地鐵車站環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制策略研討

鹿全才 張潤程

摘要：隨著我國社會的不斷發(fā)展，可利用的不可再生能源加速消耗，人們也逐漸意識到節(jié)能環(huán)保對于國家發(fā)展和人類生存的重要意義，國家也將生態(tài)資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略作為我國的基本國策之一。地鐵作為現(xiàn)代人類出行非常便捷的交通工具之一，其車站內(nèi)部環(huán)境控制系統(tǒng)在控制密閉空間的空氣質(zhì)量方面需要承受較大負荷。因此，如何做好地鐵站內(nèi)部環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制，保證環(huán)控系統(tǒng)在地鐵安全、穩(wěn)定運營的同時達到節(jié)能最大化，是現(xiàn)階段相關(guān)學者需要重點研究的問題?；诖耍疚膶τ诘罔F站內(nèi)部環(huán)境控制系統(tǒng)如何做好節(jié)能控制進行分析，并提出幾項行之有效的策略，以期為我國節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域貢獻出自身的一份力量。

關(guān)鍵詞：地鐵;環(huán)控系統(tǒng);節(jié)能控制

盡管地鐵的問世與投產(chǎn)極大地方便了人們的出行，提高了國民的生產(chǎn)效率和生活質(zhì)量，但由于其高能耗的屬性，也導致國家近年來不得不控制部分城市地鐵申報的數(shù)量。因此，如何做好地鐵運營與維護的節(jié)能控制工作，是現(xiàn)階段地鐵工作者需要重點思考的問題。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，地鐵動力照明用電和用于牽引地鐵用電總和占據(jù)地鐵總能耗的85%左右，而地鐵環(huán)控系統(tǒng)的能耗又占地鐵動力照明系統(tǒng)總能耗的75%左右。因此，研究人員需要通過節(jié)能控制措施來降低環(huán)控系統(tǒng)的能源消耗，從而達到全面降低地鐵運營能耗的目的。

一、地鐵環(huán)控系統(tǒng)的概述

（一）組成

地鐵工程是在地下密閉空間由若干個車站通過地鐵隧道的連接組成的一個相對較為特殊的系統(tǒng)化建設(shè)工程。地鐵車站的環(huán)境控制系統(tǒng)由屏蔽門系統(tǒng)和非屏蔽門系統(tǒng)組成，而非屏蔽系統(tǒng)則由閉式系統(tǒng)和開始系統(tǒng)組成。地鐵車站環(huán)境控制系統(tǒng)最大的作用是保證地鐵車站相對密閉環(huán)境下的空氣質(zhì)量與空氣熱度，為工作人員以及乘客提供一個安全、舒適的工作環(huán)境和乘車環(huán)境。此外，在滿足地鐵車站運營要求的同時，環(huán)控系統(tǒng)還需要保障意外事故發(fā)生后安全疏散通道的空氣質(zhì)量，例如：換氣、通風、除煙等功能。圖1為地鐵車站環(huán)控系統(tǒng)平面圖。

（二）特點

在地鐵車站內(nèi)，環(huán)控系統(tǒng)的優(yōu)勢和特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）高能耗性。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，地鐵車站環(huán)控系統(tǒng)所消耗的電量占據(jù)地鐵站總電量消耗的30%左右;（2）熱源不穩(wěn)定性。隨著不同城市、不同時間段乘客流量的變化，環(huán)控系統(tǒng)所需要控制調(diào)節(jié)空氣熱度所消耗的能耗也在不斷變化;（3）氣候穩(wěn)定性。由于地鐵車站處于地下密閉空間，因此天氣、氣候的變化對環(huán)控系統(tǒng)能耗變量影響較小;（4）與其他交通工具相比，地鐵站內(nèi)部的發(fā)熱源與地鐵站內(nèi)部的空間成正相關(guān)，因此這種環(huán)境下需要環(huán)控系統(tǒng)中的空調(diào)系統(tǒng)和通風系統(tǒng)必須保證穩(wěn)定、高效的運轉(zhuǎn)，才能應對客流高峰時段的熱源變化;（5）由于地鐵站是一個處于地下區(qū)域的密閉性工程，因此環(huán)控系統(tǒng)需要盡量在意外事件發(fā)生后為乘客和工作人員提供一個相對穩(wěn)定的空氣循環(huán)系統(tǒng)，因此對環(huán)控系統(tǒng)的緊急情況處理功能也是一項極大考驗[1]。

二、地鐵車站環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制的重要性

目前我國地鐵正處于初期發(fā)展的重要階段，雖然已經(jīng)使用了環(huán)控系統(tǒng)技術(shù)，但是系統(tǒng)在運行過程中存在局限性，很難確保技術(shù)目標的實現(xiàn)，而新時期在電氣自動化技術(shù)支持下，可以使得地鐵起重設(shè)備控制和管理工作的智能化水平、集成化水平與自動化水平有所提升，利用數(shù)字化運算的方式充分彰顯可編輯程序存儲器應用的作用，以設(shè)置模擬指令的形式、各類終端窗口的形式提升技術(shù)的實用性，使得環(huán)控系統(tǒng)的節(jié)能效果有所增強。傳統(tǒng)類型的地鐵起重設(shè)備受到各類因素的限制存在很多安全風險，會導致地鐵建設(shè)質(zhì)量和速度受到阻礙、出現(xiàn)救援方面的問題，在使用節(jié)能環(huán)保型環(huán)控系統(tǒng)技術(shù)之后就可以改善地鐵起重設(shè)備的應用性能，滿足地鐵建設(shè)與救援需求，減少起重設(shè)備的應用成本、降低能源的消耗量，使得鐵路行業(yè)能夠持續(xù)性、穩(wěn)定性發(fā)展[2]。

三、地鐵車站環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能控制策略

（一）大系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計

在春秋季節(jié)，地鐵站內(nèi)外溫差相對較小的情況下，根據(jù)隧道內(nèi)外濕度及溫度進行測量和對比，對環(huán)控大系統(tǒng)采取彈性啟動方案，非必要情況可以延遲大系統(tǒng)的啟動。此外，還可以根據(jù)客流量的情況對大系統(tǒng)的輸出功率進行調(diào)整，在上下班客流高峰期環(huán)控大系統(tǒng)按照正常功率進行工作，以保證地鐵車站內(nèi)的乘客乘車舒適度;在非客流高峰期通過降低大系統(tǒng)輸出功率的方式來進行節(jié)能控制。

（二）小系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計

在大系統(tǒng)進行改進基礎(chǔ)上，對個別控制系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)的小系統(tǒng)進行優(yōu)化。在非客流高峰期或人員稀少的場所可以對小系統(tǒng)進行優(yōu)化，例如在夜間減少輸出功率，從而達到節(jié)能優(yōu)化的效果。此外，對于相對不是特別重要的場所可以由過去的24h供電改為間歇供電或節(jié)能供電。

（三）水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計

地鐵站內(nèi)的水系統(tǒng)在大系統(tǒng)停止運行后，服務(wù)于小系統(tǒng)的運行，即便工作負荷較低，也會造成資源浪費，如果停止運行水系統(tǒng)又會導致地鐵站內(nèi)濕度過大，影響乘客的舒適度。因此，需要將水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)信號與車站內(nèi)的濕度和穩(wěn)定相關(guān)聯(lián)，在車站內(nèi)設(shè)置對應的溫度、濕度測量裝置和預警裝置，通過電氣自動化控制技術(shù)，使水系統(tǒng)調(diào)節(jié)裝置與溫度、濕度控制器進行智能化連接，系統(tǒng)根據(jù)站內(nèi)溫度和濕度來自行對水系統(tǒng)進行運行與停止的指令，方便環(huán)控系統(tǒng)的水資源節(jié)能[3]。

（四）隧道通風系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

由于地鐵隧道處于地下密閉空間內(nèi)，當隧道處于地下水附近或陰冷干燥之處，隧道空氣溫度普遍較低，此時隧道通風系統(tǒng)正常運行則屬于浪費資源行為，因此應該對隧道通風系統(tǒng)進行人性化調(diào)節(jié)，根據(jù)不同時間、不同地點、不同季節(jié)和不同氣候等特點進行不同程度的節(jié)能設(shè)置。此時，地鐵戰(zhàn)內(nèi)的環(huán)控系統(tǒng)可以采用自動化裝置獲取地鐵站內(nèi)溫度的高低，二通閥控制通風量的大小，通過動態(tài)調(diào)節(jié)風機功率渠道傳統(tǒng)的定時定頻風機功率的做法，來最大限度內(nèi)獲得節(jié)能效果。

四、結(jié)語

綜上所述，地鐵作為國民出行的重要交通工具，其站內(nèi)的環(huán)控系統(tǒng)直接影響著乘客和內(nèi)部工作人員的舒適度。在當前我國地鐵站環(huán)控系統(tǒng)能源消耗巨大的情況下，如何針對環(huán)控系統(tǒng)進行科學、合理的節(jié)能控制，是當前地鐵設(shè)計人員需要重點考慮的問題，同時這一改進也符合我國一直推行的節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

參考文獻：

[1]王炳艷.淺談節(jié)能環(huán)保型環(huán)控系統(tǒng)技術(shù)應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018，11（21）：95-99.

[2]茍偉杰，魏小強.節(jié)能環(huán)保型環(huán)控系統(tǒng)技術(shù)應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018，4（23）：51-58.

[3]王法.節(jié)能環(huán)保型環(huán)控系統(tǒng)技術(shù)應用[J].商品與質(zhì)量，2020，15（29）：133-146.