城市轨道交通设备系统_第八章__通风空调系统.ppt

城市轨道交通设备系统城市轨道交通设备系统 第八章 通风空调系统2021/9/241第八章 通风空调系统十九八七六五四三二一2021/9/242 2 1863年l月10日，伦敦，世界上第一条地铁线路开通运营，“大都会”号由于采用蒸汽机1I驱动运行，机车排放出的烟气造成地下车站环境湿热难挡；“大都会”号以后的伦敦地铁引入了电力机车，其问又遇到了新的问题，由于电力机车的功率很大，放出的热量也更多，伴随着客运量的增大，伦敦地铁车站内部环境进一步恶化 1905年10月，纽约第一条地铁开通运行，设计人员在设计过程中对于隧道和车站的强迫通风没有多加考虑，他们认为人行道上的通风口就能为地铁系统提供足够的新鲜空气次年夏天由于地面通气口不畅而引起的地铁内温度过高问题变得严重起来，后来为了增加通气量，车站的屋顶上不得不设置了更多的通气口，并在站内及站间加装了风机和通风管道 吸取了纽约地铁的设计教训，在1909年5月修建波士顿地铁时，设计人员已充分地认识到为乘客们提供一个舒适环境的必要性，首次采用隧道顶部的风管进行通风并加大了车站出入口面积，提出“采用机械通风方式获得纯净空气”，总结出“温度问题与通风有关，加大通风换气次数，将减少隧道内外温差”，通过工程实践，使得地铁的内部环境大为改善。

1943年芝加哥的第一条地铁建成，在设计芝加哥地铁的一开始．设计师就关注到了车站环境控制的问题Edcson Brock为这条地铁通风系统的建立作出了巨大贡献，Brock在“芝加哥地铁通风计算的进展”中建立了计算列车活塞效应的方法和计算式，为了在地铁中实现热量平衡，Brock不仅考虑了为保持舒适的地铁环境所需的空气变化量，同时也考虑了隧道壁、土壤温度日变化和年变化影响以及热量的累积作用，并测定了多种温度及循环下的累积效应，在设计芝力Ⅱ哥地铁时充分利用了这些数据，创造了在未使用空调情况下，地下车站内部几乎全年都能提供充分通风和宜人环境温度的车站环控系统第八章 通风空调系统2021/9/243 3 芝加哥地铁内环境问题的成功解决，使得其他许多计划修建地铁的城市，在设计的早期阶段开始寻找解决环境问题的方案l954年开通的多伦多地铁基本上是以芝加哥地铁设计为蓝本的为了降低工程造价，设计人员将通风竖井之间的间距增大了近3倍列车的阻塞比则提高了15%，隧道中高速行驶的列车所形成的活塞风对站台乘客的生理、心理带来了很多负面的影响随后，多伦多地铁为了克服上述不良影响，采用了一些结构上的改变以及利用隧道周围岩土层的蓄热（冷）性能，采用夜间通风，达到较好的环境要求。

从1863年伦敦建成第一条地下铁道以来，至今世界上已有近100座大城市拥有地铁随着我国城镇化规模的不断扩大，城市人口流通量急剧增加，交通拥堵现象日益严重，传统的公共交通工具已经无法满足城市人群日常出行需求地铁快捷、便利、环保、大客流量运输的特点，使它成为解决现代化城市交通紧张的有效运具我国的第一条地铁线路于1965年7月在北京开工兴建，1971年1月开始试运营，随后相继建设开通了上海地铁、广州地铁、深圳地铁、南京地铁，目前正在修建的还有杭州地铁、沈阳地铁、西安地铁等随着已开通地铁的运营，地铁通风空调系统（简称环控系统）已成为满足和保证人员及设备运行所需内部空气环境的关键工艺系统，是地铁中不可或缺的一个重要组成部分 城市轨道交通环控系统的目的就是在正常运行期间为地铁乘客提供舒适的环境，以及在紧急情况下迅速帮助乘客离开危险地并尽可能减少损失，一条城市轨道交通线路的环控系统都必须满足以下三个基本要求 (1)列车正常运行时，环控系统能根据季节气候，合理有效地控制城市轨道交通系统内空气温度、湿度、流速和洁净度、气压变化和噪声，以提供舒适、卫生的空调环境 (2)列车阻塞运行时，环控系统能确保隧道内空气流通，列车空调器正常运行，乘客们感到舒适。

(3)紧急情况时，环控系统能控制烟、热、气扩散方向，为乘客撤离和救援人员进入提供安全保障第八章 通风空调系统2021/9/244 4 根据城市轨道交通隧道通风换气的形式以及隧道与车站站台层的分隔关系，城市轨道交通通风空调系统一般划分为三种制式：开式系统、闭式系统和屏蔽门系统1)1)开式系统开式系统 隧道内部与外界大气相通，仅考虑活塞通风或机械通风，它是利用活塞风井、车站出入口及两端峒口与室外空气相通，进行通风换气的方式，如图8-1所示主要用于北方，我国采用该系统的有 北京地铁1号线和环线图8-1 开式系统 §8.1 通风空调系统的制式2021/9/245 52)2)闭式系统闭式系统 闭式系统是一种地下车站内空气与室外空气基本不相连通的方式，即城市轨道交通车站内所有与室外连通的通风井及风门均关闭，夏季车站内采用空调，仅通过风机从室外向车站提供所需空调最小新风量或空调全新风区间隧道则借助于列车行驶时的活塞效应将车站空调风携带入区间，由此冷却区间隧道内温度，并在车站两端部设置迂回风通道，以满足闭式运行活塞风泄压要求，线路露出地面的峒口则采用空气幕隔离，防止峒口空气热湿交换。

闭式系统通过风冀控制，可进行开、闭式运行我国采用该种形式的有广州地铁1号线、上海地铁2号线、南京地铁1号线和哈尔滨地铁1号线等 还有另一种闭式系统即大表冷器闭式系统，在其空气处理模式方面同上述闭式系统基本一致，只是将隧道事故风机多功能化以取代组合空调机组的离心风机和回、排风机，采用结构式空调设备，空气过滤装置和翅片式换热装置设置于土建结构的风道内我国采用该系统的有南京地铁2号线，北京地铁4号线、5号线、10号线、复八线 在闭式系统的城市轨道交通线中，为了增加旅客的安全性，许多车站在站台边缘设置了安全门，但其并没有将隧道和车站的空气隔离开来§8.1 通风空调系统的制式2021/9/246 63)3)屏蔽门系统屏蔽门系统 屏蔽门安装在站台边缘，是一道修建在站台边沿的带门的透明屏障，将站台公共区与隧道轨行区完全屏蔽，屏蔽门上各扇门上活动门之间的间隔距离与列车上的车门距相对应．看上去就像是一排电梯的门，如图8-2所示列车到站时，列车车门正好对着屏蔽门上的活动门，乘客可自由上下列车，关上屏蔽门后，所形成的一道隔墙可有效阻止隧道内热流、气压波动和 图8-2 屏蔽门系统灰尘等进入车站，有效地减少了空调负荷，为车站创造了较为舒适的环境。

另外屏蔽门系统的设置可以有效防止乘客有意或无意跌入轨道，减小噪声及活塞风对站台候车乘客的影响，改善了乘客候车环境的舒§8.1 通风空调系统的制式2021/9/247 7适度，为轨道交通实现无人驾驶奠定了技术基础，但屏蔽门的初投资费用较高，对列车停靠位置的可靠性要求很高，若客流密度较大，车门口可能出现拥挤，且对长期运行隧道内温度超标难以解决采用该系统的有香港新机场线、深圳各地下线、广州地铁2号线及以后所有地下线、广佛地铁、上海地铁除2号线外的各地下线、杭州地铁1号线、苏州地铁1号线、重庆地铁l号线、成都地铁1号线、长沙地铁1号线等 新加坡、马来西亚、日本、法国、英国、美国和丹麦等国家的轨道交通系统早已采用了屏蔽门技术，这些国家和地区的应用情况大致分为两类：一类为气候炎热的热带和亚热带地区，采用屏蔽门系统主要是为了简化车站空调通风系统，以节能和减少工程投资为主要目的，这类屏蔽门在站台为全封闭式，如新加坡NEL线，香港新机场线、将军坳线等；另一类为在非炎热地区，采用屏蔽门的主要目的是考虑乘客候车时的安全，主要采用在无人驾驭的城市轨道交通系统或有高速列车通过的车站，如法国吐鲁斯轻轨系统、巴黎14号线为无人驾驭系统§8.1 通风空调系统的制式2021/9/248 84)4)各系统应用的效果评价各系统应用的效果评价 屏蔽门系统优点是由于屏蔽门的存在创造了一道安全屏障，可防止乘客无意或有意跌入轨道；屏蔽门可隔断列车噪声对站台的影响；此外同等规模的车站加装屏蔽门系统的冷量约为未加装屏蔽门系统冷量2/5左右，相应的环控机房面积可减少1/3左右，这样年运行费用仅是闭式系统的一半。

但是安装屏蔽门需要较大投资，并随之增加了屏蔽门的维修保养工作量和费用，且屏蔽门的存在将影响站台层车行道壁面广告效应，站台有狭窄感，对于侧式站台这种感觉尤甚 闭式系统的优点是车站和区间隧道内设计温度和气流速度在不同工况条件下符合设计要求，环控工况转换简明，站台视野开阔，广告效应良好，但其相对屏蔽门系统带来冷量大、所需环控机房面积大、耗能高，此外站台层环境受到列车噪声影响 只采用通风的开式系统主要应用在我国的北方，在我国夏热冬冷和夏热冬暖地区是不适合采用的闭式系统和屏蔽门系统在夏热冬冷和夏热冬暖地区应用较多，偶尔也有大表冷器闭式系统的出现§8.1 通风空调系统的制式2021/9/249 9城市轨道交通通风空调系统制式优缺点对比如表8-1所示表8-1 城市轨道交通空调形态优缺点对比§8.1 通风空调系统的制式制式制式描述描述优点优点缺点缺点应用范围应用范围开式系统￿￿￿￿活塞作用或机械通风，通过风亭使地下空间与外界通风换气￿￿￿￿系统简单，设备少，控制简单，运行能耗低￿￿￿￿标准低，无法有效控制站内环境、组织防排烟￿￿￿￿￿￿欧美北部地区的老线，我国北京1号线、2号线闭式系统￿￿￿￿设隧道通风设施，隧道通风系统的运行方式根据室外气候的变化，通过风阀控制可采用开式和闭式运行；车站空气与隧道相通￿￿￿￿活塞效应将车站的空气引入区间隧道内降低温度作用；区间隧道内的空气温度较同样运行条件下的屏蔽门系统低；站台视野开阔，广告效应好￿￿￿￿￿车站的温度场、速度场无法维持稳定，车站空气品质难控制；当乘客因意外或特殊情况跌人轨道时将对正常运营带来严重影响；空调季节空调系统投资和运行费用高；通风空调系统机房大；土建投资大￿￿￿￿￿国内长江以北城市屏蔽门系统￿￿￿￿在闭式系统的基础上，用屏蔽门将车站与隧道区域隔离开提高安全性；降低活塞效应对车站的影响，减少车站与隧道的空气对流，减少车站冷负荷的损失，提高车站空气洁净度、降低列车进站带来的噪声；节省通风空调系统的初投资、运行费用和土建初投资￿￿￿￿增加初投资和运营费用；增加与有关专业的接口关系；活塞效应将区间隧道的热空气排至外界，引入室外的新风冷却隧道；高温季节很难控制隧道内的温度￿￿￿￿国内长江流域及以南城市2021/9/241010 我国2003年颁布的《地铁设计规范》(GB 50157-2003)中要求：“地铁的通风与空调系统应保证其内部空气环境的空气质量、温度、湿度、气流组织、气流速度和噪声等均能满足人员的生理及心理条件要求和设备正常运转的需要”。

在城市轨道交通没汁中，确定夏季空气调调节新风的室外计算干球温度时，采用“近20年夏季地下铁道晚高峰负荷时平均每年不保证30h的干球温度”，而不采用《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019——2003)（以下简称“暖通规范”）规定的“采用历年平均不保证50h的平均温度”，因为暖通规范是主要针对地面建筑工程的，与地下铁道的情况不同暖通规范的每年不保证50h的干球温度一般出现在每天的12--14时，而据城市轨道交通运营资料统计，此时城市轨道交通客运负荷较低，仅为晚高峰负荷的50%～70%，若按此计算空调负荷，则不能满足城市轨道交通晚高峰负荷要求；若同时采用夏季不保证50h干球温度与城市轨道交通晚高峰负荷来计算空调冷负荷，则形成两个峰值叠加，使空调负荷偏大因此采用地下铁道晚高峰负荷出现的时间相对应的室外温度较为合理§8.2 通风空调系统的技术要求2021/9/241111区间隧道正常工况最热月日最高平均温度为f≤35℃ 列车阻塞工况温度标准为f≤40℃主要考虑到列车阻塞在区间隧道工况为使列车空调冷凝器继续正常运转，须由列车后方站TVF(tunnel ventilation fan)风机向区间隧道送入新风，由前方站区间隧道TVF风机将区间隧道内空气排至地面，区间隧道内气流方向与列车前进方向一致。

由于阻塞在区间隧道内的列车其冷凝器产热连续释放到周围空气中去，而这时列车活塞风已停止，从而使列车周围气温迅速升高，当列车空调冷凝器进风温度>46℃，则部分压缩机将卸载，当进风温度>56℃，压缩机就停止转动，那么列车内温湿度环境将会使乘客无法忍受由于列车顶部空调冷凝器周围空气温度又比列车周围空气温度高出5～6℃，为使冷凝器周围空气温度低于46℃，就要求列车周围空气温度低于40℃o§8.2 通风空调系统的技术要求2021/9/241212车站相对湿度控制在45%～65%之间 人员最小新风量：城市轨道交通工程为地下工程，站内空气质量较室外差，因此人员的新风量标准就显得尤为重要，按规定，并考虑到各地的具体情况，站厅站台空调季节采用每个乘客按不小于12.6m³/（h·人），且新风量不小于系统总风量的10%；非空调季节每个乘客按不小于30m³/（h·人），且换气次数大于5次/h；设备管理用房人员新风量按不小于30m³/（h·人），且不小于系统总风量的l0%§8.2 通风空调系统的技术要求2021/9/241313空气质量标准为CO2浓度小于1.5‰ 各种噪声控制标准为正常运行时，站厅、站台公共区不大于70 dB(A)；地面风亭白天≤70dB(A)，夜间≤55dB(A)；环控机房≤90dB(A)；管理用房（工作室及休息室）≤60dB(A)。

在站厅、站台层公共区气流组织方面，由于城市轨道交通车站是一个长方形的有限空间，具有较大的发热量，要求沿车站长度方向均匀送风，回风口亦宜设置在上部，因此典型的岛式车站采用两侧由上往下送风，中间上部回风的两送一回或两送两回形式，送风管分设在站厅和站台上方两侧，风口朝下均匀送风，回风管设在车站中间上部，如图8-3所示，也可采用在车站两端集中回风的形式侧式站台则分别采用一送一回形式站台排风由列车顶排风和站台下排风组成：列车顶排风道布置在列车轨道上方，列车顶排风口与列车空调冷凝器的位置对应；站台下送排风道为土建风道，站台下排风口与列车下发热位置对应列车顶排风道兼做排烟风道§8.2 通风空调系统的技术要求2021/9/241414图8-3 岛式车站横断面送风、回风形式（尺寸单位：mm）§8.2 通风空调系统的技术要求2021/9/241515风速设计标准按正常运营情况与事故通风与排烟两种情况设定 正常运营情况下，结构风道、风井风速不大于6m/s；风口风速为2～3m/s；主风管风速不大于10m/s；无送、回风口的支风管风速为5～7m/s，有送、回风口时风速为3～5m/s；风亭格栅风速不大于4m/s；消声器片间风速小于lOm/s 。

事故通风与排烟情况下，区间隧道风速控制在2～llm/s之间；排烟干管风速小于20m/s（采用金属管道）；排烟干管风速小于15m/s（采用非金属管道）；排烟口的风速小于lOm/s防灾主要设计标准包括：城市轨道交通火灾只考虑一处发生；站厅火灾按1m³/（min．㎡）计算排烟量；站台火灾按站厅至站台的楼梯通道处向下气流速度不小于1.5m/s计算排烟量；区间隧道火灾按单洞区间隧道过风断面风速2～2.5m/s计算排烟量§8.2 通风空调系统的技术要求2021/9/241616 城市轨道交通通风空调系统的组成实际上与各地下车站功能区的划分密切相关的，其中还必须兼顾到安全性考虑如防排烟系统的设置问题不管是站台加装了屏蔽门的屏蔽门系统还是通常所说的闭式系统，车站内部的通风空调系统均可简化为四个子系统：公共区通风空调兼排烟系统；设备管理用房通风空调兼排烟系统；隧道通风兼排烟系统；空调制冷循环水系统§8.3 通风空调系统的组成2021/9/2417171)1)公共区通风空调公共区通风空调 城市轨道交通车站的站厅、站台层公共区是乘客活动的主要场所，也是环控系统空调、通风的主要控制区公共区的通风空调简称为大系统。

设计中除在站厅、站台长度范围内设有 通风管道均匀送、排风外，还在站台层列车顶部设有车顶回、排风管(OTE)，站台层下部设有 站台下网、排风道(UPE)，并在列车进站端的车站端部设有集中送风口，其作用是使进站热风 尽快冷却、增加空气扰动、减少活塞风对乘客的影响车站公共区空调大系统原理如图8-4所示§8.3 通风空调系统的组成2021/9/241818图8-4 车站公共区空调大系统的原理§8.3 通风空调系统的组成2021/9/241919 车站的空调、通风机设于车站两端的站厅层，设备对称布置，基本上各负担半个车站的负荷，车站大系统主要有：四台组合式空调机组，四台回、排风机，及相应的各种风阀、防火阀等设备，其作用是通过空调或机械通风来排除车站公共区的余热余湿，为乘客创造一个舒适的乘车环境，并在发生火灾时通过机械排风方式进行排烟，使车站内形成负压区，新鲜空气由外界通过人行通道或楼梯口进入车站站厅、站台，便于乘客撤离和消防人员灭火 站厅层空调采用上送上回形式，站台层采用上送上回与下回相结合的形式，一般在列车顶部设置轨顶回、排风管将列车空调冷凝器的散热直接由回风带走；同时在站台下设置站台下回、排风道，直接将列车下面的电器、制动等发热和尘埃用回风带走。

车站站台或列车发生火灾时，除车站的站台回、排风机运转向地面排烟外，其他车站大系统的设备均停止运行，使站台到站厅的上、下通道间形成一个不低于1.5m/s的向下气流，便于乘客迎着气流撤向站厅和地面；车站站厅发生火灾时，站厅回、排风机全部启动排烟，大系统的其他设备均停止运行，使得出、人口通道形成由地面至车站的向下气流，便于乘客迎着气流撤向地面§8.3 通风空调系统的组成2021/9/2420202)2)设备管理用房通风空调设备管理用房通风空调 车站的管理及设备用房区域内主要分布着各种运营管理用房和控制系统的设备用房，它的工作环境好坏将直接影响城市轨道交通能否安全、正点的运营，实际上它是城市轨道交通车站管理系统的核心地带，也是环控系统设计的重点地区，这类用房根据各站不同的需要而设置车站设备用房通风空调系统又简称小系统机房一般布置在车站两端的站厅、站台层，站厅层主要集中了通信、信号、环控电控室、低压供电、环控机房以及车站的管理用房，站台层主要布置的是高、中压供电用房车站设备管理用房通风空调系统原理如图8-5所示§8.3 通风空调系统的组成2021/9/242121图8-5 车站设备用房通风空调系统原理§8.3 通风空调系统的组成2021/9/242222 由于各种用房的设备环境要求不同，温湿度要求也不同，根据各种用房的不同要求，小系统的空调、通风基本上根据以下4种形式分别设置独立的送风和（或）排风系统： (1)需空调、通风的用房，例如通信、信号、车站控制、环控电控、会议等用房； (2)只需通风的用房，例如高、低压，照明配电，环控机房等用房； (3)只需排风的用房，例如洗手间、储藏间等； (4)需气体灭火保护的用房，例如通信、信号设备室，环控电控室，高低压室等。

车站小系统的设备组成主要包括为车站的设备及管理用房服务的轴流风机，柜式、吊挂式空调机组及各种风阀，其作用是通过对各用房的温湿度等环境条件的控制，为管理、工作人员提供一个舒适的工作环境，为各种设备提供正常运行的环境在火灾发生时，通过机械排风方式进行排烟，有利于工作人员撤离和消防人员灭火在气体灭火的用房内关闭送、排风管进行密闭灭火§8.3 通风空调系统的组成2021/9/2423233)隧道通风兼排烟系统 隧道通风系统的设备主要由分别设置在车站两端站厅、站台层的四台隧道通风机，以及与其相应配套的消声器、组合风阀、风道、风井、风亭等组件构成，其作用是通过机械送、排风或列车活塞风作用排除区问隧道内余热余湿，保证列车和隧道内没备的正常运行典型区间段通风兼排烟系统如图8-6所示另外在每天清晨运营前半小时打开隧道风机，进行冷却通风，既可以利用早晨外界清新的冷空气对城市轨道交通进行换气和冷却，又能检查设备及时维修，确保事故时能投入使用；在列车由于各种原因停留在区间隧道内，而乘客不下列车时，顺列车运行方向进行送一排机械通风，冷却列车空调冷凝器等，使车内乘客仍有舒适的旅行环境；当列车发生火灾时，应尽一切努力使列车运行到车站站台范围内，以利于人员疏散和灭火排烟。

当发生火灾的列车无法行驶到车站而被迫停在隧道内时，应立即启动风机进行排烟降温：隧道一端的隧道风机向火灾地点输送新鲜空气，另一端的隧道通风机从隧道排烟，以引导乘客迎着气流方向撤离事故现场，消防人员顺着气流方向进行灭火和抢救工作§8.3 通风空调系统的组成2021/9/242424图8-6 典型区间段系统原理图§8.3 通风空调系统的组成2021/9/242525 另外隧道通风系统中还包括闭式系统隧道洞口处的设备及过渡段折返线处的局部通风设施隧道洞口和车站出入口通道是外界大气与城市轨道交通地下空间直接相通的地方，为了减少外界高温空气对城市轨道交通空调系统的影响，在地面至隧道洞口处设有空气幕隔离系统，该系统是由两台风机和空气幕喷嘴组成，机房设置在地下隧道洞口处；折返线两端均设道岔与正线相连接，折返线一般在正线的中部，断面积较大，原车站内的隧道通风机很难满足正线和折返线的同时通风，另设风机将增大机房面积，也较难实施通过各种方案比较，较常采用的是射流风机通风的方案，由射流风机和车站隧道通风机共同组织气流，此设计主要是解决地下空间紧张及折返线（过渡段）气流组织困难的问题§8.3 通风空调系统的组成2021/9/2426264)4)空调制冷循环水系统空调制冷循环水系统 车站空调制冷循环水系统的作用是为车站内空调系统制造冷源并将其供给车站空调大、小系统中的空气处理设备（组合式窄凋箱、柜式风机盘管），同时通过冷却水系统将热量送出车站。

日前，城市轨道交通通风空调系统根据冷源与车站的配置关系分为独立供冷与集中供冷两种形式1)(1)独立供冷独立供冷 一般每个地下车站中均设置独立冷冻站，通常采用两台制冷能力相同的较大(制冷量≥1 000kW)的螺杆式机组和一台较小的（制冷量≤500kW）螺杆式冷水机组（或活塞式冷水机组及其他形式）组合运行的模式两台制冷量大的螺杆式机组按大系统空调冷负荷选型；一台制冷量小的螺杆式冷水机组按小系统（负责设备管理用房）空调冷负荷选型，它既可单独运行，也可并人大系统，与大容量的螺杆式机组联合运行空调水系统还包括冷冻、冷却水泵、冷却塔、空调箱等末端设备空调水系统原理如图8-7所示§8.3 通风空调系统的组成2021/9/242727图8-7 空调水系统原理§8.3 通风空调系统的组成2021/9/242828 系统图中冷冻水泵、冷却水泵与冷水机组台数一一对应，小系统分集水器与公共区冷源分集水器间通过管道连通，连通管上设有阀门，正常运行时关闭，需要互为备用时手动开启冷冻站集中设置在车站一端制冷机房内，位置尽可能靠近负荷中心，力求缩短冷冻水供/回水管长度 空调冷冻水温度：供水7℃，回水12℃。

冷却水温度：供水32℃，回水37℃冷冻水系统采用一次泵系统，小系统空调机组的回水管上设置电动二通阀，小系统集水器和分水器间设置压差式旁通阀，大系统集水器和分水器不连通 冷冻水系统的定压采用膨胀水箱 在空调季节正常运行工况下，根据车站冷负荷的大小来控制大容量螺杆式机组及小容量螺杆式冷水机组启停的台数；非空调季节，水系统全部停止运行当发生区间隧道堵塞事故时，水系统按当时正常的运行工况继续运行当站厅层、站台层公共区或区间隧道发生火灾时，关闭作为大系统冷源的那部分水系统，只运行与小系统有关的部分；当小系统设备用房发生火灾时，水系统全部停止运行§8.3 通风空调系统的组成2021/9/242929(2)集中供冷 集中供冷系统具有能效高、环境热污染小、便于维护管理等优点，它作为节能环保重要途径在城市的规划和发展中正成为一大趋势 在城市轨道交通线路中采用集中供冷系统形式：第一，通过对线网中冷冻站合理布局减少冷却塔对周围环境的影响；第二，减少了前期为了室外冷却塔设备占地及美观等要求与城市规划部门的协调工作量；第三，减少了冷冻站的数量，节约地下的有限空间；第四，提高了运营效率，同时也便于集中维护管理，提高自动化水平。

集中供冷系统已在广州地铁2号线、中国香港地铁车站、埃及开罗地铁车站中成功应用 城市轨道交通集中供冷系统采用集中设置冷水机组、联动设备及其他辅助设备，经过室外管廊、地沟架空、区间隧道敷设冷水管，用二次水泵将冷水输送到车站空调大系统末端 下面以我国广州地铁2号线集中供冷系统为例，参考相关文献资料作简要介绍§8.3 通风空调系统的组成2021/9/243030集中供冷系统的原理及流程如图8-8所示§8.3 通风空调系统的组成2021/9/243131 第一部分为冷水一次环路，主要由一次冷水泵、冷水机组、冷却水系统及其附属设备组成，主要功能是空调系统根据系统控制的时间表早晨运营前进行系统预冷和晚间利用余冷提前关机，正常运营制备空调冷水 正常运营时，根据二次环路的实际冷负荷同时参考比较环路上所设置温度测点的温度值及检测末端比例积分二通阀的开度，确定一次环路中冷水机组的开启台数并进行相应的联锁控制，冷站的冷水机组与一次冷水泵联动由冷水机组的主控制器完成一次冷水泵与冷水机组一一对应 第二部分为冷水二次环路，由二次泵、变频器、管网等组成主要实现的功能是通过监视末端的阀门开度，计算末端的负荷量，调节阀门的开度来满足车站实际冷负荷需求，二次泵的变频由末端差压控制。

§8.3 通风空调系统的组成2021/9/243232 由于管网较长，水网稳定性差，为保证最远端的资用压头，造成中间车站资用压头超标，需用平衡阀进行水力平衡和减压由于是集中供冷系统，为减少流量，降低投资，采用大温差系统，供回水温度为7.5/16.5℃ 第三部分主要由组合式空调器、风机盘管及前后的控制阀门组成每个站基本都有一台组合式空调器，空调表冷器的过水量由出水管上的比例积分二通阀控制空调表冷器的冷水量由站台、站厅温度探头通过车站可编程逻辑控制器(PLC)计算将控制信号传给比例积分二通阀控制阀门开度来控制，车站PLC可将站台、站厅及进出水温度通过网络传给冷站控制室§8.3 通风空调系统的组成2021/9/243333 所谓模式可以解释成为一种标准形式，对于通风空调系统来说定义各种运行模式，首先它是通风空调系统自身运行节能的要求，其次它也是环境控制系统(BAS)控制接口的依据，再者车站通风空调系统均兼有防排烟功能，从安全性考虑，它必须应对各种可预见的灾害形式，事先定义出各种模式状况，做到预防为主 城市轨道交通通风空调系统的运行可分为正常运行与阻塞及火灾事故运行两种状态，对应这两种状态系统又可细分出正常运行模式、阻塞及火灾事故运行模式。

§8.4 通风空调系统的运行模式2021/9/2434341)1)正常运行正常运行(1)(1)车站空调、通风系统车站空调、通风系统 在全新风空调、通风运行环境下，外界大气焓值 小于车站空气焓值 ，启动制冷空调系统，运行全新风机，外界空气经由空调机冷却处理后送至站厅、站台公共区，排风则全部排出地面，此种运行模式称为全新风空调、通风运行 在小新风空调、通风运行环境下， ，启动制冷空调系统，运行空调新风机，部分回/排风排出地面，部分作为回风与空调新风机所输送的外界新风混合，经由空调机冷却处理后送至站厅、站台公共区，此种运行模式称为小新风空调、通风运行 在非空调通风运行环境下，Z外小于或等于空调送风焓值喽，关停制冷系统，外界空气不经冷却处理直接送至站厅、站合公共区，排风则全部排出地面，此种运行模式称为非空调通风运行§8.4 通风空调系统的运行模式2021/9/243535(2)(2)区间隧道通风系统区间隧道通风系统 在自然闭式系统中 ，关闭隧道通风井，打开车站内迂回风道，区间隧道内由列车运行的活塞作用进行通风换气，活塞风由列车后方车站进入隧道，列车前方气流部分进入车站。

部分从迂回风道循环到平行的相邻隧道内口 在自然开式系统中， ＜ ，打开隧道风井；由列车的活塞作用，外界大气从列车运行后方的隧道通风井进入城市轨道交通隧道，此方式为进风方式；由列车的活塞作用，外界大气从列车运行的前方隧道通风井排出地面，此方式为排风方式 在机械开式系统中， ＜ ，自然开式又不能满足隧道内温湿度要求，隧道通风机启动，进行机械通风；外界大气从列车运行后方的隧道通风井经隧道通风机送至隧道内，此方式为送风方式；外界大气从列车运行的前方隧道通风井经隧道通风机排出地面，此方式为排风方式 综上所述，可见区间隧道通风系统的运行模式以及通风方式是个较为复杂的问题，它不是完全独立的系统，与车站大系统有很多联系，运行中将与车站大系统共同动作§8.4 通风空调系统的运行模式2021/9/2436362)2)阻塞及火灾事故运行阻塞及火灾事故运行(1)(1)阻塞事故运行阻塞事故运行 阻塞事故运行指列车在正常运行时由于各种原因停留在区间隧道内，此时乘客不下列车，这种状况下称为阻塞事故运行 在车站空调、通风系统中，当列车阻塞在区间隧道内时，车站空调、通风系统按正常运行，当TVF风机需运转时，车站按全新风空调通风运行。

在运行TVF风机时，该端站台回、排风机停止运行，使车站的冷风经TVF风机送至列车阻塞的隧道内 在区间隧道通风系统中，在闭式机械运行环境下，当车站自然闭式运行时，若发生列车在区间隧道内阻塞．TVF风机运转，将车站冷风送至隧道内；在开式机械运行环境下，当车站开始运行时，若发生列车在区间隧道内阻塞，TVF风机按机械开式的模式运行§8.4 通风空调系统的运行模式2021/9/243737(2)(2)火灾事故运行火灾事故运行 地下铁道空间狭小，一旦发生火灾，乘客疏散和消防条件较地面更为恶劣，因此，设汁中应作为重点解决的问题火灾时一切运行管理都应绝对服从乘客疏散及抢救工作的需要火灾事故包括区间隧道火灾及车站火灾，其中车站火灾又包括车站内列车、站台、站厅火灾 列车在区间隧道内发生火灾时，应首先考虑将列车驶入车站，如停在区间时，应判断列车着火的部位、列车的停车位置，按火灾运行模式向火灾地点输送新鲜空气和排除烟气，让乘客迎着新风方向撤离事故现场，同时让消防人员进入现场灭火抢救 列车火灾及站台火灾时，应使站台到站厅的上、下通道间形成一个不低于1.5m／s的向下气流，使乘客从站台迎着气流撤向站厅和地面，因此，除车站的站台回、排风机运转向地面排烟外，其他车站大系统的设备均停止运行。

站厅发生火灾时，站厅回、排风机全部启动排烟，大系统其他设备均停止运行，使得出入口通道形成由地面至车站的向下气流，乘客迎着气流方向撤向地面 §8.4 通风空调系统的运行模式2021/9/243838 这里需要指出的是，上述模式的功能转换与实现必须借助设备监控系统和防灾报警监控系统来自动完成，根据在车站的风亭，风道，送、排风室，站厅，站台，区间隧道以及各管理设备用房内安装的温湿度、 浓度和火灾报警探测器所探测的数据，经设备监控系统和防灾报警监控系统的协同工作，得出不同的结果，以确定出不同的运行模式，同时控制各种设备按运行模式投入运行§8.4 通风空调系统的运行模式2021/9/243939 建筑物空调负荷量的大小与建筑布置和围护结构的热工性能有很大关系按照传统理沦的负荷分析计算方法，构成建筑物的空调负荷主要包括冷负荷、湿负荷两个方面 冷负荷指需要供冷量消除的室内负荷，它是由空调房间的热量经房间蓄热后转化而成，这些热量包括：透过外窗日射的热量，通过围护结构（窗、墙、楼板、屋盖、地板等）传人室内的热量，渗透空气带入室内的热量，设备、器具、管道其他室内热源散人室内的热量，人体散热量及照明散热量。

湿负荷是指需要消除的室内产湿量，它是由几种散湿量组成，包括渗透空气带人室内的湿量，人体散湿量，设备、器具的散湿量，及各种潮湿表面、液面的散湿量在计算系统负荷时，计算负荷还要考虑风机、风管的温升，新风的冷负荷和湿负荷，冷水泵、冷水管和冷水箱等温升的附加冷负荷及混合损失等其他冷损失§8.5 负 荷 计 算2021/9/244040 城市轨道交通地下车站建筑负荷的理论分析方法基本与上述的相同，但具体到数值计算上，尚需考虑到地下车站建筑物与地面民用建筑设施不同的热环境特征，具体表现在以下几个方面 (1)受外界气象条件（阳光，雨雪等）的影响较小 (2)列车牵引、制动系统散热，列车空调散热是影响隧道及站台热环境的主要因素，是主要的内热源城市轨道交通列车运行时消耗的能源最终都将以热的形式散布到城市轨道交通环境中，因此它成为影响城市轨道交通环境的动态负荷 (3)客流量有相当大的波动性，给负荷较为准确的量化计算带来困难 (4)由于被厚土层覆盖，维护结构的蓄热量很大，热惰性明显因此热环境要经历一个长期的变化过程才能达到稳定从建成运行起，一般要经历1～2年“结露防湿”，5～15年“升温”两阶段后，才能达到“温度稳定”的阶段。

§8.5 负 荷 计 算2021/9/244141 (5)列车在隧道内的高速运动会引起“活塞风”活塞风的风量很大，是隧道内通风换气的主要动力，对无屏蔽门系统，也是车站通风换气的主要动力之一但活塞风带来的负面影响也是明显的对于无屏蔽门的城市轨道交通系统，由于活塞风将大量隧道空气及室外空气带入车站，车站空调负荷比有屏幕门的系统成倍增加根据粗略估算，设有屏蔽门的地下车站，其空调负荷只有无屏蔽门地下车站空调负荷的2/5左右 (6)通风空调系统的设计是关系到近期、远期以及将来城市轨道交通环境状况的大事地下结构不同于地面结构，对它进行扩建改建是非常麻烦的它关系到既有结构的凿除、新老结构的连接、对周围环境的影响以及对地下水的防水处理等一系列问题因此，系统设计必须以发展的角度作考虑，将其地下空间充分预留并考虑到各种有关因素 前面的章节中已提及，城市轨道交通空调系统的制式常规地包括屏蔽门系统和非屏蔽门系统即闭式系统下面就这两种制式分别进行分析 1)屏蔽门系统负荷计算 采用屏蔽门系统，屏蔽门将隧道分隔在车站站台之外，车站空调负荷受隧道的影响相对较小，车站内公共区散热量已不含列车驱动设备发热量、列车空调设备及机械设备发热量，仅有站内人员散热量、照明及设备散热量、站台内外温差传热量、渗透风带人的热量。

与闭式系统相比，少了列车和隧道 §8.5 负 荷 计 算2021/9/244242活塞风对车站的影响，冷负荷大为减少，系统的复杂程度也随之下降，负荷计算相对简单 (1)人体热负荷 车站人员分为固定人员（包括车站工作人员、商业服务业人员等）与流动人员（主要为城市轨道交通乘客）固定人员的数量全天逐时基本保持稳定，发热量计算参考静坐（或站立）售货状态下人体新陈代谢率，平均停留时间按工作时间计算；流动人员的数量全天逐时变化，高峰时段数量较大，发热量计算参考行走（或站立）状态下人体新陈代谢率 因此人体热负荷的确定，关键在客流量的确定上，这一数据一般源自当地交通规划部门的客流预测报告，计算中尚需考虑车站所处地区的高峰小时客流量根据资料及一些数据，上车客流在车站停留时间为4min，其中乘客从地面进入城市轨道交通站厅停留约1.5min，站台候车约2.5min下车客流车站停留时间约需3min，这一过程的平均时间与列车行车间隔相关当上下车乘客在车站滞留的时间确定之后，考虑适当的群集系数，车站的人体散热负荷就确定了 (2)机电负荷 照明设备、广告灯箱、自动扶梯、垂直电梯、导向牌指示牌以及售（检）票机等的散热量可通过各种用电设施的实际功率很方便地计算得出。

§8.5 负 荷 计 算2021/9/244343 (3)屏蔽门传热负荷 屏蔽门隔离了两个不同的温度环境，站内环境与隧道之间的传热可以按一维稳态导热计算在确定了车站屏蔽门的面积和材质之后，屏蔽门传热负荷就确定了 (4)渗透风带入的热量 此部分热量最大，对车站总冷负荷的影响亦最大此部分分为出人口渗透风和屏蔽门开启时的渗透风，其中以屏蔽门开启时的渗透风最大口根据以往的设计经验，车站出入口的渗透风按200W/㎡（断面面积计算），屏蔽门每站按5～10m³/s估算其漏风量 (5)湿负荷 分为人员散湿量、结构壁面散湿量和渗透风带入的散湿量按照相关资料的经验推算，车站侧墙、顶板、底板散湿量1～2g/(㎡·h)；人员散湿量取27℃时轻劳动时的散湿量193g/h；渗透风的湿负荷按下式计算：式中： ——室外空气的含湿量，g/kg； ——室内空气的含湿量，g/kg； ——风量，m³/h； ——空气密度，kg/m³§8.5 负 荷 计 算2021/9/244444 2)闭式系统负荷计算 当站厅层未设置屏蔽门时，影响车站空调系统能耗系统的因素较为复杂，除上述已列举的一些参量外，尚需考虑车辆行驶（诸如：发车密度、运行对数、停靠时间、牵引曲线等）的影响，此时列车运行散热带来的负荷，成为站台空调负荷的主要来源。

另外，由于未设置屏蔽门，空调负荷计算难以将车站与隧道区别对待 对于闭式系统空调负荷的计算方法有很多种，但目前只是停留在估算水平上，并且各种计算方法的准确度差异性也较大，以下引自《浅谈地铁环控通风》一文中的一种简单估算法供参考 (1)列车产热量 列车产热量是城市轨道交通余热的主要构成部分 设 为列车产热量（kW），则 (kW) (8-1)式中： ——列车行驶计算区段的长度，km； ——每人平均体重，t/人； ——每节车上的计算人数，人/节；§8.5 负 荷 计 算2021/9/244545 ——每节车重，t/节； ——每列车的编组，节/列； ——列车运行密度（每小时计算列车对数），对／h； ——列车每t·km电能消耗量，kWh/(t·km) 在计算产热量时，可取最大密度的70%，此值在一般情况下比平均值大一些， 一般按运行吨公里平均耗电量来计算[日本按0. 05～0. 07kWh/(t·h)，前苏联按0.052kWh/(t·km)]如果列车上有空气调节设备时，除以上的产热量外，尚应附加空调设备产热量。

(2)照明产热量 电力照明产热量 ，其计算如下： (kW) （8-2）式中： ——站厅站台单位面积照明负荷，kW／㎡； ——站厅站台面积，㎡； ——区间隧道每延长米照明负荷，kW/m； ——区间隧道区段长度，m 如果采用荧光灯具时， 与 值还应包括镇流器消耗的电量§8.5 负 荷 计 算2021/9/244646 (3)人员产热量 人员产热量为 ，它包括车站上人员及列车上人员两部分kW） (8-3)式中： ——列车行车速度，km/h； ——区间隧道计算区段长度，km； ——计算区间相邻两个车站上人数总和之半，人； ——人体产热量，kW/人 人体产热量由显热和潜热两部分组成，计算余热时按全热计算 当列车带空调时，冷凝器产热量代替了列车上人员产热量，一般为列车上人员产热量的1.5倍 (4)动力设备产热量 动力设备产热量为 ，其计算式为： (kW) (8-4)式中： ——散发热量的动力设备的千瓦数，它包括电机及城市轨道交通系统中的其 他动力设备。

§8.5 负 荷 计 算2021/9/244747 在决定 时还要注意以下几个问题：在通风系统中，只考虑送风设备电机产热量，而排风设备电机产热量不予计人；排水泵散热量由于被水排除，因此也计人；生产用房及设备用房内的设备产热量，均由局部通风系统考虑， 中不予计人 (5)洞壁吸放热量 城市轨道交通系统内洞壁的吸热与放热取决于隧道周围地层的温度当城市轨道交通系统内空气温度比洞壁表面温度高时，其洞壁吸热当城市轨道交通系统内空气温度比洞壁温度低时，其洞壁放热这些热量为 ，其计算由下式来确定 (kW) (8-5)式中：K ——传热系数，kW/(㎡·℃)； F ——衬砌结构与周围地层的接触面积，㎡； ——区间隧道平均气温 ，与周围地层计算温度 之差，即 ，℃ 导热系数K与许多因素有关，如衬砌材料及厚度、周围地层的性质、地下水的状态等，一般可按下式决定： （8-6）§8.5 负 荷 计 算2021/9/244848式中： ——壁面空气至隧道衬砌表面的对流换热系数，kW/(㎡ ·℃)，其值为5～ 7kW／(㎡ ·℃)； ——衬砌和周围地层的导热系数，其值与材料性质有关，kW/(m·℃)； ——混凝土衬砌的平均厚度，m； ——周围温度变化部分介质的厚度，m。

是从衬砌外表到土中温度不再变化的距离因城市轨道交通是地下建筑物，所以周围地层的温度没有剧烈的变化，运营初期区间隧道内放出的热量传至地层中，而在地层中就产生热量淌散的现象经过一定时间之后，在距隧道内表面的地层若干距离处，温度就固定不变了而这个距离( )与地下水、土质情况有关，一般在近似计算中按0.5m左右考虑周围地层的计算温度 ，按地层年平均温度计算，对于含水地层一般都采用地下水温度 以上所述为城市轨道交通内的各种产热量及壁面的吸放热，因此城市轨道交通系统内的余热Q为： (8-7) 由于城市轨道交通系统内不同位置的热源热量各不相同，而且随着运营年段的不同，即使使同一位置处的发热量也随之改变因此，详细的计算需要编制计算机程序进行模拟计算§8.5 负 荷 计 算2021/9/244949 由于城市轨道交通热环境的重要性及特殊性，国内外很早就开始了对城市轨道交通热环境的研究，并在大量理论分析、模型实验、现场实验的基础上，开发出了多种用于城市轨道交通长期热环境仿真模拟计算的软件工具 下面简要介绍一些城市轨道交通环境模拟计算软件，包括SES软件、STESS软件及CHMES软件。

1)SES1)SES软件软件 SES程序全称为“The Subway Environment Simulation (SES) Computer Program”，即“城市轨道交通环境模拟计算机程序”此程序最初是为了研究城市轨道交通环境控制，在美国交通部城市客运署(United States Department of Transportation, Urban Mass Transpor—tation Administration)的支持下，经过四年的努力，第一版于1975年问世为适应迅速发展的城市轨道交通建设事业的需求，第二版和第三版相继于1976年和1982年完成随着计算机技术的不断升级，能在个人电脑(PC)上进行运算和操作的第四版于1997年9月推出它以基于Windows的输入管理程序(input manager)代替原来烦琐§8.6 城市轨道交通环境模拟计算软件简介2021/9/245050和要求严格的数据输入格式，受到广大用户特别是初学者的欢迎至今，SES程序已被用来分析分布予五大洲的大约26条地下铁路运输系统，其中也包括上海市地铁1号线与2号线的环控计算 SES程序可以对已经投入使用或正在筹建的城市轨道交通作空气的流量、温度、湿度，还有空调负荷的模拟计算。

应当说SES程序的功能是比较全面的：它允许用户来模拟一定数量列车的动车与制动系统，不同的环境控制系统（包括强制通风，车站空调与车轨排风），设定的地下隧道与车站和通道连接所形成的空间内的空气流动，所希望的列车运行次序（包括由不同运行特性和发车间隔的列车的混合编组）各种稳定与不稳定状态的热源，列车停在区间紧急状况时机械通风与热浮力共同作用下所形成的空气运动，特别是能够模拟系统投入运行多年后热库对隧道的影响 对一个有大量列车在运行中的多线城市轨道交通，SES计算机模型提供动态的模拟过程，它允许对通过任何车站、区间、通风井和风机的空气速度、温度、湿度的连续读值，或在设定的时间获得空气参数的最大值、最小值、平均值§8.6 城市轨道交通环境模拟计算软件简介2021/9/245151 SES程序主要由四个既独立又互相关联的子程序组成：列车运动子程序，空气动力学子程序，温度/湿度子程序、热库/环境控制子程序另外，SES程序中设有一个火灾模式，可以模拟火灾时空气动力学和热力学的影响 列车运动子程序在一个连续的基础上决定列车的速度、加速、位置及系统中所有列车的发热；空气动力学子程序依靠这些列车参数再加上系统的几何组成与通风状况数据，计算所有车站、区间、通风井中的气流速度；接着，温度/湿度子程序使用这些空气参数与列车运动子程序使用这些空气参数与列车运动子程序计算出的列车发热数据来计算系统中的显热与潜热，这样一来，就可以得到各处连续的温、湿度。

最后，列车运动子程序按气流速度推算列车附近活塞风作用这些子程序计算出的城市轨道交通通风与热负荷数据同室外每日与年度气象条件参数一起，被热库/环境控制子程序用来计算城市轨道交通内空气与隧道结构、周围土壤之间长期的热传导作用，同时也可以得到为使某些区间温度达到设计条件而所需的冷量§8.6 城市轨道交通环境模拟计算软件简介2021/9/245252 通过这种整体的计算过程，使在一个城市轨道交通系统中进行动态现象之间复杂的相互作用的连续模拟成为可能 随着科技的不断进步，各种先进的技术手段迅速成为人们改造客观世界的有力武器对城市轨道交通环控设计人员来说，SES程序无疑是个好工具当然，SES程序并不能够包办一切它正常运行的时间可能只需要1～2天（视系统复杂程度而定），但前期输入数据的收集与整理，隧道模型的建立以及操作上的调试亦是非常繁重的工作，需要极大的耐心与细心从这点上说，SES程序不断地进行更新和改进也是必然趋势§8.6 城市轨道交通环境模拟计算软件简介2021/9/2453532)STESS2)STESS软件软件 从20世纪80年代初开始，清华大学建筑学院建筑环境与设备研究所（原热能系空调教研组）就对城市轨道交通热环境作了长期的理论和实验研究，完成的研究项目“城市轨道交通热环境控制”和“城市轨道交通热环境研究”分别获得了1988年建设部科技进步二等奖和1999年科技进步二等奖，注册并发表了作为该项目主要成果的城市轨道交通热环境模拟分析软件STESS 2.0版。

与SES相比，STESS软件在多方面进行了改进，采用了新的水力网络不稳定过程算法，使计算速度及稳定性大为提高改进了传热计算模型，使之能够适应较为复杂的隧道及车站断面形状及地质状况采取了长短时间步长相结合的方法，不仅提高了计算效率，而且保证了长期模拟的精度另外，STESS还采用了图形化的输入输出界面，更加直观方便 在给定系统形式和运行方式后，STESS软件可以计算出城市轨道交通内各种散热散湿量，比较准确地模拟预测城市轨道交通隧道及车站在近期、初期、远期不同客流及车流情况下的实际通风量及温湿度变化过程，校验系统设计及运行方式能否达到要求，确定合理的结构形式和运行方案利用STESS软件，已经对目前城市轨道交通环控系统的各种系统形式（包括屏蔽门与非屏蔽门系统，区间风井与风机的多种布置形式）及运行控制方式进行了比较研究目前，已在北京、天津、南京、德黑兰等国内外城市的十几项城市轨道交通工程中应用，取得了较好的效果§8.6 城市轨道交通环境模拟计算软件简介2021/9/2454543)CHMES3)CHMES软件软件 CHMES城市轨道交通环境模拟计算程序是中国上海一荷兰鹿特丹友好城市技术协议的课题成果之一。

利用CHMES程序可以估算出与任何城市轨道交通系统情况相适应的产热量、气流量和温度参数值，并能提供列车阻塞工况和火灾工况仿真模拟，即可以模拟阻塞工况和火灾工况下通风系统的响应情况由此计算出通风系统的装机容量和烟雾控制能力 CHMES城市轨道交通环境模拟计算程序由几个相互依赖的子程序构成，包括列车运行子程序、空气动力学子程序、产热量计算和温度计算子程序及热库子程序 这些子程序相互共享一整套系统输入参数，从而共同提供城市轨道交通环境的连续动态模拟结果 城市轨道交通空调负荷受到多方面的综合影响，计算难度很大无法用传统的手工计算方法进行，而必须采用计算机进行数值计算通过模拟仿真，对各种方案的运行结果进行充分比较，再从中确定合理的系统形式及运行控制方案§8.6 城市轨道交通环境模拟计算软件简介2021/9/245555 1903年8月10日，法国巴黎地铁发生一场大火一组满载乘客的列车在运行中着火，由于扑救不力，疏导不畅，有84名乘客不幸在地铁中丧生当时巴黎地铁车厢是用木质材料进行装修的，着火后，燃烧迅猛，持续时间较长，这也是造成众多人员伤亡的重要因素之一 1969年11月11日，北京地铁万寿路站至五棵松站之间，由于电动机车短路引起火灾，死亡6人，中毒200多人。

当时，在消防救援中，火场照明设备不足，防烟滤毒设备缺乏，大大影响了救援活动火灾造成地铁站内和列车内电源中断，当时烟雾浓、毒气大，伸手不见五指，消防部门调来京西矿山救护队协助，历经8h，才完成救援任务 1983年8月16日，日本名古屋地铁站变电所起火，在地铁3 000㎡范围内，浓烟滚滚，消防队调动了37辆消防车和3辆排烟车，在救火过程中，3名消防队员死亡，3名救援队员受伤大火燃烧了3个多小时 1987年11月8日，英国伦敦皇十字街地铁站因自动扶梯下面的机房内产生电火花，引燃自动扶梯的润滑油，浓烟沿着楼梯通道四处蔓延，由于行驶列车带动的气流以及圆筒状自动扶梯的通风作用，致使火越烧越烈，人们争先恐后地冲向出口，许多人被烧、压、窒息而死达次火灾使32人丧生（包括一名消防员），100多人受伤，地下二层的两座自动扶梯和地下一层的售票厅被烧毁 1995年3月20日，日本东京地铁被奥姆真理教投放沙林毒气引起一场灾难沙林是一种磷化物质，是毒气中最强的致命神经化学剂之一遇空气后能迅速生成烟雾毒气，地铁车站内充满烟雾毒气，致使12人死亡，5512人受伤这一事件震惊世界，也迫使日本消防界强化整体防灾能力，进一步改善化学防毒防灾救援装备。

§8.7 地下车站的防排烟2021/9/245656 2003年2月l8口，韩国大邱市地铁中央路站发生火灾，死亡135人，受伤137人，失踪318人，起因是精神病患者金大焕放火所致可能是对自己多病无业的现状感到悲观绝望，金大焕选择在公共场所引火自焚，希望很多人陪他死具体作案动机因为他已被严重烧伤住院无法回答警方的提向目击者说他手拿一个装满液体燃料的奶瓶，试图用打火机将这个瓶子里的燃料点燃时，一些乘客想去阻止他但未成功，他将装满液体燃料的瓶子抛在车厢内、地板上，最后还是点燃了，很快就引燃了坐椅上的塑料物质和地板革 大邱地铁大火表明：地铁的防灾系统是十分薄弱的由于地铁是人员密集的地下建筑，而且相对来说地下车站直接出入地面的出口较少且距地面较远；另据国内外的资料分析，发生火灾时造成的人员伤亡，绝大多数是被烟气熏倒、中毒、窒息所致因此排烟设计在城市轨道交通中显得尤为重要§8.7 地下车站的防排烟2021/9/245757 城市轨道交通发生火灾的可能形态有：站厅公共区火灾、站台公共区火灾、站厅两端设备房区火灾、站台两端设备房区火灾、列车火灾及车站外部区域火灾1)1)防排烟系统的主要功能和设计标准防排烟系统的主要功能和设计标准 按照地铁设计规范的规定地铁防排烟系统的功能和设计标准应满足以下要求： (1)城市轨道交通内发生大灾时，应为乘客和消防人员提供新鲜空气，并迅速排除烟气，为乘客撤离事故现场创造条件； (2)无论何处发生火灾，在设计中仅考虑一处火灾； (3)火灾时，府根据火灾发牛地点讲行就地处理，避免火灾影响其他系统； (4)车站站厅火灾，按l m³/(㎡．min)计算排烟量； (5)车站站台火灾，按站厅至站台的楼梯通道处向下气流速度不小于1.5m/s计算排烟量； (6)区间隧道火灾，按单洞区间隧道断面风速2～2.5m/s计算排烟量。

§8.7 地下车站的防排烟2021/9/2458582)2)防排烟系统划分防排烟系统划分 (1)车站站厅和站台公共区空调通风系统兼排烟系统； (2)车站设备管理用房空调通风系统兼排烟系统； (3)车站轨行区（或屏蔽门外）排热系统兼排烟系统； (4)区间隧道活塞通风系统和机械通风系统兼排烟系统； (5)对于最远点到地下车站公共区的直线距离大于20m的内走道、连续长度大于60m时的地下通道和出人口通道均要求设机械防烟、排烟设施3)3)防排烟系统的构成防排烟系统的构成 城市轨道交通线路主要由车站和区间隧道组成，按同一时间内发生一次火灾考虑，城市轨道交通火灾事故运行通风系统可分为车站火灾通风系统及区间隧道事故火灾通风系统 车站主要由站厅层及站台层组成，站厅（台）层由站厅（台）层公共区及两端设备管理用房组成站厅（台）层公共区与两端设备管理用房之间采用防火墙（门）分割，划分不同的防火分区防烟分区可采用挡烟垂壁或从顶棚下不小于500mm宽的梁体实现§8.7 地下车站的防排烟2021/9/245959 城市轨道交通车站空间小，综合管线繁多，可提供给通风与空调系统利用的空间很有限，而且排风系统的排风量很大，造成正常通风与空调系统的管道断面尺寸一般也较大，所以难以单独设置排烟系统。

工程实践中，往往将防烟、排烟系统与事故通风和正常的通风与空调系统合用利用正常排风系统排烟，站台层排风量通常已能满足排烟的风量要求，站厅层排风量仅为排烟量的2/3左右由于站台部分与上、下行区间隧道相连接，不考虑加压送风防烟，仅考虑排烟措施因此，只要合理地控制排风系统的各个分支回路在火灾情况下的启闭，总排风量不需要达到所需总排烟量也能保证火灾区局部排风量要求针对双工况（排风与排烟），在工程中一般选用双速风机，正常通风低速运行，排烟时高速运行§8.7 地下车站的防排烟2021/9/246060 当站厅层发生火灾，则关闭站厅（台）层送风系统和站台层回/排风系统，由布置在车站站厅两端的2台回/排风机正常运行，迅速转为4台风机排烟运行，相对应分支管路上的风阀同时转为排烟模式，此时车站环控系统的其他设备均停止运行站厅烟雾经风井排到地面，新风经车站出入口从室外进入站厅，便于人员从出人口疏散至地面 当站台层发生火灾（包括站内列车火灾），则关闭站厅（台）层送风系统和站厅层回/排风系统，由布置在两端2台回/排风机的正常运行转为排烟运行，与其对应的风阀同时转为火灾排烟模式，此时车站环控系统的其他设备均停止运行。

站台烟雾经风井排至地面，同时使站台层的楼梯口形成负压和向下气流，便于人员安全疏散至站厅层要使疏散的楼梯、出人口通道形成迎面新鲜气流，需控制向下气流速度不低于1.5m/s，以防止烟气因热压作用逆气流流向站厅层§8.7 地下车站的防排烟2021/9/246161 在设备管理用房区的公共走道内尽可能设置排烟风口，以增加整个用房区的安全度 对于比较重要的电气设备房间，如通信、信号设备室，牵引变电所等，一般需要设置气体灭火装置 当车站发生火灾时，首先通过站内消防系统中在各点的探测器报警给火灾报警系统(FAS)该系统下达控制模式指令给车站设备监控系统(BAS),BAS系统按火灾运行模式进行运作排烟设备进行排烟，无关设备均停止运行站台层发生火灾时，除站台回／排风机排烟外，根据具体模式隧道通风机也将参与机械排烟 区间隧道防排烟系统一般在站厅（台）层的两端设有隧道通风设备，用于正常运营时间的区间隧道通风，也可用于阻塞运行和区间隧道火灾时的相邻隧道的通风系统中包括隧道风机、电动组合式风阀通过隧道风机的正反转及电动风阀的协调开关来实现隧道送风或排风§8.7 地下车站的防排烟2021/9/246262 当列车在区间隧道发生火灾时，中央控制室根据火灾列车的位置及火源距安全通道的距离决定通风方向。

隧道两端车站的隧道通风系统协调运作，一端向隧道内送风，一端由隧道排风，共同形成一股流过隧道断面的气流排烟空气流动方向与乘客疏散的方向相反，以使乘客疏散区处于新鲜空气范围区间隧道断面空气流动速度最低为2m/s，但木得大于llm/s，否则将造成乘客不能行走，撤离困难隧道风机要求可反转，耐温150℃，持续运转1h以上 当列车在区间隧道发生火灾时，除通过通信和消防报警系统运作外，尚须信号系统提供列车停车位置，中央控制室防灾报警系统下达指令给火灾两端的车站，两端车站设备监控系统根据运行模式指令启、闭有关设备进入隧道火灾事故运行模式§8.7 地下车站的防排烟2021/9/246363 通风空调设备包括冷水机组、风阀类设备、风机及消声设备及空气处理设备1)1)冷水机组的选型冷水机组的选型 冷水机组有螺杆式、活塞式及离心式三种1)(1)螺杆式冷水机组螺杆式冷水机组 螺杆式冷水机组是迄今为止国内城市轨道交通空调系统中采用最为广泛一种制冷装置，它是由螺杆式压缩机、冷凝器、蒸发器、干燥过滤器、吸气过滤器、油分离器、油冷却器、油滤器和自动控制、自动保护装置组成 螺杆式压缩机是一种容积式回转压缩机，按其转子数量的不同，有单螺杆和双螺杆机组之 分，它具有以下特点：结构简单、紧凑、体积小、重量轻，运转部件少，只有阴转子、阳转子和滑阀这三个部件，因此机器易损件少，运行周期长，维修工作量小；运行平稳安全可靠，操作方便，可以在较高的压缩比工况下运行；容积效率高，由于采用冷媒冷却，压缩机排气温度较低，工作腔没有余隙容积；制冷量调节范围大，通过滑阀与两转子平行滑动，用以调节制冷机的制冷负荷，可以进行10%～100%范围内的无级能量调节。

§8.8 通风空调设备选型2021/9/246464 近年来随着螺杆新齿形的开发、加J：精度的提高、高精度滚动轴承的应用、合成冷冻油的使用、经济器系统和内容积比自动调节技术的应用，都使得螺杆式制冷机组在能耗持续下降的同时，运行效率大大提高，机组的C()P值已经接近离心式制冷机组的水平再加上其原有的结构简单、零部件少、抗液击能力强、运行平稳、能量可以无级调节、部分负荷时的能量损失比离心式少等优势，使得螺杆机组的应用范围逐渐扩大 螺杆式属于中等冷量制冷机组（单机容量一般在350k～l400kW），现在正以中等冷量为基础，向大、小冷量两个方向同时延伸，并大有取代活塞式制冷机组的趋势 (2)(2)活塞式冷水机组活塞式冷水机组 活塞式属于中小冷量制冷机组，它造价低廉、体积小、效率也较高，所以仍被广泛用于家用冷藏、住宅空调、汽车空调以及小型商用空调等领域但随着其他新机种（特别是螺杆式）的不断开发及效率的提高，活塞式固有的缺陷比如冷量小、结构复杂、易损件多、对湿行程敏感、负荷调节性能差（只能依靠增减缸数进行有限级数调节）等，都使得其使用范围日益缩小，目前活塞式制冷机组的单机容量使用范围在lOOkW～300kW之间。

§8.8 通风空调设备选型2021/9/246565 城市轨道交通空调系统中负责设备用房负荷的小系统，考虑节能的需要，在空调季节城市轨道交通停运后，小系统仍需独立运行满足设备降温需要，一般它的冷负荷量较小，所以在有些城市轨道交通工程中小系统仍需选用活塞式冷水机组 (3)(3)离心式制冷机组离心式制冷机组 离心式属于中大冷量制冷机组，它制冷量大、机械磨损小、易损件少、运行平稳、容易实现多级压缩和多种蒸发温度、制冷量可以进行无级调节，特别是在变频技术发展起来后，再结合进口导叶调节等手段，可以使机组的调节范围变宽，并在部分负荷运行时仍可保持高效率离心式机组的主要缺点就是工况不能有大的变化，且适应范围狭小；在低负荷率时容易发生喘振，因此离心式机组一般只在30%～100%负荷之间进行无级调节（严格地说负荷下限的确定与电机转数有关） 目前离心式制冷机组压缩比在2～30之间，城市轨道交通工程中主要用在设有集中冷站的场合§8.8 通风空调设备选型2021/9/2466662)2)空气处理设备空气处理设备 空气处理设备用于对房间空调送风进行冷却、加热、减湿以及空气净化等处理，常见的有风机盘管、柜式风机盘管机组和组合式空调机组等。

风机盘管是空调工程中广泛应用的空气处理设备，也常被称为空调末端装置风机盘管根据安装形式分为卧式暗装、卧式明装、立式暗装、立式明装等几种基本形式，根据送风压力可分为普通型和高静压型 柜式风机盘管机组的构造和原理基本与风机盘管相同柜式风机盘管处理空气的能力和机外余压都比风机盘管要大，可以接风管进行区域性空调柜式风机盘管按结构形式可分为卧式和立式两类．按处理工况可分为空调机组和新风机组，空调机组的设计进风工况为室内回风工况，新风机组的设计进风工况为室外新风工况 城市轨道交通工程中选用柜式风机盘管机组一般用于设备用房区域的空调小系统中，在选购时应考虑日后维护的需要，其结构宜采用框架模数复合结构形式，机组壁板在内部风机、电机检修维护时可灵活拆卸，复位方便 组合式空调机组是由各种不同的功能段组合而成的空气处理设备，组合式空调机组由进风段、粗效过滤段、表冷挡水段、中间段、风机段、中间段、片式消声段和送风段共8个功能段组成，功能段排列示意图如图8-9所示§8.8 通风空调设备选型2021/9/246767图图8-9 8-9 组合式空调机功能段排列示意图组合式空调机功能段排列示意图 组合式空调机组的外壳通常采用双层钢板（彩钢板），中间用聚氨酯发泡作保温层，也有的采用钢板夹保温层的做法。

进风段设有回风和新风接口，作为新风和回风在此混合之用，表冷段中通过7/12℃的冷冻水实现冷却功能；过滤段是对空气进行净化处理，根据对洁净度的要求和空气的质量，可选用粗中效过滤器；中间段是用于检修和运行维护，如表冷器的维修、过滤器的清洗和滤料的更换等，中间段应根据组合情况的需要设置§8.8 通风空调设备选型2021/9/2468683)3)风机及消声设备风机及消声设备 目前城市轨道交通中风机形式常见的有三种：贯流风机、离心风机和轴流风机,贯流风机仅用于某些风机盘管、进出站口小型风幕机上；离心式风机可以用于低压或高压送风系统,特别用于要求低噪声和高风压的系统，如组合式空调机组内上述两种风机一般由空调设备厂家整机配套 轴流风机的特点是占地面积小、结构简单（由机壳、叶轮、静叶支撑、整流罩、电机、电源接线盒等组成）、便于维修、风压较低、噪声较高、风量大、效率较高且接管方便，正好符合地下工程通风空调系统的特点一般车站站厅层、站台层公共区用的回/排风机和区间隧道用的TVF风机（兼容排烟功能）均属此类，其他还有一些小型的轴流风机，如在城市轨道交通设备管理用房小系统中采用的送/排风机均采用轴流风机（含混流风机）。

城市轨道交通轴流风机在选型采购时要注意，大部分风机均为双工况运行，并且需具有耐高温性能（一般采用内置式耐高温电机） TVF风机还需具有可逆转性能和双机并联、四机串并运作功能，必须设置喘振报警装置等§8.8 通风空调设备选型2021/9/246969 车站内的消声器设计有以下要求：传至站厅、站台公共区的最大噪声小于70dB；传至设备与管理用房的工作和休息室的最大噪声小于60dB；各空调遁风设备机房内的噪声小于90dB；传至风亭外的最大噪声，昼间小于70dB，夜间小于55dB；区间通风系统设备早晚正常通风运转时，传到区间隧道内噪声应不大于85dB，传至风亭外的最大噪声，昼间小于70dB，夜间小于55dB火灾排烟和阻塞工况时，应仅可能降低传至风亭外的噪声 地铁工程中使用的消声器一般有两种：一种为土建风道金属外壳片式消声器（采用现场组装结构形式），一种为通风空调小系统管道式消声器（一般为整体式）吸声材料大多采用离心玻璃棉板或毡§8.8 通风空调设备选型2021/9/2470704)4)风阀类设备风阀类设备 城市轨道交通工程由于内部空间狭小，层高有限，因此在设计与布置空调及通风管路时相对较难，很多风道不得不采用建筑风道，另外在设备用房小系统中排风、回风、排烟等管路存在复用的形式，运行模式的转换通过风阀来进行。

造成城市轨道交通工程中车站内使用了大量的风阀，其主要类型分为：组合风阀、单体风阀（防火阀、排烟防火阀等）两类 电动组合风阀是组织城市轨道交通通风空调系统各种模式运行的主要部件，承担着不同模式下系统风量的分配，通过控制不同位置上风阀的开关状态改变气流路径、实现系统功能（排风、排烟、送风）的切换电动组合风阀用于大系统及区间隧道通风系统，主要由井字形槽钢底框架、模式化的多个单体多叶风阀、联杆传动机构、角行程电动执行机构等部件采用标准紧固件连接组装而成设备应具有结构坚固、设计合理、机械控制精度高，泄流量低、运转灵活等特点，同时应能耐受车站、区间隧道风机及列车周期性活塞风脉动风压的冲击，从而确保城市轨道交通通风空调系统的正常运行电动组合风阀的结构如图8-10所示§8.8 通风空调设备选型2021/9/247171图8-10 电动组合风阀的结构示意图§8.8 通风空调设备选型2021/9/247272 按照地铁设计规范并结合相关消防规范规定，防火阀、排烟防火阀设置的一般原则为： (1)在下列情况之一的通风、空调系统的风管应设置防火阀：管道穿越防火分区的隔墙处；管道穿越通风、空气调节机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处；垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段；管道穿越变形缝的两侧。

上述部位的防火阀，当火灾中管道中气体的温度达到70℃时，则自动关闭 (2)排烟系统的分隔：在排烟机房的人口处，设置当烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀排烟机应保证在280℃时能连续工作30min；在排烟支管上设置当烟气温度超过280℃时能自行关闭的排烟防火阀 城市轨道交通车站设备管理用房小系统，不同于一般民用建筑的要求，存在着大量风阀参与不同的灾害模式并反馈、连锁不同的排烟设备因此风阀的选型显得尤为重要，选择不好不仅会影响到环控系统自身功能的发挥，也会影响BAS(building automatlc system)系统和FAS(fire alarm system)系统的设计、施工安装及软件编程§8.8 通风空调设备选型2021/9/247373表8-2列出了某一地下车站常用的一些单体风阀种类划分及功能定义表8—2 地下车站常用单体风阀§8.8 通风空调设备选型序号序号名称名称功能和动作要求功能和动作要求1电动风量调节阀（可调、耐高温）AC220V电源；耐温280℃，半小时；开关的全行程工作时间90～120s;配控制箱，具有开度0～100%连续调节功能2电动风量调节阀（可调）￿￿AC220V电源；开关的全行程工作时间90～120s;配控制箱，具有开度0～100%连续调节功能3电动风量调节阀（耐高温）￿AC220V电源；耐温280℃，半小时；开关的全行程工作时间90～120s;配控制箱，控制风阀开、关4电动风量调节阀AC220V电源；开关的全行程工作时间90～120s;配控制箱，控制风阀开、关5防烟防火阀常开；70℃熔断关闭；手动复位；可输出信号；关闭的全行程工作时间小于30s6排烟防火阀常开；280℃熔断关闭；手动复位；可输出信号；关闭的全行程工作时间小于30s7电动防烟防火阀￿DC24V电源；常开；电动关，70℃熔断关闭；电动复位；可输出信号；关闭的全行程工作时间小于30s8电动排烟防火阀￿DC24V电源；常开，电动关，280℃熔断关闭，电动复位，可输出信号；关闭的全行程工作时间小于30s9电动排烟口DC24V电源；常闭；电动开，电动复位；可输出信号；远动控制；开启时间小于30s；多叶型10电动风口DC24V电源；常开；电动关，电动复位；可输出信号；远动控制；关闭的全行程工作时间小于30s；多叶型2021/9/247474 城市轨道交通通风空调系统控制由中央控制(OCC)、车站控制和就地控制三级组成。

中央控制(OCC)在控制中心，是以中央监控网络和车站设备监控网络为基础的网络系统，对全线的通风及空调系统进行监控，向车站下达各种运行模式指令或执行预定运行模式 车站控制设置在各站点的车站控制室内，对车站和所管辖区的各种通风空调设备进行监视，向中央控制系统传送信息，并执行中央控制室下达的各项命令车站火灾发生时，车站控制室作为车站指挥中心，与火灾报警系统，协调工作，根据实际情况将有关通风空调系统转入灾害模式运行 环控系统的各种设备，如风机、空调机、冷水机组、水泵等在其近处设有电源控制开关（部分设备设在环控电控室），便于设备调试、检修时现场使用就地控制在三级控制中具有绝对优先权，即就地控制时，车站控制室和中央控制室仅接受其操作信号，对其控制失效§8.9 城市轨道交通通风空调系 统的自动控制2021/9/247575 车站环控系统分为车站大系统通风空调系统，车站小系统通风空调系统，区间隧道通风系统，冷冻、冷却水循环系统等子系统 车站大系统空调通风环控系统又称公共区空调通风环控系统，城市轨道交通车站大系统空调通风系统包括站厅层、站台层公共区的所有环控设备。

正常运行时，车站环控大系统按全新风空调运行、正常空调运行、通风运行三种工况的控制模式，整个控制过程全是由设备监控系统根据环控工艺自动控制该系统根据布置在车站风亭、风室、公共区等处的温度、湿度传感器所探测的数据进行自动分析、处理后得出车站大系统的运行模式，同时根据负荷大或小的自动控制与调节空调机组回水管调节阀的开度，控制风阀开度和风机的启停 车站小系统空调通风环控系统主要为站内的设备及管理用房提供空调和通风服务车站空调通风小系统是一套独立的系统，其运行方式比较简单在正常运行时，送、排风机的送、排风量是固定的，不随季节的变化而变化当出现火情时，系统按照预定的灾害程序运行 区间隧道通风环控系统主要用做隧道的通风换气，在隧道中发生火灾时，此系统也兼有防灾功能§8.9 城市轨道交通通风空调系 统的自动控制2021/9/2476761)1)正常运行状态正常运行状态 在这种运行状态下，打开所有的区间隧道排热风机，隧道的换气主要靠列车运行时产生的活塞风进行空气交换早、晚间城市轨道交通停止运行时，打开区间隧道通风机和隧道排热风机对隧道进行空气交换2)2)列车故障情况列车故障情况 列车阻塞在站内：此时只需打开此站的部分隧道通风机及相应的电动组合风阀来增加排气量，依靠空气的自然流动来进行空气交换。

列车阻塞在区间隧道内：此时打开区间两端隧道通风机及相应的电动组合风阀对隧道区间强制进行空气交换3)3)发生火灾时列车运行状态发生火灾时列车运行状态 当列车在运行过程中发生火灾时，此时区间隧道通风系统各设备运行的原则是：必须保证隧道中的风向与旅客疏散的方向相反，以保证旅客的生命安全有四种可能的火灾模式，即隧道列车尾部发生火灾、隧道列车头部发生火灾、隧道列车中部发生火灾和站台列车发生火灾 §8.9 城市轨道交通通风空调系 统的自动控制2021/9/247777 冷冻、冷却循环水环控系统的主要任务为空调系统提供足够的冷源，系统由冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、冷水机组、膨胀水箱、集水器、分水器、设备之间的连接管线和一些阀门组成其主要的任务是完成设备连锁控制，冷水供、回水压差控制，冷却水温度的控制及冷量调节1)1)设备连锁控制设备连锁控制 制冷机房的主要设备为冷水机组、冷水泵、冷却水泵及冷却塔，进行连锁启动和连锁停机是为了保证冷水机组安全运行机器在启动前，冷水泵和冷却水泵、冷却塔应运行正常，然后再启动冷水机组，在这一原则下，不同工程的设计方法略有不同，T面举例说明各设备的连锁顺序。

当冷水机组接到运行指令后，首先开启冷水泵，当冷水水流量开关得到确认的流量信号后便开启冷却水泵和冷却塔，当冷却水水流量开关得到确认的流量信号后，再开启冷水机组，也就是说当冷水和冷却水系统没有正常运行时，冷水机组不能启动，一般工程设计中是按时间顺序启动和停机§8.9 城市轨道交通通风空调系 统的自动控制2021/9/2478782)2)冷水供、回水压差控制冷水供、回水压差控制 冷水系统由于管网运行特性的改变，水泵的工作点也随着改变，供、回水的压差也会改变，因此在供、回水干管之间设电动压差控制阀的旁同管，以稳定供、回水压差，同时也满足了冷水机组定流量运行3)3)冷却水温度的控制冷却水温度的控制 冷却塔配用风机为变风量时，利用冷却塔出水温度控制风机转速改变风量来控制冷却水供水水温，当冷却水供水水温高于冷水机组要求时，提高风机转速加大风量来降低供水温度，反之则减少风量提高供水温度，以便风机节能如果是利用供水温度控制时，则要求冷却水量恒定，否则，当水量减少时，回水温度将升高，同样会降低冷却效果§8.9 城市轨道交通通风空调系 统的自动控制2021/9/2479794)4)冷量调节冷量调节 冷冻机房内通过在冷水供、回水干管上均设温度传感器，在主供水干管上设置流量计便可以测出供冷量，从而可以根据冷负荷来调整冷水机组的运行情况。

对每台空调机组，环控系统通过调节每台空调机冷冻水出水二通调节阀开度调节空调机送风温度，同时该二通阀兼做水系统工况转换水阀，根据空调机开启情况和水系统运行模式来输出相应控制开度或者关闭二通阀，保障风系统和水系统的协调动作 正常工况下，BAS系统将通过室内外温湿度值实时计算空气焓值，并自动确定空调工况，控制空调系统运行工况转换，如盛夏季节，控制空调运行于最小新风工况，最大限度防止冷量的散失，同时维持车站内的最小新风需求，从而达到节能的目的当计算出当前季节为过渡季时，则控制空调系统进入全新风工况，尽量利用室外低含湿量空气，同样达到节能的目的当空调系统送风温度小于室外温度时，BAS系统则控制空调系统进入通风工况，此时将停止冷机的运行§8.9 城市轨道交通通风空调系 统的自动控制2021/9/248080 在一座城市轨道交通车站中，环控系统的设备繁多且体积庞大，它占据了附属用房面积中的绝大多数，这里不仅含有单独设置的区间隧道风机TVF机房、大系统回/排风机机房、环控大小系统空调机房、冷冻站机房等，还应包括专门服务于环控系统且必不可少的各类专用的建筑风道，例如站台层列车顶部车顶回、排风道(OTE)，站台层下部站台下回、排风道(UPE)，迂回风道，与室外相同的各类新风道、排风道、活塞风道等。

对于一个标准的地下两层岛式车站，其站台有效长约140m，宽约12m，车站面积合计约8000～10000㎡其间环控机房面积约占2000㎡，也就是说环控机房面积至少占了车站总面积的1/5以上据测算，地下车站的土建建设费用每平方米的造价高达1万元左右，因此通过合理的布置通风机房、土建风道，能有效地缩短车站长度，减少环控机房占用面积，从而降低建设成本 地下车站中采用不同的通风空调制式对机房占用面积的大小影响很大，也就是说通风机房占用面积的大小与车站通风空调系统的制式密切相关 选用了屏蔽门系统，由于在车站站台上设置的屏蔽门将车站公共区和隧道完全分隔开来，仅有少部分的列车及其辅助设施产热量通过屏蔽门围护结构传热以及通过屏蔽缝隙渗透到站台或将站台冷量带走，这样车站公共区的负荷将大为减小，无形中减小了冷水机组、空调机组的装机台数和容量，上述设备的机房占用面积相对地缩小此外，屏蔽门系统的区间隧道多为开式通风，取消了闭式系统中车站两端设置的迂回风道和线路由地面转入地下时为减少隧道冷量损失而在洞口附近设置的空气幕系统§8.10 通风机房布置2021/9/248181 在满足同样功能和效果的前提下屏蔽门系统均按照车站两端只设置单台组合式空调器和回/排风机考虑，并在车站的一端设置冷冻站，供应整个车站大小系统的冷量。

屏蔽门系统车站公共区空调通风系统原理如图8-11所示图8-11屏蔽门系统车站公共区空调通风系统原理§8.10 通风机房布置2021/9/248282 由于屏蔽门设置后，停站列车的产热不能像闭式系统一样由车站空调系统承担，为有效地将车站列车停车段（站台屏蔽门外）的列车顶部和底部的大量产热及时排走，需设置排热系统通常是在通过轨顶和站台板下的风口及风道将列车发热量排到室外，常称之为车蛄隧道通风，其通风原理图如图8-12所示图8-12 车站隧道通风原理§8.10 通风机房布置2021/9/248383 区间隧道通风系统的设备一般也都设在车站的两端，通常与车站隧道通风设备、车站公共区的通风空调设备相邻放置隧道通风系统同样设有机械（事故）、活塞风道，隧道风机可以放置在车站主体结构范围内，也可以放在风道内其中隧道通风系统根据活塞风口和风道的设置也可分为单活塞风道和双活塞风道两种形式两种不同方式的设备用房布置如图8-13所示 闭式系统的特点是车站与隧道之间没有阻隔，二者空气是相通的，所以车站至调蚩贝但年辆负荷进站列车带给车站热空气，出站列车带走车站冷空气，因此车站空调除负担车站本身负荷外，还要负担区间隧道的部分负荷，闭式系统通常采用双风机全空气系统。

在车站站厅层两端的空调机房内，每端设置两台组合式空调器和两台回排风机，并在车站的一端设置冷冻站，供应整个车站大小系统的冷量车站公共区空调通风系统如图8-14所示§8.10 通风机房布置2021/9/248484图8-13 隧道通风系统设备用房布置(尺寸单位：mm) a)单活塞风道;b）双活塞风道§8.10 通风机房布置2021/9/248585图8-14 闭式系统车站公共区空调通风系统§8.10 通风机房布置2021/9/248686 当采用闭式系统时，其区间隧道通风系统的运行方式通常是根据室外气温的变化，采用开、闭式运行方式隧道通风系统的设备一般都设在车站的两端，通常与车站公共区的通风空调设备相邻布置隧道通风系统设有机械（事故）/活塞风道，隧道风机可以放置在车站主体结构范围内，也可以放在风道内其中隧道通风系统可以根据活塞风口和风道的布置又分为单活塞风道和双活塞风道两种形式，闭式系统单活塞风道通风空调设备用房布置如图8-15a）所示，闭式系统双活塞风道通风空调设备用房布置如图8-15b）所示，对于闭式系统来说，单活塞风道形式在设备用房，土建风道上相对较小，而与双活塞风道功能基本一致，故常以单活塞风道作为闭式系统中隧道通风布置形式。

闭式系统中活塞风道与机械风道并联布置，车站站台两端需设有迂回风道，迂回风道内设置防火卷帘门，以满足开、闭式运行及防灾的需要§8.10 通风机房布置2021/9/248787§8.10 通风机房布置a)图￿￿8-152021/9/248888 b)图8-15 闭式系统通风空调设备用房布置（尺寸单位：mm） a)单活塞风道；b）双活塞风道§8.10 通风机房布置2021/9/248989 大表冷器闭式系统机房布置是在车站两端分别设置一条送风道和一条排风道（兼做区间事故通风道）每端的送风道内设置固定式或开启式大型表冷器（含挡水板及过滤器）、消声器、电动组合风阀和送风机（兼做区间事故风机）；每端排风道内设置消声器、电动组合风阀和排风机（兼做区间事故风机）送、排风道均通过风阀与两条隧道连通送风道内，在大型表冷器旁边设置旁通风阀（开启式不需要），用于区间事故通风时增大送风道的流通面积大表冷器布置如图8-16所示 环控系统设计时，必须以发展的角度来考虑，将其地下空间充分预留并考虑到各种有关因素通风空调机房面积小了满足不了其功能要求和日常维修管理的需要，这是绝不允许的；因为地下结构不同于地面结构，对它进行扩建、改建是非常麻烦的，它关系到既有结构的凿除、新老结构的连接、对周围环境的影响以及对地下水的防水处理等一系列问题。

面积大了又会造成浪费环控机房要达到设备布置、系统安装、气流组织的合理优化须由暖通、建筑、结构、工艺等各专综合协调及互相配合§8.10 通风机房布置2021/9/249090图8-16 大表冷器布置图（尺寸单位：mm）§8.10 通风机房布置2021/9/249191。