資；若屏蔽門系統壽命按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在節省運營電費及空調設備一次性投資方面的優越性，同時，采用屏蔽門系統可改善乘客在站內的舒適性，避免活塞風對乘客的影響，并提高乘客在站臺的安全度。