城市軌道交通設(shè)備系統(tǒng)-第八章-通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

城市軌道交通設(shè)備系統(tǒng)

第八章通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)目前一頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)第八章通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的制式通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)要求通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式負(fù)荷計(jì)算城市軌道交通環(huán)境模擬計(jì)算軟件簡介地下車站的防排煙通風(fēng)空調(diào)設(shè)備的選型城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的自動控制通風(fēng)機(jī)房布置十九八七六五四三二一目前二頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

1863年l月10日，倫敦，世界上第一條地鐵線路開通運(yùn)營，“大都會”號由于采用蒸汽機(jī)1I驅(qū)動運(yùn)行，機(jī)車排放出的煙氣造成地下車站環(huán)境濕熱難擋；“大都會”號以后的倫敦地鐵引入了電力機(jī)車，其問又遇到了新的問題，由于電力機(jī)車的功率很大，放出的熱量也更多，伴隨著客運(yùn)量的增大，倫敦地鐵車站內(nèi)部環(huán)境進(jìn)一步惡化。 1905年10月，紐約第一條地鐵開通運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中對于隧道和車站的強(qiáng)迫通風(fēng)沒有多加考慮，他們認(rèn)為人行道上的通風(fēng)口就能為地鐵系統(tǒng)提供足夠的新鮮空氣。次年夏天由于地面通氣口不暢而引起的地鐵內(nèi)溫度過高問題變得嚴(yán)重起來，后來為了增加通氣量，車站的屋頂上不得不設(shè)置了更多的通氣口，并在站內(nèi)及站間加裝了風(fēng)機(jī)和通風(fēng)管道。

吸取了紐約地鐵的設(shè)計(jì)教訓(xùn)，在1909年5月修建波士頓地鐵時，設(shè)計(jì)人員已充分地認(rèn)識到為乘客們提供一個舒適環(huán)境的必要性，首次采用隧道頂部的風(fēng)管進(jìn)行通風(fēng)并加大了車站出入口面積，提出“采用機(jī)械通風(fēng)方式獲得純凈空氣”，總結(jié)出“溫度問題與通風(fēng)有關(guān)，加大通風(fēng)換氣次數(shù)，將減少隧道內(nèi)外溫差”，通過工程實(shí)踐，使得地鐵的內(nèi)部環(huán)境大為改善。 1943年芝加哥的第一條地鐵建成，在設(shè)計(jì)芝加哥地鐵的一開始．設(shè)計(jì)師就關(guān)注到了車站環(huán)境控制的問題。EdcsonBrock為這條地鐵通風(fēng)系統(tǒng)的建立作出了巨大貢獻(xiàn)，Brock在“芝加哥地鐵通風(fēng)計(jì)算的進(jìn)展”中建立了計(jì)算列車活塞效應(yīng)的方法和計(jì)算式，為了在地鐵中實(shí)現(xiàn)熱量平衡，Brock不僅考慮了為保持舒適的地鐵環(huán)境所需的空氣變化量，同時也考慮了隧道壁、土壤溫度日變化和年變化影響以及熱量的累積作用，并測定了多種溫度及循環(huán)下的累積效應(yīng)，在設(shè)計(jì)芝力Ⅱ哥地鐵時充分利用了這些數(shù)據(jù)，創(chuàng)造了在未使用空調(diào)情況下，地下車站內(nèi)部幾乎全年都能提供充分通風(fēng)和宜人環(huán)境溫度的車站環(huán)控系統(tǒng)。第八章通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)目前三頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

芝加哥地鐵內(nèi)環(huán)境問題的成功解決，使得其他許多計(jì)劃修建地鐵的城市，在設(shè)計(jì)的早期階段開始尋找解決環(huán)境問題的方案。l954年開通的多倫多地鐵基本上是以芝加哥地鐵設(shè)計(jì)為藍(lán)本的。為了降低工程造價，設(shè)計(jì)人員將通風(fēng)豎井之間的間距增大了近3倍。列車的阻塞比則提高了15%，隧道中高速行駛的列車所形成的活塞風(fēng)對站臺乘客的生理、心理帶來了很多負(fù)面的影響。隨后，多倫多地鐵為了克服上述不良影響，采用了一些結(jié)構(gòu)上的改變以及利用隧道周圍巖土層的蓄熱（冷）性能，采用夜間通風(fēng)，達(dá)到較好的環(huán)境要求。

從1863年倫敦建成第一條地下鐵道以來，至今世界上已有近100座大城市擁有地鐵。隨著我國城鎮(zhèn)化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市人口流通量急劇增加，交通擁堵現(xiàn)象日益嚴(yán)重，傳統(tǒng)的公共交通工具已經(jīng)無法滿足城市人群日常出行需求。地鐵快捷、便利、環(huán)保、大客流量運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，使它成為解決現(xiàn)代化城市交通緊張的有效運(yùn)具。我國的第一條地鐵線路于1965年7月在北京開工興建，1971年1月開始試運(yùn)營，隨后相繼建設(shè)開通了上海地鐵、廣州地鐵、深圳地鐵、南京地鐵，目前正在修建的還有杭州地鐵、沈陽地鐵、西安地鐵等。隨著已開通地鐵的運(yùn)營，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（簡稱環(huán)控系統(tǒng)）已成為滿足和保證人員及設(shè)備運(yùn)行所需內(nèi)部空氣環(huán)境的關(guān)鍵工藝系統(tǒng)，是地鐵中不可或缺的一個重要組成部分。

城市軌道交通環(huán)控系統(tǒng)的目的就是在正常運(yùn)行期間為地鐵乘客提供舒適的環(huán)境，以及在緊急情況下迅速幫助乘客離開危險地并盡可能減少損失，一條城市軌道交通線路的環(huán)控系統(tǒng)都必須滿足以下三個基本要求。 (1)列車正常運(yùn)行時，環(huán)控系統(tǒng)能根據(jù)季節(jié)氣候，合理有效地控制城市軌道交通系統(tǒng)內(nèi)空氣溫度、濕度、流速和潔凈度、氣壓變化和噪聲，以提供舒適、衛(wèi)生的空調(diào)環(huán)境。 (2)列車阻塞運(yùn)行時，環(huán)控系統(tǒng)能確保隧道內(nèi)空氣流通，列車空調(diào)器正常運(yùn)行，乘客們感到舒適。 (3)緊急情況時，環(huán)控系統(tǒng)能控制煙、熱、氣擴(kuò)散方向，為乘客撤離和救援人員進(jìn)入提供安全保障。第八章通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)目前四頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

根據(jù)城市軌道交通隧道通風(fēng)換氣的形式以及隧道與車站站臺層的分隔關(guān)系，城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)一般劃分為三種制式：開式系統(tǒng)、閉式系統(tǒng)和屏蔽門系統(tǒng)。

1)開式系統(tǒng)

隧道內(nèi)部與外界大氣相通，

僅考慮活塞通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)，它

是利用活塞風(fēng)井、車站出入口及

兩端峒口與室外空氣相通，進(jìn)行

通風(fēng)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)

§8.1通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的制式目前五頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

2)閉式系統(tǒng)

閉式系統(tǒng)是一種地下車站內(nèi)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(nèi)所有與室外連通的通風(fēng)井及風(fēng)門均關(guān)閉，夏季車站內(nèi)采用空調(diào)，僅通過風(fēng)機(jī)從室外向車站提供所需空調(diào)最小新風(fēng)量或空調(diào)全新風(fēng)。區(qū)間隧道則借助于列車行駛時的活塞效應(yīng)將車站空調(diào)風(fēng)攜帶入?yún)^(qū)間，由此冷卻區(qū)間隧道內(nèi)溫度，并在車站兩端部設(shè)置迂回風(fēng)通道，以滿足閉式運(yùn)行活塞風(fēng)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(fēng)冀控制，可進(jìn)行開、閉式運(yùn)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(fēng)機(jī)多功能化以取代組合空調(diào)機(jī)組的離心風(fēng)機(jī)和回、排風(fēng)機(jī)，采用結(jié)構(gòu)式空調(diào)設(shè)備，空氣過濾裝置和翅片式換熱裝置設(shè)置于土建結(jié)構(gòu)的風(fēng)道內(nèi)。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(fù)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(shè)置了安全門，但其并沒有將隧道和車站的空氣隔離開來。§8.1通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的制式目前六頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

3)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(yīng)．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(guān)上屏蔽門后，所形成的一道

隔墻可有效阻止隧道內(nèi)熱流、氣壓波動和圖8-2屏蔽門系統(tǒng)

灰塵等進(jìn)入車站，有效地減少了空調(diào)負(fù)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(shè)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(fēng)對站臺候車乘客的影響，改善了乘客候車環(huán)境的舒§8.1通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的制式目前七頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

適度，為軌道交通實(shí)現(xiàn)無人駕駛奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，但屏蔽門的初投資費(fèi)用較高，對列車停靠位置的可靠性要求很高，若客流密度較大，車門口可能出現(xiàn)擁擠，且對長期運(yùn)行隧道內(nèi)溫度超標(biāo)難以解決。采用該系統(tǒng)的有香港新機(jī)場線、深圳各地下線、廣州地鐵2號線及以后所有地下線、廣佛地鐵、上海地鐵除2號線外的各地下線、杭州地鐵1號線、蘇州地鐵1號線、重慶地鐵l號線、成都地鐵1號線、長沙地鐵1號線等。

新加坡、馬來西亞、日本、法國、英國、美國和丹麥等國家的軌道交通系統(tǒng)早已采用了屏蔽門技術(shù)，這些國家和地區(qū)的應(yīng)用情況大致分為兩類：一類為氣候炎熱的熱帶和亞熱帶地區(qū)，采用屏蔽門系統(tǒng)主要是為了簡化車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，以節(jié)能和減少工程投資為主要目的，這類屏蔽門在站臺為全封閉式，如新加坡NEL線，香港新機(jī)場線、將軍坳線等；另一類為在非炎熱地區(qū)，采用屏蔽門的主要目的是考慮乘客候車時的安全，主要采用在無人駕馭的城市軌道交通系統(tǒng)或有高速列車通過的車站，如法國吐魯斯輕軌系統(tǒng)、巴黎14號線為無人駕馭系統(tǒng)§8.1通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的制式目前八頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)4)各系統(tǒng)應(yīng)用的效果評價

屏蔽門系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是由于屏蔽門的存在創(chuàng)造了一道安全屏障，可防止乘客無意或有意跌入軌道；屏蔽門可隔斷列車噪聲對站臺的影響；此外同等規(guī)模的車站加裝屏蔽門系統(tǒng)的冷量約為未加裝屏蔽門系統(tǒng)冷量2/5左右，相應(yīng)的環(huán)控機(jī)房面積可減少1/3左右，這樣年運(yùn)行費(fèi)用僅是閉式系統(tǒng)的一半。但是安裝屏蔽門需要較大投資，并隨之增加了屏蔽門的維修保養(yǎng)工作量和費(fèi)用，且屏蔽門的存在將影響站臺層車行道壁面廣告效應(yīng)，站臺有狹窄感，對于側(cè)式站臺這種感覺尤甚。

閉式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是車站和區(qū)間隧道內(nèi)設(shè)計(jì)溫度和氣流速度在不同工況條件下符合設(shè)計(jì)要求，環(huán)控工況轉(zhuǎn)換簡明，站臺視野開闊，廣告效應(yīng)良好，但其相對屏蔽門系統(tǒng)帶來冷量大、所需環(huán)控機(jī)房面積大、耗能高，此外站臺層環(huán)境受到列車噪聲影響。

只采用通風(fēng)的開式系統(tǒng)主要應(yīng)用在我國的北方，在我國夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)是不適合采用的。閉式系統(tǒng)和屏蔽門系統(tǒng)在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)應(yīng)用較多，偶爾也有大表冷器閉式系統(tǒng)的出現(xiàn)。§8.1通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的制式目前九頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)制式優(yōu)缺點(diǎn)對比如表8-1所示。表8-1城市軌道交通空調(diào)形態(tài)優(yōu)缺點(diǎn)對比§8.1通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的制式制式描述優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用范圍開式系統(tǒng)活塞作用或機(jī)械通風(fēng)，通過風(fēng)亭使地下空間與外界通風(fēng)換氣系統(tǒng)簡單，設(shè)備少，控制簡單，運(yùn)行能耗低標(biāo)準(zhǔn)低，無法有效控制站內(nèi)環(huán)境、組織防排煙

歐美北部地區(qū)的老線，我國北京1號線、2號線閉式系統(tǒng)設(shè)隧道通風(fēng)設(shè)施，隧道通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式根據(jù)室外氣候的變化，通過風(fēng)閥控制可采用開式和閉式運(yùn)行；車站空氣與隧道相通活塞效應(yīng)將車站的空氣引入?yún)^(qū)間隧道內(nèi)降低溫度作用；區(qū)間隧道內(nèi)的空氣溫度較同樣運(yùn)行條件下的屏蔽門系統(tǒng)低；站臺視野開闊，廣告效應(yīng)好車站的溫度場、速度場無法維持穩(wěn)定，車站空氣品質(zhì)難控制；當(dāng)乘客因意外或特殊情況跌人軌道時將對正常運(yùn)營帶來嚴(yán)重影響；空調(diào)季節(jié)空調(diào)系統(tǒng)投資和運(yùn)行費(fèi)用高；通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)機(jī)房大；土建投資大國內(nèi)長江以北城市屏蔽門系統(tǒng)在閉式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用屏蔽門將車站與隧道區(qū)域隔離開提高安全性；降低活塞效應(yīng)對車站的影響，減少車站與隧道的空氣對流，減少車站冷負(fù)荷的損失，提高車站空氣潔凈度、降低列車進(jìn)站帶來的噪聲；節(jié)省通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的初投資、運(yùn)行費(fèi)用和土建初投資增加初投資和運(yùn)營費(fèi)用；增加與有關(guān)專業(yè)的接口關(guān)系；活塞效應(yīng)將區(qū)間隧道的熱空氣排至外界，引入室外的新風(fēng)冷卻隧道；高溫季節(jié)很難控制隧道內(nèi)的溫度國內(nèi)長江流域及以南城市目前十頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

我國2003年頒布的《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157-2003)中要求：“地鐵的通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)保證其內(nèi)部空氣環(huán)境的空氣質(zhì)量、溫度、濕度、氣流組織、氣流速度和噪聲等均能滿足人員的生理及心理?xiàng)l件要求和設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需要”。

在城市軌道交通沒汁中，確定夏季空氣調(diào)調(diào)節(jié)新風(fēng)的室外計(jì)算干球溫度時，采用“近20年夏季地下鐵道晚高峰負(fù)荷時平均每年不保證30h的干球溫度”，而不采用《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50019——2003)（以下簡稱“暖通規(guī)范”）規(guī)定的“采用歷年平均不保證50h的平均溫度”，因?yàn)榕ㄒ?guī)范是主要針對地面建筑工程的，與地下鐵道的情況不同。暖通規(guī)范的每年不保證50h的干球溫度一般出現(xiàn)在每天的12--14時，而據(jù)城市軌道交通運(yùn)營資料統(tǒng)計(jì)，此時城市軌道交通客運(yùn)負(fù)荷較低，僅為晚高峰負(fù)荷的50%～70%，若按此計(jì)算空調(diào)負(fù)荷，則不能滿足城市軌道交通晚高峰負(fù)荷要求；若同時采用夏季不保證50h干球溫度與城市軌道交通晚高峰負(fù)荷來計(jì)算空調(diào)冷負(fù)荷，則形成兩個峰值疊加，使空調(diào)負(fù)荷偏大。因此采用地下鐵道晚高峰負(fù)荷出現(xiàn)的時間相對應(yīng)的室外溫度較為合理?！?.2通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)要求目前十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

區(qū)間隧道正常工況最熱月日最高平均溫度為f≤35℃。

列車阻塞工況溫度標(biāo)準(zhǔn)為f≤40℃。主要考慮到列車阻塞在區(qū)間隧道工況為使列車空調(diào)冷凝器繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，須由列車后方站TVF(tunnelventilationfan)風(fēng)機(jī)向區(qū)間隧道送入新風(fēng)，由前方站區(qū)間隧道TVF風(fēng)機(jī)將區(qū)間隧道內(nèi)空氣排至地面，區(qū)間隧道內(nèi)氣流方向與列車前進(jìn)方向一致。由于阻塞在區(qū)間隧道內(nèi)的列車其冷凝器產(chǎn)熱連續(xù)釋放到周圍空氣中去，而這時列車活塞風(fēng)已停止，從而使列車周圍氣溫迅速升高，當(dāng)列車空調(diào)冷凝器進(jìn)風(fēng)溫度>46℃，則部分壓縮機(jī)將卸載，當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度>56℃，壓縮機(jī)就停止轉(zhuǎn)動，那么列車內(nèi)溫濕度環(huán)境將會使乘客無法忍受。由于列車頂部空調(diào)冷凝器周圍空氣溫度又比列車周圍空氣溫度高出5～6℃，為使冷凝器周圍空氣溫度低于46℃，就要求列車周圍空氣溫度低于40℃o§8.2通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)要求目前十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

車站相對濕度控制在45%～65%之間。

人員最小新風(fēng)量：城市軌道交通工程為地下工程，站內(nèi)空氣質(zhì)量較室外差，因此人員的新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)就顯得尤為重要，按規(guī)定，并考慮到各地的具體情況，站廳站臺空調(diào)季節(jié)采用每個乘客按不小于12.6m3/（h·人），且新風(fēng)量不小于系統(tǒng)總風(fēng)量的10%；非空調(diào)季節(jié)每個乘客按不小于30m3/（h·人），且換氣次數(shù)大于5次/h；設(shè)備管理用房人員新風(fēng)量按不小于30m3/（h·人），且不小于系統(tǒng)總風(fēng)量的l0%?！?.2通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)要求目前十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為CO2濃度小于1.5‰。

各種噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)為正常運(yùn)行時，站廳、站臺公共區(qū)不大于70dB(A)；地面風(fēng)亭白天≤70dB(A)，夜間≤55dB(A)；環(huán)控機(jī)房≤90dB(A)；管理用房（工作室及休息室）≤60dB(A)。在站廳、站臺層公共區(qū)氣流組織方面，由于城市軌道交通車站是一個長方形的有限空間，具有較大的發(fā)熱量，要求沿車站長度方向均勻送風(fēng)，回風(fēng)口亦宜設(shè)置在上部，因此典型的島式車站采用兩側(cè)由上往下送風(fēng)，中間上部回風(fēng)的兩送一回或兩送兩回形式，送風(fēng)管分設(shè)在站廳和站臺上方兩側(cè)，風(fēng)口朝下均勻送風(fēng)，回風(fēng)管設(shè)在車站中間上部，如圖8-3所示，也可采用在車站兩端集中回風(fēng)的形式。側(cè)式站臺則分別采用一送一回形式。站臺排風(fēng)由列車頂排風(fēng)和站臺下排風(fēng)組成：列車頂排風(fēng)道布置在列車軌道上方，列車頂排風(fēng)口與列車空調(diào)冷凝器的位置對應(yīng)；站臺下送排風(fēng)道為土建風(fēng)道，站臺下排風(fēng)口與列車下發(fā)熱位置對應(yīng)。列車頂排風(fēng)道兼做排煙風(fēng)道?！?.2通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)要求目前十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)圖8-3島式車站橫斷面送風(fēng)、回風(fēng)形式（尺寸單位：mm）§8.2通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)要求目前十五頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

風(fēng)速設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按正常運(yùn)營情況與事故通風(fēng)與排煙兩種情況設(shè)定。

正常運(yùn)營情況下，結(jié)構(gòu)風(fēng)道、風(fēng)井風(fēng)速不大于6m/s；風(fēng)口風(fēng)速為2～3m/s；主風(fēng)管風(fēng)速不大于10m/s；無送、回風(fēng)口的支風(fēng)管風(fēng)速為5～7m/s，有送、回風(fēng)口時風(fēng)速為3～5m/s；風(fēng)亭格柵風(fēng)速不大于4m/s；消聲器片間風(fēng)速小于lOm/s。

事故通風(fēng)與排煙情況下，區(qū)間隧道風(fēng)速控制在2～llm/s之間；排煙干管風(fēng)速小于20m/s（采用金屬管道）；排煙干管風(fēng)速小于15m/s（采用非金屬管道）；排煙口的風(fēng)速小于lOm/s。防災(zāi)主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)包括：城市軌道交通火災(zāi)只考慮一處發(fā)生；站廳火災(zāi)按1m3/（min．㎡）計(jì)算排煙量；站臺火災(zāi)按站廳至站臺的樓梯通道處向下氣流速度不小于1.5m/s計(jì)算排煙量；區(qū)間隧道火災(zāi)按單洞區(qū)間隧道過風(fēng)斷面風(fēng)速2～2.5m/s計(jì)算排煙量?！?.2通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)要求目前十六頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成實(shí)際上與各地下車站功能區(qū)的劃分密切相關(guān)的，其中還必須兼顧到安全性考慮如防排煙系統(tǒng)的設(shè)置問題。不管是站臺加裝了屏蔽門的屏蔽門系統(tǒng)還是通常所說的閉式系統(tǒng)，車站內(nèi)部的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)均可簡化為四個子系統(tǒng)：公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)兼排煙系統(tǒng)；設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)兼排煙系統(tǒng)；隧道通風(fēng)兼排煙系統(tǒng)；空調(diào)制冷循環(huán)水系統(tǒng)?！?.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前十七頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

1)公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)

城市軌道交通車站的站廳、站臺層公共區(qū)是乘客活動的主要場所，也是環(huán)控系統(tǒng)空調(diào)、通風(fēng)的主要控制區(qū)。公共區(qū)的通風(fēng)空調(diào)簡稱為大系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中除在站廳、站臺長度范圍內(nèi)設(shè)有通風(fēng)管道均勻送、排風(fēng)外，還在站臺層列車頂部設(shè)有車頂回、排風(fēng)管(OTE)，站臺層下部設(shè)有站臺下網(wǎng)、排風(fēng)道(UPE)，并在列車進(jìn)站端的車站端部設(shè)有集中送風(fēng)口，其作用是使進(jìn)站熱風(fēng)盡快冷卻、增加空氣擾動、減少活塞風(fēng)對乘客的影響。車站公共區(qū)空調(diào)大系統(tǒng)原理如圖8-4所示?！?.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前十八頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)圖8-4車站公共區(qū)空調(diào)大系統(tǒng)的原理§8.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前十九頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

車站的空調(diào)、通風(fēng)機(jī)設(shè)于車站兩端的站廳層，設(shè)備對稱布置，基本上各負(fù)擔(dān)半個車站的負(fù)荷，車站大系統(tǒng)主要有：四臺組合式空調(diào)機(jī)組，四臺回、排風(fēng)機(jī)，及相應(yīng)的各種風(fēng)閥、防火閥等設(shè)備，其作用是通過空調(diào)或機(jī)械通風(fēng)來排除車站公共區(qū)的余熱余濕，為乘客創(chuàng)造一個舒適的乘車環(huán)境，并在發(fā)生火災(zāi)時通過機(jī)械排風(fēng)方式進(jìn)行排煙，使車站內(nèi)形成負(fù)壓區(qū)，新鮮空氣由外界通過人行通道或樓梯口進(jìn)入車站站廳、站臺，便于乘客撤離和消防人員滅火。

站廳層空調(diào)采用上送上回形式，站臺層采用上送上回與下回相結(jié)合的形式，一般在列車頂部設(shè)置軌頂回、排風(fēng)管將列車空調(diào)冷凝器的散熱直接由回風(fēng)帶走；同時在站臺下設(shè)置站臺下回、排風(fēng)道，直接將列車下面的電器、制動等發(fā)熱和塵埃用回風(fēng)帶走。

車站站臺或列車發(fā)生火災(zāi)時，除車站的站臺回、排風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)向地面排煙外，其他車站大系統(tǒng)的設(shè)備均停止運(yùn)行，使站臺到站廳的上、下通道間形成一個不低于1.5m/s的向下氣流，便于乘客迎著氣流撤向站廳和地面；車站站廳發(fā)生火災(zāi)時，站廳回、排風(fēng)機(jī)全部啟動排煙，大系統(tǒng)的其他設(shè)備均停止運(yùn)行，使得出、人口通道形成由地面至車站的向下氣流，便于乘客迎著氣流撤向地面?！?.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前二十頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

2)設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)

車站的管理及設(shè)備用房區(qū)域內(nèi)主要分布著各種運(yùn)營管理用房和控制系統(tǒng)的設(shè)備用房，它的工作環(huán)境好壞將直接影響城市軌道交通能否安全、正點(diǎn)的運(yùn)營，實(shí)際上它是城市軌道交通車站管理系統(tǒng)的核心地帶，也是環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)地區(qū)，這類用房根據(jù)各站不同的需要而設(shè)置。車站設(shè)備用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)又簡稱小系統(tǒng)。機(jī)房一般布置在車站兩端的站廳、站臺層，站廳層主要集中了通信、信號、環(huán)控電控室、低壓供電、環(huán)控機(jī)房以及車站的管理用房，站臺層主要布置的是高、中壓供電用房。車站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)原理如圖8-5所示?！?.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前二十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)圖8-5車站設(shè)備用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)原理§8.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前二十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

由于各種用房的設(shè)備環(huán)境要求不同，溫濕度要求也不同，根據(jù)各種用房的不同要求，小系統(tǒng)的空調(diào)、通風(fēng)基本上根據(jù)以下4種形式分別設(shè)置獨(dú)立的送風(fēng)和（或）排風(fēng)系統(tǒng)：

(1)需空調(diào)、通風(fēng)的用房，例如通信、信號、車站控制、環(huán)控電控、會議等用房；

(2)只需通風(fēng)的用房，例如高、低壓，照明配電，環(huán)控機(jī)房等用房；

(3)只需排風(fēng)的用房，例如洗手間、儲藏間等；

(4)需氣體滅火保護(hù)的用房，例如通信、信號設(shè)備室，環(huán)控電控室，高低壓室等。

車站小系統(tǒng)的設(shè)備組成主要包括為車站的設(shè)備及管理用房服務(wù)的軸流風(fēng)機(jī)，柜式、吊掛式空調(diào)機(jī)組及各種風(fēng)閥，其作用是通過對各用房的溫濕度等環(huán)境條件的控制，為管理、工作人員提供一個舒適的工作環(huán)境，為各種設(shè)備提供正常運(yùn)行的環(huán)境。在火災(zāi)發(fā)生時，通過機(jī)械排風(fēng)方式進(jìn)行排煙，有利于工作人員撤離和消防人員滅火。在氣體滅火的用房內(nèi)關(guān)閉送、排風(fēng)管進(jìn)行密閉滅火?！?.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前二十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn) 3)隧道通風(fēng)兼排煙系統(tǒng)

隧道通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備主要由分別設(shè)置在車站兩端站廳、站臺層的四臺隧道通風(fēng)機(jī)，以及與其相應(yīng)配套的消聲器、組合風(fēng)閥、風(fēng)道、風(fēng)井、風(fēng)亭等組件構(gòu)成，其作用是通過機(jī)械送、排風(fēng)或列車活塞風(fēng)作用排除區(qū)問隧道內(nèi)余熱余濕，保證列車和隧道內(nèi)沒備的正常運(yùn)行。典型區(qū)間段通風(fēng)兼排煙系統(tǒng)如圖8-6所示。另外在每天清晨運(yùn)營前半小時打開隧道風(fēng)機(jī)，進(jìn)行冷卻通風(fēng)，既可以利用早晨外界清新的冷空氣對城市軌道交通進(jìn)行換氣和冷卻，又能檢查設(shè)備及時維修，確保事故時能投入使用；在列車由于各種原因停留在區(qū)間隧道內(nèi)，而乘客不下列車時，順列車運(yùn)行方向進(jìn)行送一排機(jī)械通風(fēng)，冷卻列車空調(diào)冷凝器等，使車內(nèi)乘客仍有舒適的旅行環(huán)境；當(dāng)列車發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)盡一切努力使列車運(yùn)行到車站站臺范圍內(nèi)，以利于人員疏散和滅火排煙。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)的列車無法行駛到車站而被迫停在隧道內(nèi)時，應(yīng)立即啟動風(fēng)機(jī)進(jìn)行排煙降溫：隧道一端的隧道風(fēng)機(jī)向火災(zāi)地點(diǎn)輸送新鮮空氣，另一端的隧道通風(fēng)機(jī)從隧道排煙，以引導(dǎo)乘客迎著氣流方向撤離事故現(xiàn)場，消防人員順著氣流方向進(jìn)行滅火和搶救工作?！?.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前二十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)圖8-6典型區(qū)間段系統(tǒng)原理圖§8.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前二十五頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

另外隧道通風(fēng)系統(tǒng)中還包括閉式系統(tǒng)隧道洞口處的設(shè)備及過渡段折返線處的局部通風(fēng)設(shè)施。隧道洞口和車站出入口通道是外界大氣與城市軌道交通地下空間直接相通的地方，為了減少外界高溫空氣對城市軌道交通空調(diào)系統(tǒng)的影響，在地面至隧道洞口處設(shè)有空氣幕隔離系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由兩臺風(fēng)機(jī)和空氣幕噴嘴組成，機(jī)房設(shè)置在地下隧道洞口處；折返線兩端均設(shè)道岔與正線相連接，折返線一般在正線的中部，斷面積較大，原車站內(nèi)的隧道通風(fēng)機(jī)很難滿足正線和折返線的同時通風(fēng)，另設(shè)風(fēng)機(jī)將增大機(jī)房面積，也較難實(shí)施。通過各種方案比較，較常采用的是射流風(fēng)機(jī)通風(fēng)的方案，由射流風(fēng)機(jī)和車站隧道通風(fēng)機(jī)共同組織氣流，此設(shè)計(jì)主要是解決地下空間緊張及折返線（過渡段）氣流組織困難的問題?！?.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前二十六頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

4)空調(diào)制冷循環(huán)水系統(tǒng)車站空調(diào)制冷循環(huán)水系統(tǒng)的作用是為車站內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)制造冷源并將其供給車站空調(diào)大、小系統(tǒng)中的空氣處理設(shè)備（組合式窄凋箱、柜式風(fēng)機(jī)盤管），同時通過冷卻水系統(tǒng)將熱量送出車站。

日前，城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)冷源與車站的配置關(guān)系分為獨(dú)立供冷與集中供冷兩種形式。

(1)獨(dú)立供冷

一般每個地下車站中均設(shè)置獨(dú)立冷凍站，通常采用兩臺制冷能力相同的較大(制冷量≥1000kW)的螺桿式機(jī)組和一臺較小的（制冷量≤500kW）螺桿式冷水機(jī)組（或活塞式冷水機(jī)組及其他形式）組合運(yùn)行的模式。兩臺制冷量大的螺桿式機(jī)組按大系統(tǒng)空調(diào)冷負(fù)荷選型；一臺制冷量小的螺桿式冷水機(jī)組按小系統(tǒng)（負(fù)責(zé)設(shè)備管理用房）空調(diào)冷負(fù)荷選型，它既可單獨(dú)運(yùn)行，也可并人大系統(tǒng)，與大容量的螺桿式機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行?？照{(diào)水系統(tǒng)還包括冷凍、冷卻水泵、冷卻塔、空調(diào)箱等末端設(shè)備?？照{(diào)水系統(tǒng)原理如圖8-7所示?！?.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前二十七頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)圖8-7空調(diào)水系統(tǒng)原理§8.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前二十八頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

系統(tǒng)圖中冷凍水泵、冷卻水泵與冷水機(jī)組臺數(shù)一一對應(yīng)，小系統(tǒng)分集水器與公共區(qū)冷源分集水器間通過管道連通，連通管上設(shè)有閥門，正常運(yùn)行時關(guān)閉，需要互為備用時手動開啟。冷凍站集中設(shè)置在車站一端制冷機(jī)房內(nèi)，位置盡可能靠近負(fù)荷中心，力求縮短冷凍水供/回水管長度。

空調(diào)冷凍水溫度：供水7℃，回水12℃。冷卻水溫度：供水32℃，回水37℃。冷凍水系統(tǒng)采用一次泵系統(tǒng)，小系統(tǒng)空調(diào)機(jī)組的回水管上設(shè)置電動二通閥，小系統(tǒng)集水器和分水器間設(shè)置壓差式旁通閥，大系統(tǒng)集水器和分水器不連通。

冷凍水系統(tǒng)的定壓采用膨脹水箱。

在空調(diào)季節(jié)正常運(yùn)行工況下，根據(jù)車站冷負(fù)荷的大小來控制大容量螺桿式機(jī)組及小容量螺桿式冷水機(jī)組啟停的臺數(shù)；非空調(diào)季節(jié)，水系統(tǒng)全部停止運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生區(qū)間隧道堵塞事故時，水系統(tǒng)按當(dāng)時正常的運(yùn)行工況繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)站廳層、站臺層公共區(qū)或區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)時，關(guān)閉作為大系統(tǒng)冷源的那部分水系統(tǒng)，只運(yùn)行與小系統(tǒng)有關(guān)的部分；當(dāng)小系統(tǒng)設(shè)備用房發(fā)生火災(zāi)時，水系統(tǒng)全部停止運(yùn)行?！?.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前二十九頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn) (2)集中供冷

集中供冷系統(tǒng)具有能效高、環(huán)境熱污染小、便于維護(hù)管理等優(yōu)點(diǎn)，它作為節(jié)能環(huán)保重要途徑在城市的規(guī)劃和發(fā)展中正成為一大趨勢。

在城市軌道交通線路中采用集中供冷系統(tǒng)形式：第一，通過對線網(wǎng)中冷凍站合理布局減少冷卻塔對周圍環(huán)境的影響；第二，減少了前期為了室外冷卻塔設(shè)備占地及美觀等要求與城市規(guī)劃部門的協(xié)調(diào)工作量；第三，減少了冷凍站的數(shù)量，節(jié)約地下的有限空間；第四，提高了運(yùn)營效率，同時也便于集中維護(hù)管理，提高自動化水平。集中供冷系統(tǒng)已在廣州地鐵2號線、中國香港地鐵車站、埃及開羅地鐵車站中成功應(yīng)用。

城市軌道交通集中供冷系統(tǒng)采用集中設(shè)置冷水機(jī)組、聯(lián)動設(shè)備及其他輔助設(shè)備，經(jīng)過室外管廊、地溝架空、區(qū)間隧道敷設(shè)冷水管，用二次水泵將冷水輸送到車站空調(diào)大系統(tǒng)末端。

下面以我國廣州地鐵2號線集中供冷系統(tǒng)為例，參考相關(guān)文獻(xiàn)資料作簡要介紹?！?.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前三十頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

集中供冷系統(tǒng)的原理及流程如圖8-8所示?！?.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前三十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

第一部分為冷水一次環(huán)路，主要由一次冷水泵、冷水機(jī)組、冷卻水系統(tǒng)及其附屬設(shè)備組成，主要功能是空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)控制的時間表。早晨運(yùn)營前進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)冷和晚間利用余冷提前關(guān)機(jī)，正常運(yùn)營制備空調(diào)冷水。

正常運(yùn)營時，根據(jù)二次環(huán)路的實(shí)際冷負(fù)荷同時參考比較環(huán)路上所設(shè)置溫度測點(diǎn)的溫度值及檢測末端比例積分二通閥的開度，確定一次環(huán)路中冷水機(jī)組的開啟臺數(shù)并進(jìn)行相應(yīng)的聯(lián)鎖控制，冷站的冷水機(jī)組與一次冷水泵聯(lián)動由冷水機(jī)組的主控制器完成。一次冷水泵與冷水機(jī)組一一對應(yīng)。

第二部分為冷水二次環(huán)路，由二次泵、變頻器、管網(wǎng)等組成。主要實(shí)現(xiàn)的功能是通過監(jiān)視末端的閥門開度，計(jì)算末端的負(fù)荷量，調(diào)節(jié)閥門的開度來滿足車站實(shí)際冷負(fù)荷需求，二次泵的變頻由末端差壓控制。

§8.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前三十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

由于管網(wǎng)較長，水網(wǎng)穩(wěn)定性差，為保證最遠(yuǎn)端的資用壓頭，造成中間車站資用壓頭超標(biāo)，需用平衡閥進(jìn)行水力平衡和減壓。由于是集中供冷系統(tǒng)，為減少流量，降低投資，采用大溫差系統(tǒng)，供回水溫度為7.5/16.5℃。

第三部分主要由組合式空調(diào)器、風(fēng)機(jī)盤管及前后的控制閥門組成。每個站基本都有一臺組合式空調(diào)器，空調(diào)表冷器的過水量由出水管上的比例積分二通閥控制?？照{(diào)表冷器的冷水量由站臺、站廳溫度探頭通過車站可編程邏輯控制器(PLC)計(jì)算將控制信號傳給比例積分二通閥控制閥門開度來控制，車站PLC可將站臺、站廳及進(jìn)出水溫度通過網(wǎng)絡(luò)傳給冷站控制室?！?.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成目前三十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

所謂模式可以解釋成為一種標(biāo)準(zhǔn)形式，對于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)來說定義各種運(yùn)行模式，首先它是通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)自身運(yùn)行節(jié)能的要求，其次它也是環(huán)境控制系統(tǒng)(BAS)控制接口的依據(jù)，再者車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)均兼有防排煙功能，從安全性考慮，它必須應(yīng)對各種可預(yù)見的災(zāi)害形式，事先定義出各種模式狀況，做到預(yù)防為主。

城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行可分為正常運(yùn)行與阻塞及火災(zāi)事故運(yùn)行兩種狀態(tài)，對應(yīng)這兩種狀態(tài)系統(tǒng)又可細(xì)分出正常運(yùn)行模式、阻塞及火災(zāi)事故運(yùn)行模式?！?.4通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式目前三十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

1)正常運(yùn)行

(1)車站空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)

在全新風(fēng)空調(diào)、通風(fēng)運(yùn)行環(huán)境下，外界大氣焓值小于車站空氣焓值，啟動制冷空調(diào)系統(tǒng)，運(yùn)行全新風(fēng)機(jī)，外界空氣經(jīng)由空調(diào)機(jī)冷卻處理后送至站廳、站臺公共區(qū)，排風(fēng)則全部排出地面，此種運(yùn)行模式稱為全新風(fēng)空調(diào)、通風(fēng)運(yùn)行。

在小新風(fēng)空調(diào)、通風(fēng)運(yùn)行環(huán)境下，，啟動制冷空調(diào)系統(tǒng)，運(yùn)行空調(diào)新風(fēng)機(jī)，部分回/排風(fēng)排出地面，部分作為回風(fēng)與空調(diào)新風(fēng)機(jī)所輸送的外界新風(fēng)混合，經(jīng)由空調(diào)機(jī)冷卻處理后送至站廳、站臺公共區(qū)，此種運(yùn)行模式稱為小新風(fēng)空調(diào)、通風(fēng)運(yùn)行。

在非空調(diào)通風(fēng)運(yùn)行環(huán)境下，Z外小于或等于空調(diào)送風(fēng)焓值嘍，關(guān)停制冷系統(tǒng)，外界空氣不經(jīng)冷卻處理直接送至站廳、站合公共區(qū)，排風(fēng)則全部排出地面，此種運(yùn)行模式稱為非空調(diào)通風(fēng)運(yùn)行?！?.4通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式目前三十五頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

(2)區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)

在自然閉式系統(tǒng)中，關(guān)閉隧道通風(fēng)井，打開車站內(nèi)迂回風(fēng)道，區(qū)間隧道內(nèi)由列車運(yùn)行的活塞作用進(jìn)行通風(fēng)換氣，活塞風(fēng)由列車后方車站進(jìn)入隧道，列車前方氣流部分進(jìn)入車站。部分從迂回風(fēng)道循環(huán)到平行的相鄰隧道內(nèi)口。

在自然開式系統(tǒng)中，

＜

，打開隧道風(fēng)井；由列車的活塞作用，外界大氣從列車運(yùn)行后方的隧道通風(fēng)井進(jìn)入城市軌道交通隧道，此方式為進(jìn)風(fēng)方式；由列車的活塞作用，外界大氣從列車運(yùn)行的前方隧道通風(fēng)井排出地面，此方式為排風(fēng)方式。

在機(jī)械開式系統(tǒng)中，

＜

，自然開式又不能滿足隧道內(nèi)溫濕度要求，隧道通風(fēng)機(jī)啟動，進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)；外界大氣從列車運(yùn)行后方的隧道通風(fēng)井經(jīng)隧道通風(fēng)機(jī)送至隧道內(nèi)，此方式為送風(fēng)方式；外界大氣從列車運(yùn)行的前方隧道通風(fēng)井經(jīng)隧道通風(fēng)機(jī)排出地面，此方式為排風(fēng)方式。

綜上所述，可見區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行模式以及通風(fēng)方式是個較為復(fù)雜的問題，它不是完全獨(dú)立的系統(tǒng)，與車站大系統(tǒng)有很多聯(lián)系，運(yùn)行中將與車站大系統(tǒng)共同動作?！?.4通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式目前三十六頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn) 2)阻塞及火災(zāi)事故運(yùn)行

(1)阻塞事故運(yùn)行

阻塞事故運(yùn)行指列車在正常運(yùn)行時由于各種原因停留在區(qū)間隧道內(nèi)，此時乘客不下列車，這種狀況下稱為阻塞事故運(yùn)行。

在車站空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)中，當(dāng)列車阻塞在區(qū)間隧道內(nèi)時，車站空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)按正常運(yùn)行，當(dāng)TVF風(fēng)機(jī)需運(yùn)轉(zhuǎn)時，車站按全新風(fēng)空調(diào)通風(fēng)運(yùn)行。在運(yùn)行TVF風(fēng)機(jī)時，該端站臺回、排風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，使車站的冷風(fēng)經(jīng)TVF風(fēng)機(jī)送至列車阻塞的隧道內(nèi)。

在區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)中，在閉式機(jī)械運(yùn)行環(huán)境下，當(dāng)車站自然閉式運(yùn)行時，若發(fā)生列車在區(qū)間隧道內(nèi)阻塞．TVF風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將車站冷風(fēng)送至隧道內(nèi)；在開式機(jī)械運(yùn)行環(huán)境下，當(dāng)車站開始運(yùn)行時，若發(fā)生列車在區(qū)間隧道內(nèi)阻塞，TVF風(fēng)機(jī)按機(jī)械開式的模式運(yùn)行?！?.4通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式目前三十七頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn) (2)火災(zāi)事故運(yùn)行

地下鐵道空間狹小，一旦發(fā)生火災(zāi)，乘客疏散和消防條件較地面更為惡劣，因此，設(shè)汁中應(yīng)作為重點(diǎn)解決的問題?；馂?zāi)時一切運(yùn)行管理都應(yīng)絕對服從乘客疏散及搶救工作的需要?；馂?zāi)事故包括區(qū)間隧道火災(zāi)及車站火災(zāi)，其中車站火災(zāi)又包括車站內(nèi)列車、站臺、站廳火災(zāi)。

列車在區(qū)間隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)首先考慮將列車駛?cè)胲囌?，如停在區(qū)間時，應(yīng)判斷列車著火的部位、列車的停車位置，按火災(zāi)運(yùn)行模式向火災(zāi)地點(diǎn)輸送新鮮空氣和排除煙氣，讓乘客迎著新風(fēng)方向撤離事故現(xiàn)場，同時讓消防人員進(jìn)入現(xiàn)場滅火搶救。

列車火災(zāi)及站臺火災(zāi)時，應(yīng)使站臺到站廳的上、下通道間形成一個不低于1.5m／s的向下氣流，使乘客從站臺迎著氣流撤向站廳和地面，因此，除車站的站臺回、排風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)向地面排煙外，其他車站大系統(tǒng)的設(shè)備均停止運(yùn)行。

站廳發(fā)生火災(zāi)時，站廳回、排風(fēng)機(jī)全部啟動排煙，大系統(tǒng)其他設(shè)備均停止運(yùn)行，使得出入口通道形成由地面至車站的向下氣流，乘客迎著氣流方向撤向地面。

§8.4通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式目前三十八頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

這里需要指出的是，上述模式的功能轉(zhuǎn)換與實(shí)現(xiàn)必須借助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和防災(zāi)報警監(jiān)控系統(tǒng)來自動完成，根據(jù)在車站的風(fēng)亭，風(fēng)道，送、排風(fēng)室，站廳，站臺，區(qū)間隧道以及各管理設(shè)備用房內(nèi)安裝的溫濕度、

濃度和火災(zāi)報警探測器所探測的數(shù)據(jù)，經(jīng)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和防災(zāi)報警監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)同工作，得出不同的結(jié)果，以確定出不同的運(yùn)行模式，同時控制各種設(shè)備按運(yùn)行模式投入運(yùn)行?！?.4通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式目前三十九頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

建筑物空調(diào)負(fù)荷量的大小與建筑布置和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能有很大關(guān)系。按照傳統(tǒng)理淪的負(fù)荷分析計(jì)算方法，構(gòu)成建筑物的空調(diào)負(fù)荷主要包括冷負(fù)荷、濕負(fù)荷兩個方面。

冷負(fù)荷指需要供冷量消除的室內(nèi)負(fù)荷，它是由空調(diào)房間的熱量經(jīng)房間蓄熱后轉(zhuǎn)化而成，這些熱量包括：透過外窗日射的熱量，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)（窗、墻、樓板、屋蓋、地板等）傳人室內(nèi)的熱量，滲透空氣帶入室內(nèi)的熱量，設(shè)備、器具、管道其他室內(nèi)熱源散人室內(nèi)的熱量，人體散熱量及照明散熱量。

濕負(fù)荷是指需要消除的室內(nèi)產(chǎn)濕量，它是由幾種散濕量組成，包括滲透空氣帶人室內(nèi)的濕量，人體散濕量，設(shè)備、器具的散濕量，及各種潮濕表面、液面的散濕量。在計(jì)算系統(tǒng)負(fù)荷時，計(jì)算負(fù)荷還要考慮風(fēng)機(jī)、風(fēng)管的溫升，新風(fēng)的冷負(fù)荷和濕負(fù)荷，冷水泵、冷水管和冷水箱等溫升的附加冷負(fù)荷及混合損失等其他冷損失?！?.5負(fù)荷計(jì)算目前四十頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

城市軌道交通地下車站建筑負(fù)荷的理論分析方法基本與上述的相同，但具體到數(shù)值計(jì)算上，尚需考慮到地下車站建筑物與地面民用建筑設(shè)施不同的熱環(huán)境特征，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)受外界氣象條件（陽光，雨雪等）的影響較小。 (2)列車牽引、制動系統(tǒng)散熱，列車空調(diào)散熱是影響隧道及站臺熱環(huán)境的主要因素，是主要的內(nèi)熱源。城市軌道交通列車運(yùn)行時消耗的能源最終都將以熱的形式散布到城市軌道交通環(huán)境中，因此它成為影響城市軌道交通環(huán)境的動態(tài)負(fù)荷。 (3)客流量有相當(dāng)大的波動性，給負(fù)荷較為準(zhǔn)確的量化計(jì)算帶來困難。 (4)由于被厚土層覆蓋，維護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱量很大，熱惰性明顯。因此熱環(huán)境要經(jīng)歷一個長期的變化過程才能達(dá)到穩(wěn)定。從建成運(yùn)行起，一般要經(jīng)歷1～2年“結(jié)露防濕”，5～15年“升溫”兩階段后，才能達(dá)到“溫度穩(wěn)定”的階段。

§8.5負(fù)荷計(jì)算目前四十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn) (5)列車在隧道內(nèi)的高速運(yùn)動會引起“活塞風(fēng)”?；钊L(fēng)的風(fēng)量很大，是隧道內(nèi)通風(fēng)換氣的主要動力，對無屏蔽門系統(tǒng)，也是車站通風(fēng)換氣的主要動力之一。但活塞風(fēng)帶來的負(fù)面影響也是明顯的。對于無屏蔽門的城市軌道交通系統(tǒng)，由于活塞風(fēng)將大量隧道空氣及室外空氣帶入車站，車站空調(diào)負(fù)荷比有屏幕門的系統(tǒng)成倍增加。根據(jù)粗略估算，設(shè)有屏蔽門的地下車站，其空調(diào)負(fù)荷只有無屏蔽門地下車站空調(diào)負(fù)荷的2/5左右。 (6)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是關(guān)系到近期、遠(yuǎn)期以及將來城市軌道交通環(huán)境狀況的大事。地下結(jié)構(gòu)不同于地面結(jié)構(gòu)，對它進(jìn)行擴(kuò)建改建是非常麻煩的。它關(guān)系到既有結(jié)構(gòu)的鑿除、新老結(jié)構(gòu)的連接、對周圍環(huán)境的影響以及對地下水的防水處理等一系列問題。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須以發(fā)展的角度作考慮，將其地下空間充分預(yù)留并考慮到各種有關(guān)因素。

前面的章節(jié)中已提及，城市軌道交通空調(diào)系統(tǒng)的制式常規(guī)地包括屏蔽門系統(tǒng)和非屏蔽門系統(tǒng)即閉式系統(tǒng)。下面就這兩種制式分別進(jìn)行分析。 1)屏蔽門系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算采用屏蔽門系統(tǒng)，屏蔽門將隧道分隔在車站站臺之外，車站空調(diào)負(fù)荷受隧道的影響相對較小，車站內(nèi)公共區(qū)散熱量已不含列車驅(qū)動設(shè)備發(fā)熱量、列車空調(diào)設(shè)備及機(jī)械設(shè)備發(fā)熱量，僅有站內(nèi)人員散熱量、照明及設(shè)備散熱量、站臺內(nèi)外溫差傳熱量、滲透風(fēng)帶人的熱量。與閉式系統(tǒng)相比，少了列車和隧道

§8.5負(fù)荷計(jì)算目前四十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

活塞風(fēng)對車站的影響，冷負(fù)荷大為減少，系統(tǒng)的復(fù)雜程度也隨之下降，負(fù)荷計(jì)算相對簡單。

(1)人體熱負(fù)荷

車站人員分為固定人員（包括車站工作人員、商業(yè)服務(wù)業(yè)人員等）與流動人員（主要為城市軌道交通乘客）。固定人員的數(shù)量全天逐時基本保持穩(wěn)定，發(fā)熱量計(jì)算參考靜坐（或站立）售貨狀態(tài)下人體新陳代謝率，平均停留時間按工作時間計(jì)算；流動人員的數(shù)量全天逐時變化，高峰時段數(shù)量較大，發(fā)熱量計(jì)算參考行走（或站立）狀態(tài)下人體新陳代謝率。

因此人體熱負(fù)荷的確定，關(guān)鍵在客流量的確定上，這一數(shù)據(jù)一般源自當(dāng)?shù)亟煌ㄒ?guī)劃部門的客流預(yù)測報告，計(jì)算中尚需考慮車站所處地區(qū)的高峰小時客流量。根據(jù)資料及一些數(shù)據(jù)，上車客流在車站停留時間為4min，其中乘客從地面進(jìn)入城市軌道交通站廳停留約1.5min，站臺候車約2.5min。下車客流車站停留時間約需3min，這一過程的平均時間與列車行車間隔相關(guān)。當(dāng)上下車乘客在車站滯留的時間確定之后，考慮適當(dāng)?shù)娜杭禂?shù)，車站的人體散熱負(fù)荷就確定了。 (2)機(jī)電負(fù)荷

照明設(shè)備、廣告燈箱、自動扶梯、垂直電梯、導(dǎo)向牌指示牌以及售（檢）票機(jī)等的散熱量可通過各種用電設(shè)施的實(shí)際功率很方便地計(jì)算得出。§8.5負(fù)荷計(jì)算目前四十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

(3)屏蔽門傳熱負(fù)荷

屏蔽門隔離了兩個不同的溫度環(huán)境，站內(nèi)環(huán)境與隧道之間的傳熱可以按一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱計(jì)算。在確定了車站屏蔽門的面積和材質(zhì)之后，屏蔽門傳熱負(fù)荷就確定了。 (4)滲透風(fēng)帶入的熱量

此部分熱量最大，對車站總冷負(fù)荷的影響亦最大。此部分分為出人口滲透風(fēng)和屏蔽門開啟時的滲透風(fēng)，其中以屏蔽門開啟時的滲透風(fēng)最大口根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，車站出入口的滲透風(fēng)按200W/㎡（斷面面積計(jì)算），屏蔽門每站按5～10m3/s估算其漏風(fēng)量。 (5)濕負(fù)荷

分為人員散濕量、結(jié)構(gòu)壁面散濕量和滲透風(fēng)帶入的散濕量。按照相關(guān)資料的經(jīng)驗(yàn)推算，車站側(cè)墻、頂板、底板散濕量1～2g/(㎡·h)；人員散濕量取27℃時輕勞動時的散濕量193g/h；滲透風(fēng)的濕負(fù)荷按下式計(jì)算：

式中：——室外空氣的含濕量，g/kg； ——室內(nèi)空氣的含濕量，g/kg； ——風(fēng)量，m3/h； ——空氣密度，kg/m3。§8.5負(fù)荷計(jì)算目前四十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn) 2)閉式系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算

當(dāng)站廳層未設(shè)置屏蔽門時，影響車站空調(diào)系統(tǒng)能耗系統(tǒng)的因素較為復(fù)雜，除上述已列舉的一些參量外，尚需考慮車輛行駛（諸如：發(fā)車密度、運(yùn)行對數(shù)、?？繒r間、牽引曲線等）的影響，此時列車運(yùn)行散熱帶來的負(fù)荷，成為站臺空調(diào)負(fù)荷的主要來源。另外，由于未設(shè)置屏蔽門，空調(diào)負(fù)荷計(jì)算難以將車站與隧道區(qū)別對待。

對于閉式系統(tǒng)空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算方法有很多種，但目前只是停留在估算水平上，并且各種計(jì)算方法的準(zhǔn)確度差異性也較大，以下引自《淺談地鐵環(huán)控通風(fēng)》一文中的一種簡單估算法供參考。

(1)列車產(chǎn)熱量

列車產(chǎn)熱量是城市軌道交通余熱的主要構(gòu)成部分。

設(shè)為列車產(chǎn)熱量（kW），則 (kW)(8-1)

式中：——列車行駛計(jì)算區(qū)段的長度，km； ——每人平均體重，t/人； ——每節(jié)車上的計(jì)算人數(shù)，人/節(jié)；§8.5負(fù)荷計(jì)算目前四十五頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

——每節(jié)車重，t/節(jié)； ——每列車的編組，節(jié)/列； ——列車運(yùn)行密度（每小時計(jì)算列車對數(shù)），對／h； ——列車每t·km電能消耗量，kWh/(t·km)。

在計(jì)算產(chǎn)熱量時，可取最大密度的70%，此值在一般情況下比平均值大一些，一般按運(yùn)行噸公里平均耗電量來計(jì)算[日本按0.05～0.07kWh/(t·h)，前蘇聯(lián)按0.052kWh/(t·km)]。如果列車上有空氣調(diào)節(jié)設(shè)備時，除以上的產(chǎn)熱量外，尚應(yīng)附加空調(diào)設(shè)備產(chǎn)熱量。 (2)照明產(chǎn)熱量

電力照明產(chǎn)熱量

，其計(jì)算如下： (kW) （8-2）

式中：——站廳站臺單位面積照明負(fù)荷，kW／㎡；

——站廳站臺面積，㎡； ——區(qū)間隧道每延長米照明負(fù)荷，kW/m； ——區(qū)間隧道區(qū)段長度，m。

如果采用熒光燈具時，與值還應(yīng)包括鎮(zhèn)流器消耗的電量?！?.5負(fù)荷計(jì)算目前四十六頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

(3)人員產(chǎn)熱量

人員產(chǎn)熱量為，它包括車站上人員及列車上人員兩部分。

（kW） (8-3)

式中：——列車行車速度，km/h； ——區(qū)間隧道計(jì)算區(qū)段長度，km； ——計(jì)算區(qū)間相鄰兩個車站上人數(shù)總和之半，人； ——人體產(chǎn)熱量，kW/人。

人體產(chǎn)熱量由顯熱和潛熱兩部分組成，計(jì)算余熱時按全熱計(jì)算。

當(dāng)列車帶空調(diào)時，冷凝器產(chǎn)熱量代替了列車上人員產(chǎn)熱量，一般為列車上人員產(chǎn)熱量的1.5倍。 (4)動力設(shè)備產(chǎn)熱量

動力設(shè)備產(chǎn)熱量為

，其計(jì)算式為： (kW)(8-4)

式中：——散發(fā)熱量的動力設(shè)備的千瓦數(shù)，它包括電機(jī)及城市軌道交通系統(tǒng)中的其

他動力設(shè)備?！?.5負(fù)荷計(jì)算目前四十七頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

在決定時還要注意以下幾個問題：在通風(fēng)系統(tǒng)中，只考慮送風(fēng)設(shè)備電機(jī)產(chǎn)熱量，而排風(fēng)設(shè)備電機(jī)產(chǎn)熱量不予計(jì)人；排水泵散熱量由于被水排除，因此也計(jì)人；生產(chǎn)用房及設(shè)備用房內(nèi)的設(shè)備產(chǎn)熱量，均由局部通風(fēng)系統(tǒng)考慮，中不予計(jì)人。 (5)洞壁吸放熱量

城市軌道交通系統(tǒng)內(nèi)洞壁的吸熱與放熱取決于隧道周圍地層的溫度。當(dāng)城市軌道交通系統(tǒng)內(nèi)空氣溫度比洞壁表面溫度高時，其洞壁吸熱。當(dāng)城市軌道交通系統(tǒng)內(nèi)空氣溫度比洞壁溫度低時，其洞壁放熱。這些熱量為，其計(jì)算由下式來確定。 (kW) (8-5)

式中：K——傳熱系數(shù)，kW/(㎡·℃)； F——襯砌結(jié)構(gòu)與周圍地層的接觸面積，㎡；

——區(qū)間隧道平均氣溫，與周圍地層計(jì)算溫度

之差，即

，℃。

導(dǎo)熱系數(shù)K與許多因素有關(guān)，如襯砌材料及厚度、周圍地層的性質(zhì)、地下水的狀態(tài)等，一般可按下式?jīng)Q定：

（8-6）§8.5負(fù)荷計(jì)算目前四十八頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

式中：——壁面空氣至隧道襯砌表面的對流換熱系數(shù)，kW/(㎡·℃)，其值為5～ 7kW／(㎡·℃)； ——襯砌和周圍地層的導(dǎo)熱系數(shù)，其值與材料性質(zhì)有關(guān)，kW/(m·℃)； ——混凝土襯砌的平均厚度，m； ——周圍溫度變化部分介質(zhì)的厚度，m。

是從襯砌外表到土中溫度不再變化的距離。因城市軌道交通是地下建筑物，所以周圍地層的溫度沒有劇烈的變化，運(yùn)營初期區(qū)間隧道內(nèi)放出的熱量傳至地層中，而在地層中就產(chǎn)生熱量淌散的現(xiàn)象。經(jīng)過一定時間之后，在距隧道內(nèi)表面的地層若干距離處，溫度就固定不變了。而這個距離()與地下水、土質(zhì)情況有關(guān)，一般在近似計(jì)算中按0.5m左右考慮。周圍地層的計(jì)算溫度，按地層年平均溫度計(jì)算，對于含水地層一般都采用地下水溫度。

以上所述為城市軌道交通內(nèi)的各種產(chǎn)熱量及壁面的吸放熱，因此城市軌道交通系統(tǒng)內(nèi)的余熱Q為： (8-7)

由于城市軌道交通系統(tǒng)內(nèi)不同位置的熱源熱量各不相同，而且隨著運(yùn)營年段的不同，即使使同一位置處的發(fā)熱量也隨之改變。因此，詳細(xì)的計(jì)算需要編制計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行模擬計(jì)算?！?.5負(fù)荷計(jì)算目前四十九頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

由于城市軌道交通熱環(huán)境的重要性及特殊性，國內(nèi)外很早就開始了對城市軌道交通熱環(huán)境的研究，并在大量理論分析、模型實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了多種用于城市軌道交通長期熱環(huán)境仿真模擬計(jì)算的軟件工具。

下面簡要介紹一些城市軌道交通環(huán)境模擬計(jì)算軟件，包括SES軟件、STESS軟件及CHMES軟件。

1)SES軟件 SES程序全稱為“TheSubwayEnvironmentSimulation(SES)ComputerProgram”，即“城市軌道交通環(huán)境模擬計(jì)算機(jī)程序”。此程序最初是為了研究城市軌道交通環(huán)境控制，在美國交通部城市客運(yùn)署(UnitedStatesDepartmentofTransportation,UrbanMassTranspor—tationAdministration)的支持下，經(jīng)過四年的努力，第一版于1975年問世。為適應(yīng)迅速發(fā)展的城市軌道交通建設(shè)事業(yè)的需求，第二版和第三版相繼于1976年和1982年完成。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷升級，能在個人電腦(PC)上進(jìn)行運(yùn)算和操作的第四版于1997年9月推出。它以基于Windows的輸入管理程序(inputmanager)代替原來煩瑣§8.6城市軌道交通環(huán)境模擬計(jì)

算軟件簡介目前五十頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

和要求嚴(yán)格的數(shù)據(jù)輸入格式，受到廣大用戶特別是初學(xué)者的歡迎。至今，SES程序已被用來分析分布予五大洲的大約26條地下鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)，其中也包括上海市地鐵1號線與2號線的環(huán)控計(jì)算。 SES程序可以對已經(jīng)投入使用或正在籌建的城市軌道交通作空氣的流量、溫度、濕度，還有空調(diào)負(fù)荷的模擬計(jì)算。應(yīng)當(dāng)說SES程序的功能是比較全面的：它允許用戶來模擬一定數(shù)量列車的動車與制動系統(tǒng)，不同的環(huán)境控制系統(tǒng)（包括強(qiáng)制通風(fēng)，車站空調(diào)與車軌排風(fēng)），設(shè)定的地下隧道與車站和通道連接所形成的空間內(nèi)的空氣流動，所希望的列車運(yùn)行次序（包括由不同運(yùn)行特性和發(fā)車間隔的列車的混合編組）。各種穩(wěn)定與不穩(wěn)定狀態(tài)的熱源，列車停在區(qū)間緊急狀況時機(jī)械通風(fēng)與熱浮力共同作用下所形成的空氣運(yùn)動，特別是能夠模擬系統(tǒng)投入運(yùn)行多年后熱庫對隧道的影響。

對一個有大量列車在運(yùn)行中的多線城市軌道交通，SES計(jì)算機(jī)模型提供動態(tài)的模擬過程，它允許對通過任何車站、區(qū)間、通風(fēng)井和風(fēng)機(jī)的空氣速度、溫度、濕度的連續(xù)讀值，或在設(shè)定的時間獲得空氣參數(shù)的最大值、最小值、平均值?！?.6城市軌道交通環(huán)境模擬計(jì)

算軟件簡介目前五十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn) SES程序主要由四個既獨(dú)立又互相關(guān)聯(lián)的子程序組成：列車運(yùn)動子程序，空氣動力學(xué)子程序，溫度/濕度子程序、熱庫/環(huán)境控制子程序。另外，SES程序中設(shè)有一個火災(zāi)模式，可以模擬火災(zāi)時空氣動力學(xué)和熱力學(xué)的影響。

列車運(yùn)動子程序在一個連續(xù)的基礎(chǔ)上決定列車的速度、加速、位置及系統(tǒng)中所有列車的發(fā)熱；空氣動力學(xué)子程序依靠這些列車參數(shù)再加上系統(tǒng)的幾何組成與通風(fēng)狀況數(shù)據(jù)，計(jì)算所有車站、區(qū)間、通風(fēng)井中的氣流速度；接著，溫度/濕度子程序使用這些空氣參數(shù)與列車運(yùn)動子程序使用這些空氣參數(shù)與列車運(yùn)動子程序計(jì)算出的列車發(fā)熱數(shù)據(jù)來計(jì)算系統(tǒng)中的顯熱與潛熱，這樣一來，就可以得到各處連續(xù)的溫、濕度。最后，列車運(yùn)動子程序按氣流速度推算列車附近活塞風(fēng)作用。這些子程序計(jì)算出的城市軌道交通通風(fēng)與熱負(fù)荷數(shù)據(jù)同室外每日與年度氣象條件參數(shù)一起，被熱庫/環(huán)境控制子程序用來計(jì)算城市軌道交通內(nèi)空氣與隧道結(jié)構(gòu)、周圍土壤之間長期的熱傳導(dǎo)作用，同時也可以得到為使某些區(qū)間溫度達(dá)到設(shè)計(jì)條件而所需的冷量?！?.6城市軌道交通環(huán)境模擬計(jì)

算軟件簡介目前五十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

通過這種整體的計(jì)算過程，使在一個城市軌道交通系統(tǒng)中進(jìn)行動態(tài)現(xiàn)象之間復(fù)雜的相互作用的連續(xù)模擬成為可能。

隨著科技的不斷進(jìn)步，各種先進(jìn)的技術(shù)手段迅速成為人們改造客觀世界的有力武器。對城市軌道交通環(huán)控設(shè)計(jì)人員來說，SES程序無疑是個好工具。當(dāng)然，SES程序并不能夠包辦一切。它正常運(yùn)行的時間可能只需要1～2天（視系統(tǒng)復(fù)雜程度而定），但前期輸入數(shù)據(jù)的收集與整理，隧道模型的建立以及操作上的調(diào)試亦是非常繁重的工作，需要極大的耐心與細(xì)心。從這點(diǎn)上說，SES程序不斷地進(jìn)行更新和改進(jìn)也是必然趨勢?！?.6城市軌道交通環(huán)境模擬計(jì)

算軟件簡介目前五十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

2)STESS軟件

從20世紀(jì)80年代初開始，清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑環(huán)境與設(shè)備研究所（原熱能系空調(diào)教研組）就對城市軌道交通熱環(huán)境作了長期的理論和實(shí)驗(yàn)研究，完成的研究項(xiàng)目“城市軌道交通熱環(huán)境控制”和“城市軌道交通熱環(huán)境研究”分別獲得了1988年建設(shè)部科技進(jìn)步二等獎和1999年科技進(jìn)步二等獎，注冊并發(fā)表了作為該項(xiàng)目主要成果的城市軌道交通熱環(huán)境模擬分析軟件STESS2.0版。與SES相比，STESS軟件在多方面進(jìn)行了改進(jìn)，采用了新的水力網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定過程算法，使計(jì)算速度及穩(wěn)定性大為提高。改進(jìn)了傳熱計(jì)算模型，使之能夠適應(yīng)較為復(fù)雜的隧道及車站斷面形狀及地質(zhì)狀況。采取了長短時間步長相結(jié)合的方法，不僅提高了計(jì)算效率，而且保證了長期模擬的精度。另外，STESS還采用了圖形化的輸入輸出界面，更加直觀方便。

在給定系統(tǒng)形式和運(yùn)行方式后，STESS軟件可以計(jì)算出城市軌道交通內(nèi)各種散熱散濕量，比較準(zhǔn)確地模擬預(yù)測城市軌道交通隧道及車站在近期、初期、遠(yuǎn)期不同客流及車流情況下的實(shí)際通風(fēng)量及溫濕度變化過程，校驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行方式能否達(dá)到要求，確定合理的結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)行方案。利用STESS軟件，已經(jīng)對目前城市軌道交通環(huán)控系統(tǒng)的各種系統(tǒng)形式（包括屏蔽門與非屏蔽門系統(tǒng)，區(qū)間風(fēng)井與風(fēng)機(jī)的多種布置形式）及運(yùn)行控制方式進(jìn)行了比較研究。目前，已在北京、天津、南京、德黑蘭等國內(nèi)外城市的十幾項(xiàng)城市軌道交通工程中應(yīng)用，取得了較好的效果§8.6城市軌道交通環(huán)境模擬計(jì)

算軟件簡介目前五十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

3)CHMES軟件 CHMES城市軌道交通環(huán)境模擬計(jì)算程序是中國上海一荷蘭鹿特丹友好城市技術(shù)協(xié)議的課題成果之一。利用CHMES程序可以估算出與任何城市軌道交通系統(tǒng)情況相適應(yīng)的產(chǎn)熱量、氣流量和溫度參數(shù)值，并能提供列車阻塞工況和火災(zāi)工況仿真模擬，即可以模擬阻塞工況和火災(zāi)工況下通風(fēng)系統(tǒng)的響應(yīng)情況。由此計(jì)算出通風(fēng)系統(tǒng)的裝機(jī)容量和煙霧控制能力。 CHMES城市軌道交通環(huán)境模擬計(jì)算程序由幾個相互依賴的子程序構(gòu)成，包括列車運(yùn)行子程序、空氣動力學(xué)子程序、產(chǎn)熱量計(jì)算和溫度計(jì)算子程序及熱庫子程序。

這些子程序相互共享一整套系統(tǒng)輸入?yún)?shù)，從而共同提供城市軌道交通環(huán)境的連續(xù)動態(tài)模擬結(jié)果。

城市軌道交通空調(diào)負(fù)荷受到多方面的綜合影響，計(jì)算難度很大。無法用傳統(tǒng)的手工計(jì)算方法進(jìn)行，而必須采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。通過模擬仿真，對各種方案的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行充分比較，再從中確定合理的系統(tǒng)形式及運(yùn)行控制方案?！?.6城市軌道交通環(huán)境模擬計(jì)

算軟件簡介目前五十五頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn) 1903年8月10日，法國巴黎地鐵發(fā)生一場大火。一組滿載乘客的列車在運(yùn)行中著火，由于撲救不力，疏導(dǎo)不暢，有84名乘客不幸在地鐵中喪生。當(dāng)時巴黎地鐵車廂是用木質(zhì)材料進(jìn)行裝修的，著火后，燃燒迅猛，持續(xù)時間較長，這也是造成眾多人員傷亡的重要因素之一。 1969年11月11日，北京地鐵萬壽路站至五棵松站之間，由于電動機(jī)車短路引起火災(zāi)，死亡6人，中毒200多人。當(dāng)時，在消防救援中，火場照明設(shè)備不足，防煙濾毒設(shè)備缺乏，大大影響了救援活動。火災(zāi)造成地鐵站內(nèi)和列車內(nèi)電源中斷，當(dāng)時煙霧濃、毒氣大，伸手不見五指，消防部門調(diào)來京西礦山救護(hù)隊(duì)協(xié)助，歷經(jīng)8h，才完成救援任務(wù)。 1983年8月16日，日本名古屋地鐵站變電所起火，在地鐵3000㎡范圍內(nèi)，濃煙滾滾，消防隊(duì)調(diào)動了37輛消防車和3輛排煙車，在救火過程中，3名消防隊(duì)員死亡，3名救援隊(duì)員受傷。大火燃燒了3個多小時。 1987年11月8日，英國倫敦皇十字街地鐵站因自動扶梯下面的機(jī)房內(nèi)產(chǎn)生電火花，引燃自動扶梯的潤滑油，濃煙沿著樓梯通道四處蔓延，由于行駛列車帶動的氣流以及圓筒狀自動扶梯的通風(fēng)作用，致使火越燒越烈，人們爭先恐后地沖向出口，許多人被燒、壓、窒息而死。達(dá)次火災(zāi)使32人喪生（包括一名消防員），100多人受傷，地下二層的兩座自動扶梯和地下一層的售票廳被燒毀。 1995年3月20日，日本東京地鐵被奧姆真理教投放沙林毒氣引起一場災(zāi)難。沙林是一種磷化物質(zhì)，是毒氣中最強(qiáng)的致命神經(jīng)化學(xué)劑之一。遇空氣后能迅速生成煙霧毒氣，地鐵車站內(nèi)充滿煙霧毒氣，致使12人死亡，5512人受傷。這一事件震驚世界，也迫使日本消防界強(qiáng)化整體防災(zāi)能力，進(jìn)一步改善化學(xué)防毒防災(zāi)救援裝備?！?.7地下車站的防排煙目前五十六頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

2003年2月l8口，韓國大邱市地鐵中央路站發(fā)生火災(zāi)，死亡135人，受傷137人，失蹤318人，起因是精神病患者金大煥放火所致?？赡苁菍ψ约憾嗖o業(yè)的現(xiàn)狀感到悲觀絕望，金大煥選擇在公共場所引火自焚，希望很多人陪他死。具體作案動機(jī)因?yàn)樗驯粐?yán)重?zé)齻≡簾o法回答警方的提向。目擊者說他手拿一個裝滿液體燃料的奶瓶，試圖用打火機(jī)將這個瓶子里的燃料點(diǎn)燃時，一些乘客想去阻止他但未成功，他將裝滿液體燃料的瓶子拋在車廂內(nèi)、地板上，最后還是點(diǎn)燃了，很快就引燃了坐椅上的塑料物質(zhì)和地板革。

大邱地鐵大火表明：地鐵的防災(zāi)系統(tǒng)是十分薄弱的。由于地鐵是人員密集的地下建筑，而且相對來說地下車站直接出入地面的出口較少且距地面較遠(yuǎn)；另據(jù)國內(nèi)外的資料分析，發(fā)生火災(zāi)時造成的人員傷亡，絕大多數(shù)是被煙氣熏倒、中毒、窒息所致。因此排煙設(shè)計(jì)在城市軌道交通中顯得尤為重要?！?.7地下車站的防排煙目前五十七頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

城市軌道交通發(fā)生火災(zāi)的可能形態(tài)有：站廳公共區(qū)火災(zāi)、站臺公共區(qū)火災(zāi)、站廳兩端設(shè)備房區(qū)火災(zāi)、站臺兩端設(shè)備房區(qū)火災(zāi)、列車火災(zāi)及車站外部區(qū)域火災(zāi)。

1)防排煙系統(tǒng)的主要功能和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

按照地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定地鐵防排煙系統(tǒng)的功能和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足以下要求：

(1)城市軌道交通內(nèi)發(fā)生大災(zāi)時，應(yīng)為乘客和消防人員提供新鮮空氣，并迅速排除煙氣，為乘客撤離事故現(xiàn)場創(chuàng)造條件； (2)無論何處發(fā)生火災(zāi)，在設(shè)計(jì)中僅考慮一處火災(zāi)； (3)火災(zāi)時，府根據(jù)火災(zāi)發(fā)牛地點(diǎn)講行就地處理，避免火災(zāi)影響其他系統(tǒng)； (4)車站站廳火災(zāi)，按lm3/(㎡．min)計(jì)算排煙量； (5)車站站臺火災(zāi)，按站廳至站臺的樓梯通道處向下氣流速度不小于1.5m/s計(jì)算排煙量； (6)區(qū)間隧道火災(zāi)，按單洞區(qū)間隧道斷面風(fēng)速2～2.5m/s計(jì)算排煙量。§8.7地下車站的防排煙目前五十八頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn) 2)防排煙系統(tǒng)劃分 (1)車站站廳和站臺公共區(qū)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)兼排煙系統(tǒng)； (2)車站設(shè)備管理用房空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)兼排煙系統(tǒng)； (3)車站軌行區(qū)（或屏蔽門外）排熱系統(tǒng)兼排煙系統(tǒng)； (4)區(qū)間隧道活塞通風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)兼排煙系統(tǒng)； (5)對于最遠(yuǎn)點(diǎn)到地下車站公共區(qū)的直線距離大于20m的內(nèi)走道、連續(xù)長度大于60m時的地下通道和出人口通道均要求設(shè)機(jī)械防煙、排煙設(shè)施。 3)防排煙系統(tǒng)的構(gòu)成

城市軌道交通線路主要由車站和區(qū)間隧道組成，按同一時間內(nèi)發(fā)生一次火災(zāi)考慮，城市軌道交通火災(zāi)事故運(yùn)行通風(fēng)系統(tǒng)可分為車站火災(zāi)通風(fēng)系統(tǒng)及區(qū)間隧道事故火災(zāi)通風(fēng)系統(tǒng)。

車站主要由站廳層及站臺層組成，站廳（臺）層由站廳（臺）層公共區(qū)及兩端設(shè)備管理用房組成。站廳（臺）層公共區(qū)與兩端設(shè)備管理用房之間采用防火墻（門）分割，劃分不同的防火分區(qū)。防煙分區(qū)可采用擋煙垂壁或從頂棚下不小于500mm寬的梁體實(shí)現(xiàn)?！?.7地下車站的防排煙目前五十九頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

城市軌道交通車站空間小，綜合管線繁多，可提供給通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)利用的空間很有限，而且排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)量很大，造成正常通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的管道斷面尺寸一般也較大，所以難以單獨(dú)設(shè)置排煙系統(tǒng)。工程實(shí)踐中，往往將防煙、排煙系統(tǒng)與事故通風(fēng)和正常的通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)合用。利用正常排風(fēng)系統(tǒng)排煙，站臺層排風(fēng)量通常已能滿足排煙的風(fēng)量要求，站廳層排風(fēng)量僅為排煙量的2/3左右。由于站臺部分與上、下行區(qū)間隧道相連接，不考慮加壓送風(fēng)防煙，僅考慮排煙措施。因此，只要合理地控制排風(fēng)系統(tǒng)的各個分支回路在火災(zāi)情況下的啟閉，總排風(fēng)量不需要達(dá)到所需總排煙量也能保證火災(zāi)區(qū)局部排風(fēng)量要求。針對雙工況（排風(fēng)與排煙），在工程中一般選用雙速風(fēng)機(jī)，正常通風(fēng)低速運(yùn)行，排煙時高速運(yùn)行。§8.7地下車站的防排煙目前六十頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

當(dāng)站廳層發(fā)生火災(zāi)，則關(guān)閉站廳（臺）層送風(fēng)系統(tǒng)和站臺層回/排風(fēng)系統(tǒng)，由布置在車站站廳兩端的2臺回/排風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，迅速轉(zhuǎn)為4臺風(fēng)機(jī)排煙運(yùn)行，相對應(yīng)分支管路上的風(fēng)閥同時轉(zhuǎn)為排煙模式，此時車站環(huán)控系統(tǒng)的其他設(shè)備均停止運(yùn)行。站廳煙霧經(jīng)風(fēng)井排到地面，新風(fēng)經(jīng)車站出入口從室外進(jìn)入站廳，便于人員從出人口疏散至地面。

當(dāng)站臺層發(fā)生火災(zāi)（包括站內(nèi)列車火災(zāi)），則關(guān)閉站廳（臺）層送風(fēng)系統(tǒng)和站廳層回/排風(fēng)系統(tǒng)，由布置在兩端2臺回/排風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行轉(zhuǎn)為排煙運(yùn)行，與其對應(yīng)的風(fēng)閥同時轉(zhuǎn)為火災(zāi)排煙模式，此時車站環(huán)控系統(tǒng)的其他設(shè)備均停止運(yùn)行。站臺煙霧經(jīng)風(fēng)井排至地面，同時使站臺層的樓梯口形成負(fù)壓和向下氣流，便于人員安全疏散至站廳層。要使疏散的樓梯、出人口通道形成迎面新鮮氣流，需控制向下氣流速度不低于1.5m/s，以防止煙氣因熱壓作用逆氣流流向站廳層?！?.7地下車站的防排煙目前六十一頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

在設(shè)備管理用房區(qū)的公共走道內(nèi)盡可能設(shè)置排煙風(fēng)口，以增加整個用房區(qū)的安全度。

對于比較重要的電氣設(shè)備房間，如通信、信號設(shè)備室，牽引變電所等，一般需要設(shè)置氣體滅火裝置。

當(dāng)車站發(fā)生火災(zāi)時，首先通過站內(nèi)消防系統(tǒng)中在各點(diǎn)的探測器報警給火災(zāi)報警系統(tǒng)(FAS)。該系統(tǒng)下達(dá)控制模式指令給車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS),BAS系統(tǒng)按火災(zāi)運(yùn)行模式進(jìn)行運(yùn)作。排煙設(shè)備進(jìn)行排煙，無關(guān)設(shè)備均停止運(yùn)行。站臺層發(fā)生火災(zāi)時，除站臺回／排風(fēng)機(jī)排煙外，根據(jù)具體模式隧道通風(fēng)機(jī)也將參與機(jī)械排煙。

區(qū)間隧道防排煙系統(tǒng)一般在站廳（臺）層的兩端設(shè)有隧道通風(fēng)設(shè)備，用于正常運(yùn)營時間的區(qū)間隧道通風(fēng)，也可用于阻塞運(yùn)行和區(qū)間隧道火災(zāi)時的相鄰隧道的通風(fēng)。系統(tǒng)中包括隧道風(fēng)機(jī)、電動組合式風(fēng)閥。通過隧道風(fēng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)及電動風(fēng)閥的協(xié)調(diào)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)隧道送風(fēng)或排風(fēng)?！?.7地下車站的防排煙目前六十二頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

當(dāng)列車在區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)時，中央控制室根據(jù)火災(zāi)列車的位置及火源距安全通道的距離決定通風(fēng)方向。隧道兩端車站的隧道通風(fēng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)作，一端向隧道內(nèi)送風(fēng)，一端由隧道排風(fēng)，共同形成一股流過隧道斷面的氣流。排煙空氣流動方向與乘客疏散的方向相反，以使乘客疏散區(qū)處于新鮮空氣范圍。區(qū)間隧道斷面空氣流動速度最低為2m/s，但木得大于llm/s，否則將造成乘客不能行走，撤離困難。隧道風(fēng)機(jī)要求可反轉(zhuǎn)，耐溫150℃，持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1h以上。

當(dāng)列車在區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)時，除通過通信和消防報警系統(tǒng)運(yùn)作外，尚須信號系統(tǒng)提供列車停車位置，中央控制室防災(zāi)報警系統(tǒng)下達(dá)指令給火災(zāi)兩端的車站，兩端車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行模式指令啟、閉有關(guān)設(shè)備進(jìn)入隧道火災(zāi)事故運(yùn)行模式?！?.7地下車站的防排煙目前六十三頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

通風(fēng)空調(diào)設(shè)備包括冷水機(jī)組、風(fēng)閥類設(shè)備、風(fēng)機(jī)及消聲設(shè)備及空氣處理設(shè)備。

1)冷水機(jī)組的選型冷水機(jī)組有螺桿式、活塞式及離心式三種。 (1)螺桿式冷水機(jī)組

螺桿式冷水機(jī)組是迄今為止國內(nèi)城市軌道交通空調(diào)系統(tǒng)中采用最為廣泛一種制冷裝置，它是由螺桿式壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、干燥過濾器、吸氣過濾器、油分離器、油冷卻器、油濾器和自動控制、自動保護(hù)裝置組成。

螺桿式壓縮機(jī)是一種容積式回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，按其轉(zhuǎn)子數(shù)量的不同，有單螺桿和雙螺桿機(jī)組之分，它具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、體積小、重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)部件少，只有陰轉(zhuǎn)子、陽轉(zhuǎn)子和滑閥這三個部件，因此機(jī)器易損件少，運(yùn)行周期長，維修工作量??；運(yùn)行平穩(wěn)安全可靠，操作方便，可以在較高的壓縮比工況下運(yùn)行；容積效率高，由于采用冷媒冷卻，壓縮機(jī)排氣溫度較低，工作腔沒有余隙容積；制冷量調(diào)節(jié)范圍大，通過滑閥與兩轉(zhuǎn)子平行滑動，用以調(diào)節(jié)制冷機(jī)的制冷負(fù)荷，可以進(jìn)行10%～100%范圍內(nèi)的無級能量調(diào)節(jié)。§8.8通風(fēng)空調(diào)設(shè)備選型目前六十四頁\總數(shù)九十一頁\編于十九點(diǎn)

近年來隨著螺桿新齒形的開發(fā)、加J：精度的提高、高精度滾動軸承的應(yīng)用、合成冷凍油的使用、經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)和內(nèi)容積比自動調(diào)節(jié)技術(shù)的應(yīng)用，都使得螺桿式制冷機(jī)組在能耗持續(xù)下降的同時，運(yùn)行效率大大提高，機(jī)組的C()P值已經(jīng)接近離心式制冷機(jī)組的水平。再加上其原有的結(jié)構(gòu)簡單、零部件少、抗液擊能力強(qiáng)、運(yùn)行平穩(wěn)、能量可以無級調(diào)節(jié)、部分負(fù)荷時的能量損失比離心式少等優(yōu)勢，使得螺桿機(jī)組的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。

螺桿式屬于中等冷量制冷機(jī)組（單機(jī)容量一般在350k～l400kW），現(xiàn)在正以中等冷量為基礎(chǔ)，向大、小冷量兩個方向同時延伸，并大有取代活塞式制冷機(jī)組的趨勢。

(2)活塞式冷水機(jī)組

活塞式屬于中小冷量制冷機(jī)組，它造價低廉、體積小、效率也較高，所以仍被廣泛用于家用冷藏、住宅空調(diào)、汽車空調(diào)以及小型商用空調(diào)等領(lǐng)域。但隨著其他新機(jī)種（特別是螺桿式）的不斷開發(fā)及效率的提高，活塞式固有的缺陷比如冷量小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損件多、對濕行程敏感、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能差（只能依靠增減