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地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)
一、背景
地鐵車站及區(qū)間隧道是狹長的地下建筑,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。由于列車運行及大量乘客的集散,使得地鐵環(huán)境具有如下特點:列車運行過程中產(chǎn)生大量的熱被帶入車站;列車及各種設(shè)備的運行產(chǎn)生的噪聲不易消除,對乘客造成很大影響;地鐵列車運行時產(chǎn)生活塞效應(yīng),若不能合理利用,易干擾車站的氣流組織,影響車站的負荷;地層具有蓄熱作用,隨著運營時間的增加,地鐵系統(tǒng)內(nèi)部的溫度會逐年升高;當發(fā)生火災(zāi)事故時,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)一般分為開式系統(tǒng)、閉式系統(tǒng)和屏蔽門式系統(tǒng)。根據(jù)使用場所不同、標準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、開式系統(tǒng)
開式系統(tǒng)是應(yīng)用機械或"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?shù)刈顭嵩碌脑缕骄鶞囟鹊陀?5℃且運量較少的地鐵系統(tǒng)。1)活塞通風(fēng)
當列車的正面與隧道斷面面積之比(稱為阻塞比)大于0.4時,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,形成負壓,由此產(chǎn)生空氣流動。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)來冷卻隧道,需要與外界有效交換空氣,因此對于全部應(yīng)用活塞風(fēng)來冷卻隧道的系統(tǒng)來說,應(yīng)計算活塞風(fēng)井的間距及風(fēng)趕時井斷面授尺寸,使有效換氣量達到設(shè)計要求。實驗表明:當風(fēng)井間距小于300m、風(fēng)道的長度在25m以內(nèi)、風(fēng)道面積大于10m2時,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)井對大多數(shù)城市來說都是很難實現(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)與機械通風(fēng)的聯(lián)合系統(tǒng)。
暖通-空調(diào)-在線
2)機械通風(fēng)
當活塞式通風(fēng)不能滿足地鐵除余熱與余濕的要求時,要設(shè)置機械通風(fēng)系統(tǒng)。
根據(jù)地鐵系統(tǒng)的實際情況,可在車站與區(qū)間隧道分別設(shè)置獨立的通風(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)同時具備排煙功能。區(qū)間隧道較長時,宜在區(qū)間隧道中部設(shè)中間風(fēng)井。對于當?shù)貧鉁夭桓?,運量不大的地鐵系統(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)通過計算確定。
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行的"活塞效應(yīng)"攜帶一部分車站空調(diào)冷風(fēng)來實現(xiàn)。這種系統(tǒng)多用于當?shù)刈顭嵩碌脑缕骄鶞囟雀哂?5℃、且運量較大、高峰時間內(nèi)每小時的列車運行對數(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)
在車站的站臺與行車隧道間安裝屏蔽門,將其分隔開,車站安裝空調(diào)系統(tǒng),隧道用通風(fēng)系統(tǒng)(機械通風(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,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)間隧道行車時活塞風(fēng)的影響。車站的空調(diào)冷負荷只需計算車站本身設(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屏蔽門的傳熱和屏蔽門開啟時的對流換熱。此時屏蔽門系統(tǒng)的車站空調(diào)冷負荷僅為閉式系統(tǒng)的22%~28%,且由于車站與行車隧道隔開,減少了運行噪聲對車站的干擾,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:站臺和軌行區(qū)分開,車站為獨立的制冷、除濕區(qū)、因此有安全、節(jié)能和美觀等優(yōu)點。由于屏蔽門的隔斷,屏蔽門制式環(huán)控系統(tǒng)形成了兩個相對獨立的系統(tǒng)--車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和隧道通風(fēng)系統(tǒng)。
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