單元五 城市軌道交通通風與空調系統(tǒng)

1、單元五 城市軌道交通通風與 空調系統(tǒng) 課題一 通風空調系統(tǒng)概述 城市軌道交通通風空調系統(tǒng)（又稱軌道交通環(huán)控系統(tǒng)）是指在車站站 廳、站臺、隧道、設備及管理用房等處所的環(huán)境進行空氣處理的系統(tǒng) 功能：調節(jié)指定區(qū)域內的空氣溫度、濕度、并控制二氧化碳、粉塵等 有壞物質的濃度，為了向乘客及工作人員提供一個良好的周圍空氣環(huán) 境，并保證重要設備的正常運行。特殊情況下，排煙的作用。 放置方式：主要采取分散或在特定區(qū)域內集中設置的方式 分類：按控制區(qū)域分 車站系統(tǒng)、區(qū)間系統(tǒng) 按功能分 制冷原系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、通風排煙系統(tǒng) 各類設備可獨立存在，但又密不可分 軌道交通通風空調系統(tǒng)示意圖 通風空調系統(tǒng)的分類按照形式分

2、開式系統(tǒng) 隧道內部與外界大氣相通， 僅考慮活塞通風或機械通風，它 是利用活塞風井、車站出入口及 兩端峒口與室外空氣相通，進行 通風換氣的方式，如圖8-1所示。 主要用于北方，我國采用該系統(tǒng) 的有北京地鐵1號線和環(huán)線。 圖8-1 開式系統(tǒng) 通風空調系統(tǒng)的分類按照形式分 閉式系統(tǒng) 閉式系統(tǒng)是一種地下車站內空氣與室外空氣基本不相連通的方式，即城 市軌道交通車站內所有與室外連通的通風井及風門均關閉，夏季車站內采用 空調，僅通過風機從室外向車站提供所需空調最小新風量或空調全新風。區(qū) 間隧道則借助于列車行駛時的活塞效應將車站空調風攜帶入?yún)^(qū)間，由此冷卻 區(qū)間隧道內溫度，并在車站兩端部設置迂回風通道，以滿足閉

3、式運行活塞風 泄壓要求，線路露出地面的峒口則采用空氣幕隔離，防止峒口空氣熱濕交換。 閉式系統(tǒng)通過風冀控制，可進行開、閉式運行。我國采用該種形式的有廣州 地鐵1號線、上海地鐵2號線、南京地鐵1號線和哈爾濱地鐵1號線等。 還有另一種閉式系統(tǒng)即大表冷器閉式系統(tǒng)，在其空氣處理模式方面同上 述閉式系統(tǒng)基本一致，只是將隧道事故風機多功能化以取代組合空調機組的 離心風機和回、排風機，采用結構式空調設備，空氣過濾裝置和翅片式換熱 裝置設置于土建結構的風道內。我國采用該系統(tǒng)的有南京地鐵2號線，北京地 鐵4號線、5號線、10號線、復八線。 在閉式系統(tǒng)的城市軌道交通線中，為了增加旅客的安全性，許多車站在 站臺邊緣設

4、置了安全門，但其并沒有將隧道和車站的空氣隔離開來。 通風空調系統(tǒng)的分類按照形式分 屏蔽門系統(tǒng) 屏蔽門安裝在站臺邊緣，是一道修建 在站臺邊沿的帶門的透明屏障，將站臺公 共區(qū)與隧道軌行區(qū)完全屏蔽，屏蔽門上各 扇門上活動門之間的間隔距離與列車上的 車門距相對應看上去就像是一排電梯的 門，如圖8-2所示。列車到站時，列車車門 正好對著屏蔽門上的活動門，乘客可自由 上下列車，關上屏蔽門后，所形成的一道 隔墻可有效阻止隧道內熱流、氣壓波動和 圖8-2 屏蔽門系統(tǒng) 灰塵等進入車站，有效地減少了空調負荷，為車站創(chuàng)造了較為舒適的環(huán)境。另外屏蔽門系統(tǒng)的設置 可以有效防止乘客有意或無意跌入軌道，減小噪聲及活塞風對站

5、臺候車乘客的影響，改善了乘客候 車環(huán)境的舒適度，為軌道交通實現(xiàn)無人駕駛奠定了技術基礎，但屏蔽門的初投資費用較 高，對列車?？课恢玫目煽啃砸蠛芨撸艨土髅芏容^大，車門口可能出現(xiàn)擁擠，且對 長期運行隧道內溫度超標難以解決。 通風空調系統(tǒng)的分類按照形式分 屏蔽門把站臺和軌行區(qū)分開，形成了獨立的車站空調通風系統(tǒng)和隧道 通風系統(tǒng) 車站空調通風系統(tǒng)分為：A車站公共區(qū)空調通風系統(tǒng)（兼排煙系統(tǒng)）， 簡稱大系統(tǒng) B車站設備管理用房空調通風系統(tǒng)（兼排煙系統(tǒng)）,簡 稱小系統(tǒng) C車站制冷空調循環(huán)水系統(tǒng)，簡稱水系統(tǒng) 隧道通風系統(tǒng)分為：A區(qū)間隧道活塞風與機械通風系統(tǒng)（兼排煙系 統(tǒng)）,簡稱TVF系統(tǒng) B車站范圍內、屏蔽門

6、外站臺下排熱和車行道頂 部排熱系統(tǒng)，簡稱UPE/OTE系統(tǒng)。 通風空調系統(tǒng)的分類按控制對象分 空調水系統(tǒng)：主要為地鐵車站空調系統(tǒng)提供冷卻水源的系統(tǒng)。按空調 系統(tǒng)冷源設置的集中程度分：分散式供冷和集中式供冷 分散式供冷是指每個車站內獨立設置冷水機組，通過冷凍水泵將二次 冷源供給整個車站空調系統(tǒng)，空調末端采用大組合空調柜、小空調柜 及風機盤管等設備。冷水機組、水泵和冷卻塔均分站設置，獨立運行。 集中式供冷是指集中設置制冷機組、聯(lián)動設備及其他輔助設備，通過 室外管廊、地溝架空、區(qū)間隧道敷設冷凍水管，用二次水泵將冷凍 水長距離輸送到車站空調大系統(tǒng)末端，以滿足多個車站所需的冷量。 1. 分為3部分 1.

7、制冷系統(tǒng)環(huán)路2.冷凍水二次環(huán)路3.末端設備，主要有 組合空調器、風機盤及前后的控制閥門組成。 通風空調系統(tǒng)的分類按控制對象分 通風系統(tǒng)主要設置于區(qū)間隧道和車站各工作地點供給足量的新鮮空氣， 稀釋和排除有害物質，調節(jié)車站內部的氣象條件，創(chuàng)造舒適的乘降環(huán) 境。包括區(qū)間隧道通風系統(tǒng)和車站通風系統(tǒng)。 區(qū)間隧道通風系統(tǒng)主要有正常運行、阻塞運行和事故運行三種模式 正常模式有列車高速運動產(chǎn)生活塞效應把新風從車站一端的風井引 入，下一站的風井排風，列車發(fā)出的熱量由站臺排熱通風系統(tǒng)排出 阻塞運行模式，列車滯留隧道，由后方事故風機送新風，前方的事 故風機排風，氣流的流動方向與列車前進方向一致 1. 事故運行模式指

8、火災運行模式，列車在區(qū)間隧道發(fā)生火災時，根據(jù) 當時情況，執(zhí)行預先的方案進行緊急通風 通風空調系統(tǒng)的分類按控制對象分 車站通風系統(tǒng)由空氣處理設備、通風機、水泵等組成，多采用集中式 空調系統(tǒng)及半集中式空調系統(tǒng)分 集中式空調系統(tǒng)，又稱為中央空調，他是將所有空氣處理設備都設在一 個集中的空調機房內，經(jīng)處理過的空氣送至各個房間或空間 半集中式空調系統(tǒng)，他除了設有集中空調機房內的空氣處理設備還有分 散在其他房間內的空氣處理設備，用來對部分房間的空氣進行處理或 對來自集中處理的空氣進行補充處理，以滿足不同的房間多空氣的要 求 車站設備管理用房通風空調系統(tǒng)，由于設備用房對空氣要求不同，因 此采用通風機、抽風機

9、和分散式空調系統(tǒng)組成。 分散式空調系統(tǒng)是把空氣處理設備全部分散在被調的房間，空調機組把 各設備集中在一個箱體內，如：家用的單聯(lián)擊 通風空調系統(tǒng)設備的組成 通風空調系統(tǒng)設備接口關系 通風空調系統(tǒng)有關的接口有動力照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、BAS、FAS、 屏蔽門系統(tǒng) 動力照明系統(tǒng)接口關系 一類負荷設備：與火災事故有關的相關設備 二類負荷設備：除一類負荷設備外其他風機、柜式空調機，電動風發(fā) 等 1.三類負荷設備：除前兩類的設備外的環(huán)控設備 通風空調系統(tǒng)設備接口關系 與BAS接口關系 BAS：在城市軌道交通范圍內將“環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)”命名為BAS系 統(tǒng) 出于通風空調的自動控制和設備管理的需求，將城市軌道

10、交通的采暖、 空調、通風與制冷設備的自動化控制，通過集成系統(tǒng)BAS進行遠程控 制監(jiān)視與控制，分為3及 1.中央監(jiān)控（控制中心），對全線隧道通風系統(tǒng)進行監(jiān)視，對隧道的溫度 濕度進行監(jiān)視，對車站的設備進行監(jiān)視 2.車站監(jiān)控，對本站的范圍內的隧道通風系統(tǒng)的設備進行監(jiān)視，對本站內 的溫濕度進行監(jiān)視，對車站內大系統(tǒng)，小系統(tǒng)，水系統(tǒng)進行監(jiān)控 3.就地監(jiān)控，對本站的溫濕度進行監(jiān)視，對本站大系統(tǒng)、小系統(tǒng)、水系統(tǒng) 進行監(jiān)控 通風空調系統(tǒng)的工況調節(jié) 空調系統(tǒng)的工況調節(jié)是指空調系統(tǒng)在工作過程中既要滿足人們對環(huán)境 大氣物理條件調節(jié)要求，又要能使空調系統(tǒng)相對經(jīng)濟的運行狀態(tài)中， 根據(jù)室內外大氣物理條件的變化情況調整這的運

11、行工況 室外空氣變化會造成送風的狀態(tài)變化，由于室外溫度變化，傳進室內， 引起室內負荷變化 室內由室外溫度傳入熱量，室內設備、人體的散熱量，散濕量變化使 室內空氣狀態(tài)變化。調節(jié)方法有定露點定風量調節(jié)在熱量，調節(jié)回風 混合比，調節(jié)旁通風與處理風混合比等 空調工況調節(jié)的原則（1）系統(tǒng)在全年的運行中都能保證空調房間所 要求的溫濕度參數(shù)；（2）系統(tǒng)在各個工況分區(qū)內的運行最經(jīng)濟、合 理、能最大限度地利用自然能源，以減少冷量、熱量和電能的消耗， 降低運行成本。（3） 調節(jié)機構最好，調節(jié)方法最簡單。（4）工況間 的取于分界線，工況間便于轉換。（5）工況間的轉換一般根據(jù)位置 條件和參數(shù)條件。 通風空調系統(tǒng)的節(jié)能

12、運行 地下車站的空調系統(tǒng)是耗電大戶，目前空調系統(tǒng)的節(jié)能途徑主要有: 合理選擇室內設定值 控制室外新風 運行管理體的自動控制 1.空調系統(tǒng)改造節(jié)能，在空調系統(tǒng)接入變頻節(jié)能系統(tǒng)，可以有效節(jié)能并 延長使用壽命 通風空調系統(tǒng)的控制及運行管理 中央級控制 對全線的環(huán)控設備進行監(jiān)視，必要時直接向車站控制室發(fā)出控制指令 車站級控制 監(jiān)視車站及管轄區(qū)域的通風和空調設備的運行狀態(tài)，按環(huán)控要求及負荷 參數(shù)，使設備按既定模式運轉，必要時人為干預 現(xiàn)場級控制 直接操作設備的運行，向車控室傳送控制設備的工作狀態(tài)，執(zhí)行車控室 發(fā)布的控制指令，在車控室故障時進行操作，在維修及跟換設備時進 行現(xiàn)場調試 通風空調系統(tǒng)的控制及運

13、行管理 通風空調系統(tǒng)的運行管理包括設備維 修計劃的制定、提供相關的技術支持、 技術資料整理與記錄，系統(tǒng)運行檔案 的建立；設備的巡查、維修、質量檢 查及相關工作人員的管理等。 城市軌道交通通風空調系統(tǒng) 車站空調系統(tǒng)集中站設有冷站，負責就近相鄰站供 冷，其余各站均采用分散供冷方式，設有冷站， 獨立供冷。 通風空調系統(tǒng)分高架站通風空調與地下站通風空調， 高架站通風空調由車站通風空調系統(tǒng)組成，地下 站通風空調由車站通風空調系統(tǒng)和隧道通風系統(tǒng) 組成。 城市軌道交通通風空調系統(tǒng) 地鐵車站大系統(tǒng)由組合空調機、回排風機及一系列的風閥組成。 正常情況下車站大系統(tǒng)由BAS系統(tǒng)根據(jù)采集到的實時值（例如室外溫 度、濕

14、度等）計算大系統(tǒng)的目標模式，并將計算結果直接寫入前臺軟 件的數(shù)據(jù)庫，自動控制大系統(tǒng)運行。 遇節(jié)假日等非正常情況，地鐵需要提早、延長或減少服務時間時，由 環(huán)調根據(jù)臨時運營時間靈活制定開/關機時間，并在ISCS系統(tǒng)上手動 給定模式。 日常運營中遇非正常情況，需要臨時變更大系統(tǒng)運行模式時，由環(huán)調 根據(jù)實際情況決定是否中止正常運行模式，在ISCS系統(tǒng)上變更大系統(tǒng) 運行模式。 火災時運行火災模式：站廳火災，站廳排煙，由出入口補風，站臺關 閉排風。站臺火災，開屏蔽門排煙，由出入口補風。車站軌行區(qū)火災， 開車站排熱風機和區(qū)間事故風機排煙，由出入口補風。設備房火災該 區(qū)域排煙，送風系統(tǒng)進行補風。需要氣體滅火時

15、，關閉排風，火滅后 排出廢氣 城市軌道交通通風空調系統(tǒng) 小系統(tǒng) 地鐵車站小系統(tǒng)由空調新風機、小型組合空調機、 回排風機及一系列的風閥組成。 小系統(tǒng)設備一般全年不間斷運行，運行模式由 BAS系統(tǒng)根據(jù)設定的判斷條件自動執(zhí)行。 城市軌道交通通風空調系統(tǒng) 車站水系統(tǒng) 鼓樓站和東門口站水系統(tǒng)采用集中式供冷，冷站設于鼓樓站，其余地下車站 采用分散式供冷，高架站采用變制冷量空調系統(tǒng)（VRV）。 正常情況下車站水系統(tǒng)由環(huán)調根據(jù)規(guī)定的正常運行時間定時啟動和關閉。 遇節(jié)假日等非正常情況，地鐵需要提早、延長或減少服務時間時，由環(huán)調根 據(jù)臨時運營時間靈活制定開/關機時間。 日常運營中遇非正常情況，需要臨時變更水系統(tǒng)運

16、行模式時，由環(huán)調優(yōu)先在 ISCS工作站變更運行模式。如遠程操作失敗，要求車站在ISCS工作站或通知 環(huán)控 人員現(xiàn)場變更運行模式。 城市軌道交通通風空調系統(tǒng) 隧道通風系統(tǒng) 隧道通風系統(tǒng)組成 隧道通風系統(tǒng)由每個地下站站內的四臺隧道風機和在局部區(qū)間設置的事故風機和 射流風機以及一系列的組合風閥組成。 隧道通風系統(tǒng)的運行 正常情況下隧道通風系統(tǒng)由BAS系統(tǒng)根據(jù)設定的時間表，定時啟動和關閉，環(huán)調 通過ISCS監(jiān)控隧道通風設備按設定時間和設定模式運行。 1) 正常運行期間，隧道通風處于活塞風狀態(tài)，由BAS根據(jù)室外氣溫運行于自然 開式或自然閉式通風模式；（判斷的條件是外界焓值大于車站公共區(qū)焓值時 自然閉式，反之自然開式） 2) 每天運營開始前半小時和運營結束后半小時執(zhí)行早晚通風模式，對隧道及車站 進行通風換氣，排除積聚在區(qū)間隧道內多余的熱量及水分。 3) 阻塞情況下的氣流組織原理 列車發(fā)生阻塞停在隧道內時隧道通風系統(tǒng)氣流組織原理 隧道發(fā)生火災 高架站通風空調系統(tǒng) 設計原則 （1）高架車站以自然通風為主，輔助以機械通風。站臺、展廳公共區(qū)均 采用自然排風方式。（2）管理用房采用熱泵型分體空調或或多聯(lián)體 VRV空調。（3）機械排風自然進風的通風系統(tǒng)，電器房間進風需設 置金屬