地鐵通風空調系統的控制過程?專業術語：活塞通風：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，列車後面的空氣稀薄，形成負壓，由此産生空氣流動利用這種原理通風，稱之為活塞效應通風，下面我們就來說一說關于地鐵通風空調系統的控制過程?我們一起去了解并探讨一下這個問題吧!

地鐵通風空調系統的控制過程

專業術語：

活塞通風：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，列車後面的空氣稀薄，形成負壓，由此産生空氣流動。利用這種原理通風，稱之為活塞效應通風。

活塞風量的大小與列車在隧道内的阻塞比、列車行駛速度、列車行駛空氣阻力系數、空氣流經隧道的阻力等因素有關。利用活塞風來冷卻隧道，需要與外界有效交換空氣，因此對于全部應用活塞風來冷卻隧道的系統來說，應計算活塞風井的間距及風趕時井斷面授尺寸，使有效換氣量達到設計要求。實驗表明：當風井間距小于300m、風道的長度在25m以内、風道面積大于10㎡時，有效換氣量較大。在隧道頂上設風口效果更好。由于設置許多活塞風井對大多數城市來說都是很難實現的，因此全“活塞通風系統”隻有早期地鐵應用，現今建設的地鐵多設置活塞通風與機械通風的聯合系統。

小裡程端：

大系統：車站公共區通風空調和防排煙系統。

小系統：車站設備及管理用房的通風空調和防排煙系統。

水系統：車站空調冷凍水系統。

地鐵通風空調系統制式：

根據城市軌道交通隧道通風換氣的形式以及隧道與車站站台層的分隔關系，城市軌道交通通風空調系統一般劃分為三種制式：開式系統，閉式系統，屏蔽門系統。

1、開式系統：

開式系統是應用機械或“活塞效應”的方法使地鐵内部與外界交換空氣，利用外界空氣冷卻車站和隧道。這種系統多用于當地最熱月的月平均溫度低于25℃且運量較少的地鐵系統。

2、閉式系統：

閉式系統是一種地下車站内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内所有與室外連通的通風井及風門均關閉，夏季車站内采用空調，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。區間隧道則借助于列車行駛時的活塞效應将車站空調風攜帶入區間，由此冷卻區間隧道内溫度，并在車站兩端部設置迂回風通道，以滿足閉式運行活塞風洩壓要求，線路露出地面的洞口則采用空氣幕隔離，防止洞口空氣熱濕交換。

在閉式系統的城市軌道交通線中，為了增加旅客的安全性，許多車站在站台邊緣設置了安全門，但其并沒有将隧道和車站的空氣隔離開來。

3、屏蔽門系統：

屏蔽門安裝在站台邊緣，是一道修建在站台邊沿的帶門的透明屏障，将站台公共區與隧道軌行區完全屏蔽，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，列車到站時，列車車門正好對着屏蔽門上的活動門，乘客可自由上下列車，關上屏蔽門後，所形成的一道隔牆可有效阻止隧道内熱流、氣壓波動和灰塵等進入車站，有效地減少了空調負荷，為車站創造了較為舒适的環境。另外屏蔽門系統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台候車乘客的影響，改善了乘客候車環境的舒适度，為軌道交通實現無人駕駛奠定了技術基礎，但屏蔽門的初投資費用較高，對列車停靠位置的可靠性要求很高。

4、各系統應用的效果評價：

屏蔽門系統優點是由于屏蔽門的存在創造了一道安全屏障，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台的影響；此外同等規模的車站加裝屏蔽門系統的冷量約為未加裝屏蔽門系統冷量2/5左右，相應的環控機房面積可減少1/3左右，這樣年運行費用僅是閉式系統的一半。但是安裝屏蔽門需要較大投資，并随之增加了屏蔽門的維修保養工作量和費用，且屏蔽門的存在将影響站台層車行道壁面廣告效應，站台有狹窄感，對于側式站台這種感覺尤甚。

閉式系統的優點是車站和區間隧道内設計溫度和氣流速度在不同工況條件下符合設計要求，環控工況轉換簡明，站台視野開闊，廣告效應良好，但其相對屏蔽門系統帶來冷量大、所需環控機房面積大、耗能高，此外站台層環境受到列車噪聲影響。

隻采用通風的開式系統主要應用在我國的北方，在我國夏熱冬冷和夏熱冬暖地區是不适合采用的。閉式系統和屏蔽門系統在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區應用較多。

通風空調設計标準：

1、室外空氣計算參數：

大氣壓力：冬季：993.6 hPa；夏季：973.1 hPa。

公共區：（晚高峰）

夏季空調室外計算幹球溫度：33.8℃；

夏季通風室外計算幹球溫度：28.6℃；

冬季通風室外計算幹球溫度：7.0℃；

夏季空調室外計算濕球溫度：31.5℃；

設備及管理用房：

夏季空調室外計算幹球溫度：36.3℃；

夏季通風室外計算幹球溫度：31.7℃；

冬季通風室外計算幹球溫度：5.2℃；

夏季空調室外計算濕球溫度：27.3℃；

2、室内空氣計算參數

車站公共區：

站廳夏季空調計算參數：幹球溫度≤29℃，相對濕度：40~65%

站台夏季空調計算參數：幹球溫度≤28℃，相對濕度：40~65%

車站設備管理用房：

車站設備管理用房設計參數按照《地鐵設計規範》（GB50157-2003，新版2013）第12.2.35條的有關規定執行。

3、新風量标準：

車站公共區：空調季每位乘客新風量≥12.6m3/h，且總新風量不小于空調送風量的10%，通風季每位乘客新風量為30m3/h，且總通風量大于5次/h換氣。

設備管理用房：空調季每人新風量為30m3/h（無人房間按不少于0.5次/h換氣次數計算），且總新風量不小于空調送風量的10%，換氣次數參照《地鐵設計規範》（GB50157-2003）第12.2.35條的有關規定。

4、噪聲标準：

通風空調設備傳到站廳、站台公共區的噪聲≤70dB(A)；

通風空調設備傳到設備及管理用房的噪聲≤60dB(A)；

通風空調機房的噪聲≤90dB(A)；

通風空調設備傳到地面風亭的噪聲應符合《聲環境質量标準》(GB3096-2008)及環評報告的要求。

5、防排煙設計标準：

按全線同一時間内一處發生一次火災考慮（換乘車站按同一時間一處火災考慮）。

地下車站公共區、長通道（公共區出入口通道、換乘通道等）、設備及管理用房，應劃分防煙分區，且防煙分區不得跨越防火分區。站廳與站台公共區、長通道每個防煙分區的建築面積不應超過2000m2，設備及管理用房每個防煙分區的建築面積不應超過750m2。

地下車站站廳、站台火災時的排煙量，應根據一個防煙分區的建築面積按60m3/m2·h計算。當排煙設備負擔兩個防煙分區時，其設備能力應按同時排除2個防煙分區的煙量配置。當車站站台發生火災時，應保證站廳到站台的樓梯和扶梯口處具有不小于1.5m/s的向下氣流。

設備管理用房的排煙設備，在負擔一個防煙分區的排煙時，按該部分總面積60m3/ m2·h計算排煙量；在負擔兩個或兩個以上防煙分區時，按其中最大防煙分區面積120m3/m2·h的排煙量計算。排煙風機最小排煙量不應小于7200m3/h。

應設機械排煙設施的部位：同一個防火分區内的地下車站設備管理用房的總面積超過200m2，或面積超過50m2且經常有人停留的單個房間；最遠點到地下車站公共區的直線距離超過20m的内走道；連續長度大于60m的地下通道或出入口通道。排煙口距最不利排煙點不超過30m。

封閉空間排煙時應補風，補風風量不應小于排煙量的50%，但不得大于排煙量；當有較大面積的自然開口時，可采用自然補風，但補風阻力不應高于50Pa；

疏散通道的防煙樓梯間及其前室設置加壓送風系統。

區間事故風機及煙氣流經的輔助設備如風閥及消聲器等，耐溫要求為250℃條件下保證能連續工作1h。

車站公共區和設備管理用房排煙風機、軌行區排熱風機以及煙氣流經的輔助設備如風閥和消聲器等，耐溫要求為250℃條件下保證能連續工作1h。

排煙風管穿越防火分區、混合室、送風室、回/排風小室、走道的吊頂等有火災危險的部位時采用不低于1小時耐火極限的材料制作。排煙風管穿越消防泵房、氣瓶間、車控室等重要的消防設備用房和封閉式樓梯間時采用不低于2小時耐火極限的材料制作。

通風空調系統的組成：

城市軌道交通通風空調系統的組成實際上與各地下車站功能區的劃分密切相關的，其中還必須兼顧到安全性考慮如防排煙系統的設置問題。不管是站台加裝了屏蔽門的屏蔽門系統還是通常所說的閉式系統，車站内部的通風空調系統均可簡化為五個子系統：公共區通風空調兼排煙系統（簡稱大系統）；設備管理用房通風空調兼排煙系統（簡稱小系統）；空調冷凍水系統（簡稱水系統）；車站軌行區排熱系統；區間隧道通風兼排煙系統。另外，還有空調冷卻循環系統。

1、大系統：

城市軌道交通車站的站廳、站台層公共區是乘客活動的主要場所，也是環控系統空調、通風的主要控制區。公共區的通風空調簡稱為大系統。車站站廳與站台公共區通風空調采用雙風機全空氣系統，小裡程端站廳層的通風機房内設置一台組合式空調機組、一台相對應的回排風機以及一台小新風機，承擔站廳公共區的通風空調負荷，小裡程端站台層的通風機房内另設置一台組合式空調機組、一台相對應的回排風機以及一台小新風機，承擔站台公共區的通風空調負荷，兩套系統互為備用。組合式空調機組及回排風機均采用變頻控制。

站廳、站台公共區的通風空調系統均為上送上回，送風均勻布置，站廳層回排風靠小裡程端集中布置，站台層回排風均勻布置。

換乘大廳地下二層公共區通風空調采用雙風機全空氣系統，換乘大廳地下一層的通風機房内設置一台組合式空調機組、一台相對應的回排風機，承擔換乘大廳公共區的通風空調負荷。通風空調系統為上送上回，送、回排風均勻布置。

2、小系統

車站的管理及設備用房區域内主要分布着各種運營管理用房和控制系統的設備用房，它的工作環境好壞将直接影響城市軌道交通能否安全、正點的運營，實際上它是城市軌道交通車站管理系統的核心地帶，也是環控系統設計的重點地區，這類用房根據各站不同的需要而設置。車站設備用房通風空調系統又簡稱小系統。機房一般布置在車站兩端的站廳、站台層，站廳層主要集中了通信、信号、環控電控室、低壓供電、環控機房以及車站的管理用房，站台層主要布置的是高、中壓供電用房。

由于各種用房的設備環境要求不同，溫濕度要求也不同，根據各種用房的不同要求，小系統的空調、通風基本上根據以下4種形式分别設置獨立的送風和（或）排風系統：

(1)需空調、通風的用房，例如通信、信号、車站控制、環控電控、會議等用房；

(2)隻需通風的用房，例如高、低壓，照明配電，環控機房等用房；

(3)隻需排風的用房，例如洗手間、儲藏間等；

(4)需氣體滅火保護的用房，例如通信、信号設備室，環控電控室，高低壓室等。

車站小系統的設備組成主要包括為車站的設備及管理用房服務的軸流風機，櫃式、吊挂式空調機組及各種風閥，其作用是通過對各用房的溫濕度等環境條件的控制，為管理、工作人員提供一個舒适的工作環境，為各種設備提供正常運行的環境。在火災發生時，通過機械排風方式進行排煙，有利于工作人員撤離和消防人員滅火。在氣體滅火的用房内關閉送、排風管進行密閉滅火。

3、水系統

車站空調冷凍水系統簡稱水系統，其作用是為車站内空調系統制造冷源并将其供給車站空調大、小系統中的空氣處理設備。（組合式空氣處理機組、櫃式風機盤管）

車站公共區、換乘大廳及通道等空調系統設置一套空調水系統及其冷源，冷源設置兩台容量相同的冷水機組，冷凍水泵、冷卻水泵及冷卻塔與冷水機組一一對應，并互為備用。

冷凍水供水溫度為7℃，回水溫度為12℃；

設備管理用房空調系統獨立設置一套空調水系統及其冷源，冷源設置一台冷水機組，冷凍水泵、冷卻水泵與冷水機組一一對應，并與公共區冷水機組互為備用。冷卻塔設置在風亭旁，空調水系統定壓與補水采用膨脹水箱，設在冷卻塔旁邊。

空調水系統采用閉式兩管制一級泵變流量系統（冷水機組、水泵定流量運行），分集水器之間設置壓差式旁通閥，組合式空調箱及櫃式空調器設置靜态平衡閥 電動二通閥 壓差控制器的水量控制方式，選用等百分比特性電動調節閥，調節閥規格應通過計算來确定。

4、車站軌行區排熱系統（兼排煙）

在車站兩端的排風道内各設置一台排熱風機(OTE)，與列車頂排風道（土建風道）相連接，正常運行時對軌行區進行排熱通風。在站台層設備小端和設備大端，從排熱主風道接出金屬風管至站台層公共區，通過控制電動風閥切換，在站台公共區發生火災時，利用排熱風機對站台層公共區輔助排煙。站台層軌行區火災時，利用車站排熱風機通過列車頂排風道對軌行區進行排煙。

單台排熱風機設計風量為30m3/s，風壓為900Pa，排熱風機與出口端電動風閥聯鎖運行。

5、區間隧道通風系統（兼排煙）

在車站小裡程端設置一條活塞風道，對應于下行區間隧道的出站端，在車站大裡程端設置兩條活塞風道，對應于上下行區間隧道的進、出站端，活塞風道、風井面積不小于20m2，車站兩端各設置事故風機(TVF)兩台，事故風機、事故風閥及活塞風閥的設置，可以實現活塞事故通風工況，列車在區間隧道發生火災或者阻塞時，可以實現單台或兩台風機對同一區間隧道進行通風或排煙的工況。

單台事故風機設計風量為60m3/s，風壓為1000Pa，事故風機與緊臨其設置的事故風閥聯鎖運行。

6、空調冷卻循環系統

循環冷卻水系統主要由冷水機組、冷卻循環水泵、冷卻塔、管道閥門及循環水處理裝置、循環管道、放空裝置、補水裝置、溫度計等設備組成。冷卻泵與冷水機組一一對應設置，不設備用水泵。

循環冷卻水系統不設調節水池，由冷卻塔集水盤吸水，應适當加大冷卻塔集水盤水深，并設液位顯示和報警（高、低和溢流液位）裝置。冷卻塔不設調節水池。冷卻水給水系統及補水裝置需設置放水裝置。冷卻塔的進、出水溫度為37℃~32℃。

通風空調系統運行模式：

正常運行工況：分為空調季小新風、空 調季全新風和非空調季三種情況。

事故工況：隧道火災、站台層火災、站廳層火災、站台軌行區火災、設備管理用房火災、出入口通道火災。

1、正常運行工況

空調季小新風運行：當室外空氣焓值大于空調系統回風空氣焓值時，采用小新風空調運行，一部分排風排出車站外，另一部分回風循環使用。

空調季全新風運行：當室外空氣焓值小于或等于空調系統回風空氣焓值，但高于空調送風焓值時，采用全新風空調運行，室外新風經空調機組處理後送至空調區域，排風則全部排至車站外。

非空調季節：當室外空氣焓值小于空調送風焓值時，停止冷水機組運行，外界空氣不經冷卻處理直接送至空調區域，排風則全部排至車站外。

2、事故工況

隧道火災：若火災時列車停在區間隧道内，根據列車火災部位及列車在區間的位置，确定乘客疏散方向，通過相關車站的隧道風機聯合運行排除煙氣，并為疏散乘客提供新風。

當站廳層發生火災時，車站公共區通風空調系統進入火災模式，站廳回排風系統進入排煙狀态，同時站台送排風及站廳送風停止，出入口自然補風。

當站台層發生火災時，站台回排風系統進入排煙狀态，站廳排風及站台送風停止，排熱風機輔助排煙，并打開屏蔽門端部側門，開啟事故風機輔助排煙，站廳機械補風；同時樓梯口兩側的擋煙垂簾下垂至地面，正面擋煙垂簾下垂至距地面2.2m處，使得經由樓梯口處的向下空氣流速不小于1.5m/s，便于乘客安全疏散至站廳層。

當站台軌行區列車發生火災時，開啟軌行區排熱系統對軌行區排煙，并開啟隧道風機輔助排煙，打開火災側屏蔽門，開啟公共區回排風機對站台排煙, 同時站廳機械補風，樓梯口處的擋煙垂簾下垂，使得經由樓梯口處的向下空氣流速不小于1.5m/s，便于乘客安全疏散至站廳層。

當站台或軌行區發生火災時，若煙氣蔓延至站廳，則打開站廳回排風管上的電動風閥，同時對站廳進行排煙。

設備管理用房火災：當有排煙要求的設備管理用房及内走道發生火災時，關閉無關通風空調系統，開啟排煙風機，從公共區自然補風；當有氣體滅火要求的設備及管理用房發生火災時，房間進排風關閉，待滅火後開啟排風系統排出廢氣。

出入口通道火災：出入口通道火災時，打開排煙風機排煙，地面出入口自然補風。

通風空調系統控制：

通風空調系統的控制由中央控制、車站控制和現場控制三級組成。

中央控制：根據系統的要求，通風空調系統中央控制設置在兩路口控制中心，本站滿足系統的控制要求。

車站控制：車站控制設置在車站控制室，對本車站和所管轄區的各種通風及空調設備進行監控，向中央控制系統傳送信息，并執行中央控制室下達的各項命令。火災發生和在控制中心授權的條件下，車站控制室作為車站指揮中心，根據實際情況将有關通風空調系統轉入災害模式運行。

現場控制：現場控制設置在車站環控電控室，具有單台設備就地控制和模式控制功能，便于各設備及子系統調試、檢查和維修。就地控制具有優先權。

接口關系：

1、土建專業：

1）初步設計階段：與建築配合風道、風亭、冷卻塔的布置，在建築做好方案反饋給通風專業，由通風專業提出風道、風亭、風孔是否合理。反饋給建築專業，以控制整個車站的規模。并提出通風機房，冷水機房的位置及大小是否合理。設備管理用房是否有利于管線布置（一般來說相同功能的房間盡量布置在一起）。

2）施工圖階段：根據建築的施工圖，向建築反饋通風孔洞的位置，尺寸。提出車站梁的要求，及預提大風機的基礎位置及尺寸，吊鈎的位置及荷載。在通風專業設備招标完成後，向建築反饋最終的風機基礎位置及尺寸，各個設備的基礎、空調箱、冷水機組及水泵的水溝的尺寸位置。

2、綜合管線專業

待設備管線施工圖完成後向綜合管線專業提供完整的管線布置，并與其配合協調整個車站的綜合管線的布置。

3、低壓配電專業

1）初步設計階段：向低壓配電專業提供初步設計的每個設備的估算負荷。重點為等級負荷的分類。

2）施工圖階段：設備招标完成後，向低壓配電專業提供最終的各個設備的用電負荷，及聯動風閥的連鎖關系。重點為風閥的連鎖關系及等級負荷的分類。

4、給排水專業

1）初步設計階段：提供冷卻循環水的用水量。

2）施工圖階段：提供最終的冷卻循環水的湧水量。

5、綜合監控專業

施工圖階段：将FAS/BAS控制工藝圖(包括空調風系統、空調水系統、通風系統、排煙系統、氣滅系統、消防系統、排水系統、給水系統等)，車站環控平面布置圖反饋給綜合監控專業，配合其專業做控制模式表盤及程序。

6、通信、信号、變電所

初步設計階段及施工圖階段要向環控專業提供準确的設備發熱量，以便做負荷風量計算。

7、外部接口

1）市政給水管道位置、口徑、壓力等參數及給水接口數量。

2）市政排水管道位置、口徑、壓力等參數及排水接口數量。

3）市政燃氣管道位置、口徑、壓力等參數及燃氣接口數量。

本文來源于互聯網，作者：原中國北車。暖通南社整理編輯。

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