CC BY
25
УДК 628.8+622.4+625.42
РАЗРАБОТКА СХЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ РАЗДЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ СТАНЦИИ ЗАКРЫТОГО ТИПА МЕТРОПОЛИТЕНА С ДВУХПУТНЫМ ТОННЕЛЕМ
Лаврентий Александрович Кияница
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный проспект, 54, аспирант, инженер лаборатории рудничной аэродинамики, тел. (383)205-30-30, доп. 179, e-mail: Lavrentij.Kijanitza@yandex.ru
Иван Владимирович Лугин
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный проспект, 54, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории рудничной аэродинамики, тел. (383)205-30-30, доп. 179, e-mail: ivlugin@misd.ru
Впервые предложена система раздельной вентиляции станции закрытого типа метрополитена с двухпутным тоннелем. Определены требования, предъявляемые к системе раздельной вентиляции. Обоснован допустимый диапазон рециркуляции воздуха из путевого отсека в пассажирские помещения станции. Представлена схема системы раздельной вентиляции станции закрытого типа метрополитена с двухпутным тоннелем, определены ее параметры работы в теплый и холодный период года.
Ключевые слова: метрополитен, станция закрытого типа, пассажирские помещения, двухпутный тоннель, система раздельной вентиляции, рециркуляция воздуха, микроклимат.
INDIVIDUAL VENTILATION SYSTEM DIAGRAM AND JUSTIFICATION OF OPERATION PARAMETERS OF THE AIR RECIRCULATION SYSTEM FOR CLOSED-TYPE SUBWAY STATIONS WITH TWO-TRACK TUNNEL
Lavrenty A. Kiyanitsa
Chinakal Institute of Mining SB RAS, 630091, Russia, Novosibirsk, 54 Krasny prospect, Postgraduate, Engineer, Mine Aerodynamics Laboratory, tel. (383)205-30-30, extension 179, e-mail: Lavrentij.Kijanitza@yandex.ru
Ivan V. Lugin
Chinakal Institute of Mining SB RAS, 630091, Russia, Novosibirsk, 54 Krasny prospect, Ph. D., Assistant Professor, Principal Researcher, Mine Aerodynamics Laboratory, tel. (383)205-30-30, extension 179, e-mail: ivlugin@misd.ru
The authors are pioneers to propose the system of individual ventilation of a closed-type subway station with two-track tunnel. The requirements for the individual ventilation system are identified. The admissible air circulation in the track section-passenger platform range is computed. The diagram of an individual ventilation system is designed for a closed-type subway station with two-track tunnel. Operation parameters of the system are determined for warm and cold seasons, in particular.
Key words: subway, closed-typestation, two-track tunnel, individual ventilation system, air recirculation.
Современные мировые тенденции строительства метрополитенов заключаются в увеличении доли возведения станций закрытого типа и двухпутных тоннелей в общем объеме строительства. В качестве примера можно привести строительство в РФ участка двухпутного тоннеля Фрунзенском радиусе в Санкт-Петербурге и Кожуховской линии в Москве. Отличием станции закрытого типа от станций других типов является наличие перегородки, разделяющей пассажирские помещения метрополитена (в первую очередь пассажирскую платформу) и путевой отсек.
Задача обеспечения микроклимата в подземных сооружениях метрополитена решается системами тоннельной и станционной вентиляции. Выбор параметров работы системы вентиляции зависит от расчетного расхода воздуха, который в свою очередь определяется на основании величины выделений тепла, влаги и других вредностей в перегонных тоннелях и на станциях.
Основное отличие вентиляционного режима станции закрытого типа от других видов станций заключается в аэродинамической изоляции пассажирских помещений станции от путевого отсека и перегонных тоннелей, соответственно тепло- влагоиз-бытки почти не попадают из туннеля и путевого отсека в пассажирские помещения. Это приводит к существенной разнице по требуемому воздухообмену на станции и в тоннеле и, соответственно, разделениюсистем вентиляции станции закрытого типа и двухпутного тоннеля [1].
Выбор производительности системы вентиляции по воздуху определяется на основе сведения теплового и влажностного баланса в пассажирских помещениях и в путевом отсеке. Параметры микроклимата на станциях и в тоннелях нормируются согласно [2, 3].Требования по поддержанию температуры и относительной влажности воздуха в тоннеле и в пассажирских помещениях станции приведены в табл. 1.
Таблица 1
Нормируемые значения температуры и относительной влажности воздуха
в тоннеле и на станции
Станция Тоннель
Теплый Холодный Теплый Холодный
Температура воздуха, °С 18 - 28 10 - 16 <33 (<35)1 6 •I- 5
Относительная влажность, % 15...75
1 - в скобках приведено значение температуры для регионов с температурой наружного воздуха с обеспеченностью 0,95 [3] по параметрам А выше 24 °С.
Основными источниками теплопоступлений на станции являются: а) пассажиры и персонал; б) эскалаторы; в) теплообмен между станцией и путевым отсеком; г) системы освещения; д) теплообмен с окружающим станцию грунтовым массивом; е) стационарное оборудование. Основными источниками теплопоступлений в тоннеле и путевом отсеке являются: а) подвижный состав (поезда); б) пассажиры; в) освещение; г) кабель-каналы; д) теплообмен между станцией и путевым отсеком; е) стационарное оборудование; ж) совмещенные тягово-понизительные подстанции СТП (если отработанный вентиляционный воздух из СТП удаляется в тоннель; з) теплообмен с окружающим станцию грунтовым массивом.Основной источник влаговыделений и СОзв тоннеле и на станции - пассажиры.
Расход воздуха для систем общеобменной вентиляции и кондиционирования воздуха определяется расчетом согласно [4] в целях обеспечения санитарно-гигиенических норм. Расход воздуха следует определять отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий из условия ассимиляции тепло- и вла-говыделений и по массе выделяющихся вредных веществ, принимая большую из величин расхода воздуха.
Для пассажирских помещений станции закрытого типа (проектируемая станция «Гусинобродская» Новосибирского метрополитена), путевого отсека и двухпутного тоннеля (/=1990 м)определены суммарные среднечасовые теплопоступления / теп-лопотерид, кВт, и количество выделяющейся влагиЖ, кг/ч, и СО2В, кг/ч (табл. 2).
Таблица 2
Суммарные среднечасовые теплопоступления / теплопотери и количество выделяющейся влаги и СО2
Пассажирские помещения Тоннель и путевой отсек
Период года Теплый Переходный Холодный Теплый Переходный Холодный
1-ый год эксплуатации Ч, кВт -396.49 -64.49 -59.24 299.06 963.25 961.94
т кг/ ч 42.81 25.56 18.72 240.3 134.84 53.4
в, кг/ ч 13.86 13.86 13.86 60.07 60.07 60.07
Установившийся год эксплуатации Ч, кВт -45.47 -49.75 -95.43 947.7 963.64 1091.64
т, кг/ ч 42.81 25.56 18.72 240.3 134.84 53.4
в, кг/ ч 13.86 13.86 13.86 60.07 60.07 60.07
Для двухпутного тоннеля и путевого отсека расчетные расходы воздуха на вентиляцию составили: а) для теплого периода 78,93 м3с; б) для переходного периода 47,24 м3/с; в) для холодного периода 20,22 м3/с. Требуемый минимальный расход свежего воздуха для двухпутного тоннеля составляет 11,33 м3/с. Определены расчетные расходы воздуха на вентиляцию для пассажирских помещений станции закрытого типа и доли рециркуляции воздуха из путевого отсека в пассажирские помещения станции (табл. 3).
Для восполнения теплонедостатков в пассажирских помещениях станции закрытого типа (см. табл. 1) предложена схема раздельной вентиляции станции закрытого типа и двухпутного тоннеля с рециркуляцией тоннельного воздуха в пассажирские помещения станции, позволяющая снизить нагрузку на воздухонагреватели системы вентиляции станции (рисунок) и получить экономию тепловой энергии до 43% в холодный период года.
Таблица 3
Расчетные расходы воздуха на вентиляциюпассажирских помещений станции закрытого типа и доля рециркуляции тоннельного воздуха
1-ый год эксплуатации Режим установившейся эксплуатации
Период года Теплый1 Переходный Холодный Теплый Переходный Холодный
Расчетный рас-
ход воздуха на вентиляцию^, 9,94 9,94 9,94 9,94 9,94 9,94
м3/с
Расход свежего
воздуха^, м3/с
Минимально 6,17 2,60 3,98 6,71 2,57 4,29
допустимый расход свежего 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57 2,57
воздухаЬт'"св, м3/с
Доля рецирку-
ляции тоннельного воздухаг, % 37,9 73,8 60,0 32,5 74,1 56,8
1 - дополнительно необходимо электроотопление.
Рис. Схема раздельной вентиляции станции закрытого типа и двухпутного тоннеля с рециркуляцией тоннельного воздуха в пассажирские помещения станции
Выводы: 1)Определены среднечасовые теплопоступления / теплопотери и количество выделяющейся влаги и СО2, подлежащие ассимиляциисистемой вентиляции пассажирских помещений станции закрытого типа и двухпутного тоннеля. 2) Определены расчетные расходы воздуха на проветривание двухпутного тоннеля и расчетные расходы свежего и тоннельного воздуха для проветривания станции; 3) предложена
схема раздельной вентиляции станции закрытого типа и двухпутного тоннеля с рециркуляцией тоннельного воздуха в пассажирские помещения станции, которая позволяет снизить тепловую нагрузку на воздухонагреватели системы вентиляции и экономить до 43% тепловой энергии в холодный период.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Кияница Л.А. Тепло-влажностный баланс как определяющий расчетный параметр раздельной вентиляции метрополитена со станциями закрытого типа / Л.А. Кияница, И.В. Лугин // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — Новосибирск, 2016, — №3, том 2. — С. 86 - 91.
2. СП 120.13330.2.12. Метрополитены. Актуализированная редакция СНиП 32-022003 [Текст] : утв. Приказом Минрегион РФ 30.06.2012 : дата введ. 01.01.2013. — М.: [б.и.], 2013. — 260 с.
3. СП 2.5.2623-10 Санитарные правила эксплуатации метрополитенов. Изменения и дополнения N 1 к СП 2.5.1337-03 [Текст] : утв. Пост. Главного государственного санитарного врача РФ от 30.04.2010 : дата введ. 08.06.2010. — М.: [б.и.], 2010. — 15 с.
4. СП 60.13330.2.12. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41 -01-2003 [Текст] : утв. Приказом Минрегион РФ 30.06.2012 : дата введ. 01.01.2013. — М.: [б.и.], 2013. — 76 с.
© Л. А. Кияница, И. В. Лугин, 2017
