地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

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一、背景
地鐵車站及區(qū)間隧道是狹長(zhǎng)的地下建筑，除各車站出入口、送排風(fēng)口與外界相通外，基本上與外界隔絕。由于列車運(yùn)行及大量乘客的集散，使得地鐵環(huán)境具有如下特點(diǎn)：列車運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱被帶入車站；列車及各種設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲不易消除，對(duì)乘客造成很大影響；地鐵列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生活塞效應(yīng)，若不能合理利用，易干擾車站的氣流組織，影響車站的負(fù)荷；地層具有蓄熱作用，隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增加，地鐵系統(tǒng)內(nèi)部的溫度會(huì)逐年升高；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，將導(dǎo)致環(huán)境惡化，不易救援。
二、地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)
地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)一般分為開(kāi)式系統(tǒng)、閉式系統(tǒng)和屏蔽門式系統(tǒng)。根據(jù)使用場(chǎng)所不同、標(biāo)準(zhǔn)不同又分為車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)和車站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。
1、開(kāi)式系統(tǒng)
開(kāi)式系統(tǒng)是應(yīng)用機(jī)械或"活塞效應(yīng)"的方法使地鐵內(nèi)部與外界交換空氣，利用外界空氣冷卻車站和隧道。這種系統(tǒng)多用于當(dāng)?shù)刈顭嵩碌脑缕骄鶞囟鹊陀?5℃且運(yùn)量較少的地鐵系統(tǒng)。1)活塞通風(fēng)
當(dāng)列車的正面與隧道斷面面積之比(稱為阻塞比)大于0.4時(shí)，由于列車在隧道中高速行駛，如同活塞作用，使列車正面的空氣受壓，形成正壓，列車后面的空氣稀薄，形成負(fù)壓，由此產(chǎn)生空氣流動(dòng)。利用這種原理通風(fēng)，稱之為活塞效應(yīng)通風(fēng)。
活塞風(fēng)量的大小與列車在隧道內(nèi)的阻塞比、列車行駛速度、列車行駛空氣阻力系數(shù)、空氣流經(jīng)隧道的阻力等因素有關(guān)。利用活塞風(fēng)來(lái)冷卻隧道，需要與外界有效交換空氣，因此對(duì)于全部應(yīng)用活塞風(fēng)來(lái)冷卻隧道的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)計(jì)算活塞風(fēng)井的間距及風(fēng)趕時(shí)井?dāng)嗝媸诔叽?，使有效換氣量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)風(fēng)井間距小于300m、風(fēng)道的長(zhǎng)度在25m以內(nèi)、風(fēng)道面積大于10m2時(shí)，有效換氣量較大。在隧道頂上設(shè)風(fēng)口效果更好。由于設(shè)置許多活塞風(fēng)井對(duì)大多數(shù)城市來(lái)說(shuō)都是很難實(shí)現(xiàn)的，因此全"活塞通風(fēng)系統(tǒng)"只有早期地鐵應(yīng)用，現(xiàn)今建設(shè)的地鐵多設(shè)置活塞通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)的聯(lián)合系統(tǒng)。
暖通-空調(diào)-在線
2)機(jī)械通風(fēng)
當(dāng)活塞式通風(fēng)不能滿足地鐵除余熱與余濕的要求時(shí)，要設(shè)置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。
根據(jù)地鐵系統(tǒng)的實(shí)際情況，可在車站與區(qū)間隧道分別設(shè)置獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。車站通風(fēng)一般為橫向的送排風(fēng)系統(tǒng)；區(qū)間隧道一般為縱向的送排風(fēng)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)具備排煙功能。區(qū)間隧道較長(zhǎng)時(shí)，宜在區(qū)間隧道中部設(shè)中間風(fēng)井。對(duì)于當(dāng)?shù)貧鉁夭桓撸\(yùn)量不大的地鐵系統(tǒng)，可設(shè)置車站與區(qū)間連成一起的縱向通風(fēng)系統(tǒng)，一般在區(qū)間隧道中部設(shè)中間風(fēng)井，但應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。
2、閉式系統(tǒng)
閉式系統(tǒng)使地鐵內(nèi)部基本上與外界大氣隔斷，僅供給滿足乘客所需的新鮮空氣量。車站一般采用空調(diào)系統(tǒng)，而區(qū)間隧道的冷卻是借助于列車運(yùn)行的"活塞效應(yīng)"攜帶一部分車站空調(diào)冷風(fēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種系統(tǒng)多用于當(dāng)?shù)刈顭嵩碌脑缕骄鶞囟雀哂?5℃、且運(yùn)量較大、高峰時(shí)間內(nèi)每小時(shí)的列車運(yùn)行對(duì)數(shù)和每列車車輛數(shù)的乘積大于180的地鐵系統(tǒng)。 暖通空調(diào)在線
3、屏蔽門系統(tǒng)
在車站的站臺(tái)與行車隧道間安裝屏蔽門，將其分隔開(kāi)，車站安裝空調(diào)系統(tǒng)，隧道用通風(fēng)系統(tǒng)(機(jī)械通風(fēng)或活塞通風(fēng)，或兩者兼用)。若通風(fēng)系統(tǒng)不能將區(qū)間隧道的溫度控制在允許值以內(nèi)時(shí)，應(yīng)采用空調(diào)或其他有效的降溫方法。
安裝屏蔽門后，車站成為單一的建筑物，它不受區(qū)間隧道行車時(shí)活塞風(fēng)的影響。車站的空調(diào)冷負(fù)荷只需計(jì)算車站本身設(shè)備、乘客、廣告、照明等發(fā)熱體的散熱，及區(qū)間隧道與車站間通過(guò)屏蔽門的傳熱和屏蔽門開(kāi)啟時(shí)的對(duì)流換熱。此時(shí)屏蔽門系統(tǒng)的車站空調(diào)冷負(fù)荷僅為閉式系統(tǒng)的22%~28%，且由于車站與行車隧道隔開(kāi)，減少了運(yùn)行噪聲對(duì)車站的干擾，不僅使車站環(huán)境較安靜、舒適，也使旅客更為安全。
地鐵環(huán)控系統(tǒng)一般采用屏蔽門制式環(huán)控系統(tǒng)或閉式環(huán)控系統(tǒng)。屏蔽門制式系統(tǒng)即：站臺(tái)和軌行區(qū)分開(kāi)，車站為獨(dú)立的制冷、除濕區(qū)、因此有安全、節(jié)能和美觀等優(yōu)點(diǎn)。由于屏蔽門的隔斷，屏蔽門制式環(huán)控系統(tǒng)形成了兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)--車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和隧道通風(fēng)系統(tǒng)。