环境与控制系统

环境与设备监控系统 城轨通风空调系统是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。诸如照明、给排水、导向、屏蔽门、电扶梯等机电设备又是直接服务乘客的，其运行状态关系到城轨的服务质量。监控及管理上述各类设备运行的城轨环境与设备监控系统在城轨运营中处于较重要的位置，称为BAS系统。BAS系统的基本作用:1、控制和调节地铁内的热环境控制和调节地铁内的热环境，保证地铁内的IAQ（室内空气品质）在一个合理舒适的范围之内，满足乘客和工作人员的舒适性、健康和安全需求以及设备降低能耗的工作要求。2、应当在事故及灾害情况下在事故及灾害情况下进行通风、排烟和排热，起到生命保障及辅助灭火生命保障及辅助灭火作用。注意：BAS系统不是消防灭火系统。BAS系统几乎成为城轨中一个必不可少的子系统。设置BAS系统的主要目的1.在正常状态正常状态下保证各城轨车站及区间内机机电设备运营安全电设备运营安全、各项公共设备可靠、节能；2.保证城轨环境达到国家有关规定和标准，并在灾害发生时能够及时迅速地进入防灾运行方式，保证人员的生命安全和减少财产损失保证人员的生命安全和减少财产损失；3.在不牺牲车站卫生标准和热舒适的前提下，提高空调系统管理水平提高空调系统管理水平，降低维护管理人员工作量，节省空调设备运行能耗。地铁规范规定“地铁环境和设备监控地铁环境和设备监控系统的设计应针对地铁的特点和各城市系统的设计应针对地铁的特点和各城市的气候环境、经济情况，设置不同水平的气候环境、经济情况，设置不同水平的的BAS，以达到营造良好环境、降低能源，以达到营造良好环境、降低能源消耗、节省人力、提高管理水平的目的消耗、节省人力、提高管理水平的目的”。BAS的被控设备从工艺作用方面可划分为两类：1.环控系统工艺设备2.地铁建筑附属其他机电设备。注：注：TVF,区间隧道活塞风与机械通风系统注：注：UPE/OTE车站范围内、屏蔽门外站台下排热和车行道顶部排热系统环控系统设备 1车站通风空调系统车站通风空调系统 (1)公共区通风空调系统设备公共区通风空调系统设备 此类设备组成的通风系统习惯称之为此类设备组成的通风系统习惯称之为“大系统大系统”，同时兼做车站公共区排烟系统。一般由组合式空调机组、空调新风机、回排风机、消声器、电动组合风阀、多叶调节阀、防/排烟防火阀、新风井、风道、混合室和风管等部分组成。注：注：TVF,区间隧道活塞风与机械通风系统注：注：UPE/OTE车站范围内、屏蔽门外站台下排热和车行道顶部排热系统环控系统设备(2)车站设备与管理用房通风空调系统设备车站设备与管理用房通风空调系统设备 小系统指车站设备管理用房通风空小系统指车站设备管理用房通风空调系统调系统(兼排烟系统兼排烟系统)。由空气处理机、送风机、回排风机、排风机、消声器、(耐高温)多叶调节阀、防/排烟防火阀、风管等部分组成，一般位于车站站厅层两端的环控机房和小系统通风机房内。注：注：TVF,区间隧道活塞风与机械通风系统注：注：UPE/OTE车站范围内、屏蔽门外站台下排热和车行道顶部排热系统环控系统设备(3)空调水系统空调水系统 水系统水系统指车站制冷空调循环水系统。指车站制冷空调循环水系统。水系统为车站公共区及车站设备管理用房空调器提供冷源，冷源是冷冻水。供冷方式又分为集中供冷和分站(独立)供冷。(3)空调水系统设备空调水系统设备水系统的监控对象是：冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔、差压调节阀、二通调节阀等，测点是：冷冻水供回水温度，冷却水供回水温度等。水系统由两个循环组成：冷冻水循环和冷却水循环。BAS的调节点一般是末端装置，及调节阀。注：注：TVF,区间隧道活塞风与机械通风系统注：注：UPE/OTE车站范围内、屏蔽门外站台下排热和车行道顶部排热系统(4)各类传感器、执行器各类传感器、执行器 这些设备主要是用于环控系统，如用于检测空气参数的温、湿度传感器(分室内、室外及风管式)、二氧化碳浓度传感器等。空调水系统用的压力、压差传感器、变送器，电磁流量计、水管式温度计，感温元件一般是PT100或PT100的热电阻，经变送器转换为标准010V信号。2隧道风系统设备隧道风系统设备 这类设备的作用域是隧道，包括区间隧道和车站隧道。它们在正常运营情况下用于排热换气、灾害情况下用于定向排烟、排热和送新风。设备一般包括：区间隧道风机，配线隧道风机，车站隧道风机，相关组合风阀，隧道洞口的风幕机。3给排水设备给排水设备 城市轨道交通车站给水系统1.车站给水系统的引入管及给水方式选择2.车站生产、生活给水系统3.车站消防给水系统4.车站用水量标准5.车站给水系统的水质标准6.车站给水系统的水压标准 1.车站给水系统的引入管及给水方式选择（1）车站给水系统的引入管。在车站两端的风亭处，分别用两条引入管将城市自来水引进车站。（2）车站给水方式选择。对轨道交通地下车站而言，水压一般能满足生产、生活给水系统水压要求，因此一般采用市政给水直接供水给水方式。2.车站生产、生活给水系统（1）车站生产、生活给水系统管网布置。（2）车站生产、生活给水系统的主要供水点。车站生产、生活给水系统的主要供水点包括卫生间、开水间、环控机房、冷冻机房、冷却塔、污水废水泵房及车站公共区两端的冲洗水栓等。3.车站消防给水系统 车站消防给水系统由水源（城市自来水）、消防地栓、水泵结合器、消防水泵、管道、阀门、消火栓（喷头）、水流指示器等组成。4.车站用水量标准（1）工作人员生活用水量为3060 L/（人班），小时变化系数为2.52。（2）冷水机组水系统的冷却补充水量以冷却循环水量的1%2%计。（3）车站公共区域冲洗水量为12 L/（m2次），每天冲洗一次，每次按冲洗1 h计算。（4）生产用水量按生产工艺要求确定。5.车站给水系统的水质标准（1）生活用水的水质，应符合现行国家标准生活饮用水卫生标准（GB 57492006）的规定。（2）生产用水和消防用水的水质按工艺要求确定。6.车站给水系统的水压标准（1）生活用水设备和卫生器具的水压应符合现行国家标准建筑给水排水设计规范（2009年版）（GB 500152003）的规定。（2）生产用水的水压按工艺要求确定。（3）消防用水的水压应符合地铁设计规范（GB 501572013）的规定。1.车站排水的相关要求（1）车站的废水、雨水均应就近排入市政排水系统，污水应按相关规定处理达标后排放。（2）地下车站及地下区间应设置废水泵站、污水泵站和雨水泵站。（3）地面或高架车站的污水及废水应按重力流排水方式设计。1.车站排水的相关要求（4）地下通道等地下部分的污水及废水如不能按重力流排放时，应设排水泵提升排入城市排水系统。（5）在折返线车辆检修坑端部、出入口和局部自流排水有困难的场合需设置局部排水泵房。2.车站排水系统的组成及功能1）车站污水排放系统的组成及功能2）车站废水排放系统的组成及功能3）雨水排放系统的组成及功能 2.车站排水系统的组成及功能图6-16 车站污水排放系统 2.车站排水系统的组成及功能图6-17 车站废水排放系统 3.排水泵站（房）排水泵设置的相关规定（1）区间排水泵站、辅助排水泵站及车站排水泵房应设两台排水泵，平时一台工作，另一台备用，当排除消防废水时，两台泵同时工作。（2）车站露天出入口及敞开通风口的雨水不能自流排除时，宜单独设置排水泵房。3.排水泵站（房）排水泵设置的相关规定（3）洞口的雨水泵站，宜设三台排水泵，最大水量时三台泵同时工作，每台泵的排水能力应大于最大小时排水量的1/3。（4）车站污水泵房、临时和局部排水泵房设两台污水泵，一台工作，另一台备用，每台泵的排水能力不小于最大小时的污水量。3.排水泵站（房）排水泵设置的相关规定（5）排水泵站（房）的排水泵，应设计为自灌式，一般采用自动、就地和远动三种控制方式，但污水泵和自动扶梯基坑的局部排水泵，可以按自动和就地两种控制方式设计。（6）当排水泵为自动控制启动时，水泵每小时启动次数不得超过6次。三、车站给排水系统的主要设备及其控制1.阀门图6-18 闸阀 1.阀门图6-19 蝶阀 1.阀门图6-20 止回阀工作原理 三、车站给排水系统的主要设备及其控制2.水泵图6-21 潜污泵 三、车站给排水系统的主要设备及其控制2.水泵图6-22 消防泵 三、车站给排水系统的主要设备及其控制3.自动清洗过滤器 自动清洗过滤器一般用于给水处理前的预过滤以及污水排放前的过滤。过滤器正常过滤时，被滤液体从过滤器进水口流入，经滤芯过滤后从滤芯内侧流向外侧，从过滤器出水口流出。污物被截留在滤芯内侧，随着截流污物的增多，进出水口的压差也随之增大。三、车站给排水系统的主要设备及其控制4.冲洗栓箱 考虑到地铁运营过程中需要对车站进行清扫，因此站厅层、站台层两端和长通道内可设置冲洗栓箱，暗敷于侧墙内。为便于更换洒水栓栓头，应在栓前设置闸阀。环控系统设备4照明与导向指示照明与导向指示5电梯与自动扶梯电梯与自动扶梯6屏蔽门屏蔽门 7.人防门人防门8.防淹门防淹门设备分布特点BAS所控设备分布特点是：车站两端车站两端是环控系统设备的集中安装地，如风机房、冷水机房等，而其他设备除电扶梯、排水设备、站厅站台的空气参数传感器等分布不规律外，基本上都集中在车站两端的不同位置集中在车站两端的不同位置。系统结构与构成完整的完整的BAS系统或完整的系统或完整的BAS功能系统功能系统是一个以骨干网为基础的、地理上分散的、是一个以骨干网为基础的、地理上分散的、分层分布式系统结构的分层分布式系统结构的大型系统大型系统 中心BAS系统车站BAS系统车辆段BAS系统集中冷站BAS系统BAS包括：1.中央级监控系统 主要位于OCC，由中央实时服务器、中央历史服务器、操作员工作站、工程师工作站、打印设备、网络设备、大屏幕或模拟显示设备等计算机及网络硬件构成，软件则包括操作系统、大型数据库、系统应用软件、应用软件开发与维护平台、网管软件其他辅助软件等。2.车站级监控系统 车站级监控系统位于车站，以车站监控工作站、PLC控制器为基础，具体包括车站监控局域网、打印机、后备操作盘等设备。3.现场控制级设备 位于车站各就地监控点或数据采集点，具体包括各类传感器、执行器、传输和处理模块、接口模块或装置等。车站BAS系统构成如图所示：BAS系统设备总体而言包括3类设备:监控设备、接口及控制设备和传感器与执行器 1监控设备监控设备 指监控层设备，如网络设备、服务器、监控工作站、维修工作站(工程师站)、打印设备、存储设备、模拟屏或大屏幕等，这些设备用来完成人机交互及数据服务，是BAS和操作及管理人员的接口设备2接口接口及及控制设备控制设备3传感器传感器及执行器及执行器 系统网络 1 车站监控网：一般选择以太网 2 控制网：是指用于控制器之间传递实时数据的网络 系统接口 对于一个集成系统而言，接口形式无外乎3种方式：硬线接口，低速率异步串行接口和网络接口。对于BAS而言，其接口分布如下图所示。系统供电与接地 系统供电采用独立、集中、不间断供电方式较好，其性质应属于一类负荷，后备时间不小于30min。由于BAS系统控制箱柜不是集中安装的，且线缆长度及覆盖面积较多，因此需要严格考虑系统的接地问题。系统分保护地、工作地和屏蔽地，对于地铁的特殊情况，一般将保护地和屏蔽地接在地铁综合接地网上。由于地铁的供电系统的迷流影响，地电位变化较大，应避免多点接地。BAS系统控制设备的内部电路可以逻辑的浮空，但应将与现场信号连接的控制设备24V电源单点单独接在地铁的综合接地网上。中央级功能 中央级监控系统是整个BAS系统的监控核心，其功能有：1 中央级监控功能中央级监控功能（1）设备监控与管理）设备监控与管理（2）运营调度及管理）运营调度及管理 OCC的模式控制与操作包括两方面：一是对隧道系统的非正常及灾害模式和早晚换气模式的控制，二是给车站系统提供模式表。下图描述了在OCC自动模式、手动模式如何实现及最终模式编号如何产生。中央级功能（3）在线帮助与决策支持）在线帮助与决策支持（4）系统安全管理）系统安全管理（5）通用人机界面功能）通用人机界面