第１章環(huán)境控制系統(tǒng)概述１.１環(huán)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及基本功能１.２環(huán)控系統(tǒng)的分類１.３環(huán)控系統(tǒng)的組成返回１.１環(huán)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及基本功能１．環(huán)控系統(tǒng)的特點(diǎn)環(huán)控系統(tǒng)有以下幾個特點(diǎn)：（１）由于車站與外界隔絕，因此需要提供一個人工環(huán)境來滿足乘客的要求，站內(nèi)的客流密度較高，將釋放出大量的二氧化碳，所以需要充足的新鮮空氣。（２）由于列車及各種設(shè)備釋放出大量的熱量，所以需要及時地將熱量排出，地層有蓄熱作用，地鐵列車啟動后，地鐵系統(tǒng)內(nèi)部溫度會逐漸升高，若處理不當(dāng)，將會對地鐵環(huán)境造成影響。（３）地鐵列車運(yùn)行時會產(chǎn)生“活塞效應(yīng)”。在地下隧道中，列車的運(yùn)行就像一個活塞運(yùn)動，列車作為“活塞”擠壓前方隧道的空氣，同時列車尾部引入大量新鮮空氣，這種現(xiàn)象稱為“活塞效應(yīng)”。此部分的“活塞風(fēng)”將會對站臺產(chǎn)生影響，因此需要合理控制利用。下一頁返回１.１環(huán)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及基本功能（４）地鐵是一個狹長且相對封閉的地下建筑，列車及各種設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲需要消除。（５）當(dāng)發(fā)生事故，尤其是發(fā)生火災(zāi)事故時，將會導(dǎo)致環(huán)境惡化，需采取緊急有效的措施，指引乘客迅速、安全、有效地撤離。（６）地鐵建在地下，處在黑暗的環(huán)境下，無論是機(jī)房、設(shè)備用房、車站公共區(qū)域、地面指示或區(qū)間隧道等均需要照明，輕軌站到了晚上，很多地方也需要照明，所以軌道交通需要自己的一套照明系統(tǒng)。（７）由于城市軌道交通客流量較大，需要一套完善的給排水系統(tǒng)，保證工作人員和乘客的用水需求。上一頁下一頁返回１.１環(huán)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及基本功能２．環(huán)控系統(tǒng)的基本功能為了給乘客和工作人員提供一個舒適的環(huán)境，保證各種設(shè)備能持續(xù)、正常地運(yùn)行，在發(fā)生火災(zāi)等事故時能及時排除有害氣體，必須在車站站廳、站臺、隧道、設(shè)備及管理用房四個要求不同的環(huán)境中，通過強(qiáng)制通風(fēng)進(jìn)行散熱、除濕、照明和空氣調(diào)節(jié)。環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計時就要滿足以下基本功能：（１）列車正常運(yùn)行時，調(diào)節(jié)車站站廳、站臺、隧道、設(shè)備及管理用房等空氣環(huán)境，包括空氣中的溫度、濕度和空氣質(zhì)量，對新、回風(fēng)中的粉塵和有害物質(zhì)及人員呼出的二氧化碳進(jìn)行過濾和處理。（２）若列車阻塞在區(qū)間隧道內(nèi)，當(dāng)列車采用空調(diào)時應(yīng)向阻塞區(qū)間提供一定的送、排風(fēng)量，以保證列車空調(diào)的繼續(xù)運(yùn)作，從而維持列車內(nèi)乘客能接受的熱環(huán)境條件。上一頁下一頁返回１.１環(huán)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及基本功能（３）列車在區(qū)間隧道或車站內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)提供有效的排煙，并向乘客和消防人員提供必要的新風(fēng)量，形成一定的迎面風(fēng)速，疏導(dǎo)乘客安全撤離。（４）對車站內(nèi)各種設(shè)備及管理用房分別按工藝和功能要求提供空調(diào)或通風(fēng)換氣和照明，公共區(qū)的排風(fēng)系統(tǒng)兼排煙功能。（５）保證工作人員和乘客的用水需求。上一頁返回1.2環(huán)控系統(tǒng)的分類環(huán)控系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)控制車站和區(qū)間隧道的溫度、濕度和風(fēng)速等參數(shù)，為乘客提供一個舒適安全的乘車環(huán)境，同時為火災(zāi)等緊急事件提供必要的應(yīng)急措施。地鐵環(huán)控系統(tǒng)按照通風(fēng)形式可分為開式系統(tǒng)、閉式系統(tǒng)和屏蔽門系統(tǒng)。１．開式系統(tǒng)開式系統(tǒng)允許隧道內(nèi)的空氣與周圍空氣自由交換，開式系統(tǒng)在地鐵沿線設(shè)置了多座通風(fēng)豎井，利用列車運(yùn)行所產(chǎn)生的“活塞風(fēng)”或機(jī)械風(fēng)機(jī)，使地鐵與外界進(jìn)行空氣的交換。根據(jù)風(fēng)井的數(shù)量分為二風(fēng)井活塞開式系統(tǒng)和三風(fēng)井活塞開式系統(tǒng)，如圖１－２所示。下一頁返回1.2環(huán)控系統(tǒng)的分類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，由于列車在隧道中高速行駛?cè)缤钊饔?，使列車正面的空氣受壓形成正壓，而列車后面的空氣稀薄形成?fù)壓，由此產(chǎn)生空氣流動。利用這種原理通風(fēng)，故稱為活塞效應(yīng)通風(fēng)?；钊L(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)井?dāng)嗝娉叽纾褂行Q氣量達(dá)到設(shè)計要求。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)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(shí)現(xiàn)的，因此全“活塞通風(fēng)系統(tǒng)”只有早期地鐵應(yīng)用。上一頁下一頁返回1.2環(huán)控系統(tǒng)的分類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，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(dāng)?shù)貧鉁夭桓摺⑦\(yùn)量不大的地鐵系統(tǒng)，可設(shè)置車站與區(qū)間連在一起的縱向通風(fēng)系統(tǒng)，一般在區(qū)間隧道中部設(shè)中間風(fēng)井的，應(yīng)通過計算確定位置，利用風(fēng)機(jī)對車站和區(qū)間進(jìn)行通風(fēng)。一般系統(tǒng)由１臺送風(fēng)機(jī)和１臺排風(fēng)機(jī)組成，平時負(fù)責(zé)車站公共區(qū)的通風(fēng)換氣，通風(fēng)閥切換，可對區(qū)間進(jìn)行縱向通風(fēng)。上一頁下一頁返回1.2環(huán)控系統(tǒng)的分類２．閉式系統(tǒng)地鐵內(nèi)部與外界大氣基本隔絕，只補(bǔ)充部分新風(fēng)滿足空氣新鮮度的要求。閉式系統(tǒng)的車站一般采用空調(diào)系統(tǒng)，區(qū)間隧道的冷卻借助與列車運(yùn)行的活塞效應(yīng)攜帶一部分車站的空調(diào)冷風(fēng)來實(shí)現(xiàn)。在非空調(diào)季節(jié)，閉式系統(tǒng)采用開式運(yùn)行。當(dāng)前閉式系統(tǒng)的設(shè)計有集成模式和分區(qū)模式兩種設(shè)計思路。１）集成模式北京城建院的“集成”模式，即將車站空調(diào)系統(tǒng)和區(qū)間通風(fēng)系統(tǒng)合并，通過風(fēng)閥的切換，實(shí)現(xiàn)不同工況和開式或閉式運(yùn)行的需要。該模式在北京地鐵、南京１號線延伸段得到應(yīng)用。系統(tǒng)簡單，設(shè)備用房少。主要的問題是隧道通風(fēng)與車站大系統(tǒng)的工況匹配不一定合理，目前該系統(tǒng)的應(yīng)用仍存在很大的爭論。上一頁下一頁返回1.2環(huán)控系統(tǒng)的分類２）分區(qū)模式分區(qū)模式即根據(jù)負(fù)責(zé)的功能區(qū)不同，將隧道通風(fēng)系統(tǒng)與車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)分開。隧道通風(fēng)系統(tǒng)由隧道風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、風(fēng)閥、迂回風(fēng)道等組成，負(fù)責(zé)區(qū)間隧道的通風(fēng)換氣及事故、火災(zāi)通風(fēng)。根據(jù)具體情況，區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)有的還設(shè)了活塞風(fēng)道。車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)由空調(diào)機(jī)組、回／排風(fēng)機(jī)、小新風(fēng)機(jī)組成，負(fù)責(zé)車站的環(huán)境控制。南京地鐵１號線、廣州地鐵１號線采用了此系統(tǒng)。分區(qū)閉式系統(tǒng)車站部分如圖１－３所示。上一頁下一頁返回1.2環(huán)控系統(tǒng)的分類３．屏蔽門系統(tǒng)屏蔽門系統(tǒng)如圖１－４所示，在車站站臺的邊緣安裝可開啟的屏蔽門，使站臺和隧道分開，以隔斷隧道的熱空氣進(jìn)入站臺內(nèi)。車站兩端設(shè)置活塞風(fēng)井，利用“活塞效應(yīng)”和機(jī)械風(fēng)機(jī)進(jìn)行隧道內(nèi)的通風(fēng)換氣。車站安裝空調(diào)系統(tǒng)，車站不受區(qū)間隧道行車時活塞風(fēng)的影響，車站的空調(diào)冷負(fù)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)間隧道與車站間屏蔽門的傳熱和屏蔽門開啟時的對流換熱。屏蔽門系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是減少了運(yùn)行噪聲對車站的干擾，站臺的舒適性和安全性較好，且運(yùn)營費(fèi)用低，特別是空調(diào)季節(jié)；缺點(diǎn)是增加了屏蔽門的費(fèi)用，隧道通風(fēng)效果較差，非空調(diào)季節(jié)的通風(fēng)能耗較高。上一頁返回1.3環(huán)控系統(tǒng)的組成１．環(huán)控風(fēng)系統(tǒng)環(huán)控風(fēng)系統(tǒng)包括大系統(tǒng)、小系統(tǒng)和隧道通風(fēng)系統(tǒng)，具體組成如下：（１）大系統(tǒng)，即車站公共區(qū)（站臺、站廳）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，由空調(diào)機(jī)組、回／排風(fēng)機(jī)、全新風(fēng)機(jī)、空調(diào)新風(fēng)機(jī)及對應(yīng)的送風(fēng)管路和回／排風(fēng)管路等組成。（２）小系統(tǒng)，即設(shè)備及管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。（３）隧道通風(fēng)系統(tǒng)，包括隧道通風(fēng)機(jī)、推力風(fēng)機(jī)、射流風(fēng)機(jī)、隧道洞口空氣幕風(fēng)機(jī)，以及風(fēng)亭和管道等。２．環(huán)控水系統(tǒng)環(huán)控冷水系統(tǒng)，簡稱環(huán)控水系統(tǒng)，包括大系統(tǒng)冷水機(jī)組、小系統(tǒng)冷水機(jī)組和水管路及其附件。下一頁返回1.3環(huán)控系統(tǒng)的組成３．給排水系統(tǒng)給排水系統(tǒng)主要由給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩部分組成。給