城軌車站機(jī)電設(shè)備-車站的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

車站的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)目錄CONTENTS010203通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的制式通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)概述04通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行模式了解：通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的特點。掌握：通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的形式（重點）。掌握：通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成。了解：通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行模式。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)概述1.1定義通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)即城市軌道交通的內(nèi)部空氣環(huán)境控制系統(tǒng)，簡稱環(huán)控系統(tǒng)。1.2作用城市軌道交通系統(tǒng)通過通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)對環(huán)境進(jìn)行控制，保證內(nèi)部環(huán)境中的空氣質(zhì)量、溫度、濕度、氣流組織、氣流速度和噪聲等均能滿足人們的生理條件及心理要求，滿足設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的需要。1.通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)概述1.3功能通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的功能如下：①正常運行時為乘客提供舒適的乘車環(huán)境，為工作人員提供舒適的工作環(huán)境，為設(shè)備系統(tǒng)提供良好的運行環(huán)境；②阻塞運行時能保證阻塞列車空調(diào)器正常運行，為疏散乘客提供足夠新風(fēng)，并引導(dǎo)乘客安全疏散；③當(dāng)列車在區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)事故或車站內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故時，應(yīng)具備防災(zāi)排煙通風(fēng)功能。根據(jù)城市軌道交通隧道通風(fēng)換氣的形式以及隧道與車站站臺層的分隔關(guān)系，城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)一般劃分為三種形式：2.1開式系統(tǒng)2.2閉式系統(tǒng)2.3屏蔽門系統(tǒng)。

2.通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的形式隧道內(nèi)部與外界大氣相通，僅考慮活塞通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)，它是利用活塞風(fēng)井、車站出入口及兩端峒口與室外空氣相通，進(jìn)行通風(fēng)換氣的方式。主要用于北方，我國早期采用該系統(tǒng)的有北京地鐵1號線和環(huán)線。

2.1開式系統(tǒng)閉式系統(tǒng)是一種地下車站內(nèi)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內(nèi)所有與室外連通的通風(fēng)井及風(fēng)門均關(guān)閉，夏季車站內(nèi)采用空調(diào)，僅通過風(fēng)機(jī)從室外向車站提供所需空調(diào)最小新風(fēng)量或空調(diào)全新風(fēng)。區(qū)間隧道則借助于列車行駛時的活塞效應(yīng)將車站空調(diào)風(fēng)攜帶入?yún)^(qū)間，由此冷卻區(qū)間隧道內(nèi)溫度，并在車站兩端部設(shè)置迂回風(fēng)通道，以滿足閉式運行活塞風(fēng)泄壓要求，線路露出地面的峒口則采用空氣幕隔離，防止峒口空氣熱濕交換。閉式系統(tǒng)通過風(fēng)冀控制，可進(jìn)行開、閉式運行。我國采用該種形式的有廣州地鐵1號線、上海地鐵2號線、南京地鐵1號線和哈爾濱地鐵1號線等。

2.2閉式系統(tǒng)屏蔽門安裝在站臺邊緣，是一道修建在站臺邊沿的帶門的透明屏障，將站臺公共區(qū)與隧道軌行區(qū)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(yīng)．看上去就像是一排電梯的門。2.3屏蔽門系統(tǒng)列車到站時，列車車門正好對著屏蔽門上的活動門，乘客可自由上下列車，關(guān)上屏蔽門后，所形成的一道隔墻可有效阻止隧道內(nèi)熱流、氣壓波動和灰塵等進(jìn)入車站，有效地減少了空調(diào)負(fù)荷，為車站創(chuàng)造了較為舒適的環(huán)境。另外屏蔽門系統(tǒng)的設(shè)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(fēng)對站臺候車乘客的影響，改善了乘客候車環(huán)境的舒適度，為軌道交通實現(xiàn)無人駕駛奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。2.3屏蔽門系統(tǒng)制式描述優(yōu)點缺點應(yīng)用范圍開式系統(tǒng)活塞作用或機(jī)械通風(fēng)，通過風(fēng)亭使地下空間與外界通風(fēng)換氣系統(tǒng)簡單，設(shè)備少，控制簡單，運行能耗低標(biāo)準(zhǔn)低，無法有效控制站內(nèi)環(huán)境、組織防排煙

歐美北部地區(qū)的老線，我國北京1號線、2號線閉式系統(tǒng)設(shè)隧道通風(fēng)設(shè)施，隧道通風(fēng)系統(tǒng)的運行方式根據(jù)室外氣候的變化，通過風(fēng)閥控制可采用開式和閉式運行；車站空氣與隧道相通活塞效應(yīng)將車站的空氣引入?yún)^(qū)間隧道內(nèi)降低溫度作用；區(qū)間隧道內(nèi)的空氣溫度較同樣運行條件下的屏蔽門系統(tǒng)低；站臺視野開闊，廣告效應(yīng)好車站的溫度場、速度場無法維持穩(wěn)定，車站空氣品質(zhì)難控制；當(dāng)乘客因意外或特殊情況跌人軌道時將對正常運營帶來嚴(yán)重影響；空調(diào)季節(jié)空調(diào)系統(tǒng)投資和運行費用高；通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)機(jī)房大；土建投資大國內(nèi)長江以北城市屏蔽門系統(tǒng)在閉式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用屏蔽門將車站與隧道區(qū)域隔離開提高安全性；降低活塞效應(yīng)對車站的影響，減少車站與隧道的空氣對流，減少車站冷負(fù)荷的損失，提高車站空氣潔凈度、降低列車進(jìn)站帶來的噪聲；節(jié)省通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的初投資、運行費用和土建初投資增加初投資和運營費用；增加與有關(guān)專業(yè)的接口關(guān)系；活塞效應(yīng)將區(qū)間隧道的熱空氣排至外界，引入室外的新風(fēng)冷卻隧道；高溫季節(jié)很難控制隧道內(nèi)的溫度國內(nèi)長江流域及以南城市

城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)形式優(yōu)缺點對比3.通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的組成按控制區(qū)域分，由隧道通風(fēng)系統(tǒng)和車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)兩部分組成。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)隧道通風(fēng)系統(tǒng)車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)車站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)車站公共區(qū)（站廳、站臺）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)水系統(tǒng)3.1區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)主要由可逆反式隧道通風(fēng)機(jī)、推力風(fēng)機(jī)裝置、射流風(fēng)機(jī)裝置、風(fēng)閥、消聲器、風(fēng)室、風(fēng)道組成。3.1區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)在早晚運營前后半個小時，按預(yù)定的運營模式，開啟隧道通風(fēng)系統(tǒng)。正常運行時，系統(tǒng)通過列車運動的活塞效應(yīng)實現(xiàn)隧道內(nèi)的通風(fēng)；列車阻塞于區(qū)間時，按與列車一致的方向組織氣流，對阻塞區(qū)間進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)，保證列車空調(diào)冷凝器正常運行；列車發(fā)生火災(zāi)而停在區(qū)間時，按預(yù)定的運行模式并與多數(shù)乘客撤離相反方向送風(fēng)和排除煙氣。由于每端的隧道風(fēng)機(jī)互為備用，運行工況的隧道風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時，可以切換到備用風(fēng)機(jī)運行。特長區(qū)間根據(jù)消防疏散的原則，按照事故列車的停車位置，啟動區(qū)間中部及相應(yīng)車站端部的隧道風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，組織排煙和人員疏散。3.2車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)主要由耐280高溫連續(xù)有效工作0.5h的排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)、站臺及軌頂風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、防火閥及排風(fēng)道組成。排風(fēng)機(jī)房布置在車站兩端的設(shè)備房區(qū)，且并聯(lián)設(shè)置兩臺排風(fēng)機(jī)，負(fù)責(zé)半個車站隧道的通風(fēng)。氣流組織方式采用軌頂和站臺下排風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)來自車站兩端的活塞風(fēng)井、相鄰區(qū)間隧道和屏蔽門開啟時的漏風(fēng)，排風(fēng)口的位置根據(jù)列車發(fā)熱設(shè)備的位置確定。3.2車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)在正常運營時，車站隧道排風(fēng)系統(tǒng)運行。列車停站時，排除車頂冷凝器和車廂底部發(fā)熱設(shè)備的熱量。列車火災(zāi)?？吭谲囌緯r，利用車站隧道排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行排煙；在區(qū)間隧道事故運行時，根據(jù)系統(tǒng)的控制模式要求開啟或關(guān)閉車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)。3.3車站公共區(qū)域通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)車站公共區(qū)（站廳、站臺）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備組成的通風(fēng)系統(tǒng)習(xí)慣之為“大系統(tǒng)”，同時兼做車站公共區(qū)排煙系統(tǒng)。大系統(tǒng)主要設(shè)備一般集中對稱地分布于車站站廳層兩端的環(huán)控通風(fēng)機(jī)房，機(jī)房內(nèi)一般分別設(shè)置1臺或2臺組合式空調(diào)機(jī)組，每臺機(jī)組對應(yīng)一臺回/排風(fēng)機(jī)。車站每端還設(shè)置一臺空調(diào)小新風(fēng)機(jī)，為車站公共區(qū)提供新風(fēng)。3.3車站公共區(qū)域通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（1）主要組成設(shè)備車站大系統(tǒng)主要組成設(shè)備有組合式空調(diào)柜、回/排風(fēng)機(jī)、小新風(fēng)機(jī)、通風(fēng)管道、組合式電動風(fēng)閥、防火閥、靜壓箱、混合室、新風(fēng)井道、排風(fēng)井道、消聲器、全新風(fēng)機(jī)等。（2）主要功能①正常情況下，空調(diào)季節(jié)為站廳、站臺提供冷量和新風(fēng)，通風(fēng)季節(jié)為站廳、站臺通風(fēng)換氣。②站廳、站臺火災(zāi)情況下，車站大系統(tǒng)能排除站廳或站臺層的煙氣，防止煙氣蔓延。3.3車站公共區(qū)域通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（3）站廳層火災(zāi)時大系統(tǒng)送、排風(fēng)動作及原理①系統(tǒng)動作。當(dāng)站廳層發(fā)生火災(zāi)時，車站大系統(tǒng)會做出如下反映；關(guān)閉站廳層送風(fēng)管道、保持站臺層送風(fēng)、站廳層排風(fēng)轉(zhuǎn)為高速模式、關(guān)閉站臺層排風(fēng)管道。②系統(tǒng)原理。站廳層發(fā)生火災(zāi)的情況下，大系統(tǒng)的作用原理是：保證站臺層相對站廳層為正壓，防煙器擴(kuò)散到站臺層；回/排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)為排煙工況。3.3車站公共區(qū)域通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（4）站臺層火災(zāi)時大系統(tǒng)送、排風(fēng)動作及原理①系統(tǒng)動作。當(dāng)站臺層發(fā)生火災(zāi)時，車站大系統(tǒng)會做出如下反映：關(guān)閉站臺層送風(fēng)管道、保持站廳層送風(fēng)、站臺層排風(fēng)轉(zhuǎn)為高速模式、關(guān)閉站廳層排風(fēng)管道。②系統(tǒng)原理。站臺層發(fā)生火災(zāi)的情況下，大系統(tǒng)的作用原理是：保證站廳層相對站臺層為正壓，防止煙氣擴(kuò)散到站廳層；回/排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)為排煙工況。3.4車站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)車站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（兼排煙系統(tǒng)）又稱為小系統(tǒng)。其設(shè)備一般位于車站站廳兩端的環(huán)控機(jī)房和小系統(tǒng)通風(fēng)機(jī)房內(nèi)。（1）主要組成設(shè)備車站小系統(tǒng)主要組成設(shè)備有：空調(diào)柜、回/排風(fēng)機(jī)、通風(fēng)管道、電動風(fēng)閥、消聲器、放風(fēng)閥、新風(fēng)井道、排風(fēng)井道等。（2）車站小系統(tǒng)的功能①正常情況下，空調(diào)季節(jié)為站廳、站臺層設(shè)備及管理用房提供冷量和新風(fēng)，通風(fēng)季節(jié)為站廳、站臺層設(shè)備及管理用房通風(fēng)換氣。②設(shè)備及管理用房火災(zāi)情況下，車站小系統(tǒng)可配合其他滅火系統(tǒng)完成滅火，排除設(shè)備及管理用房的煙氣和惰性氣體，防止煙氣蔓延。3.4車站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（3）火災(zāi)時小系統(tǒng)的動作方式管理用房及無氣體滅火保護(hù)的設(shè)備用房發(fā)生火災(zāi)時，排煙風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)為高速運行；有氣體滅火保護(hù)的設(shè)備用房發(fā)生火災(zāi)時，車站小系統(tǒng)會首先關(guān)閉通向火災(zāi)房間的送風(fēng)和排風(fēng)管道，之后由惰性氣體進(jìn)行滅火，然后開啟通向火災(zāi)房間的送風(fēng)和排風(fēng)管道，最后排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)為高速運行。3.5空調(diào)水系統(tǒng)空調(diào)水系統(tǒng)是指車站制冷空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)，由冷水機(jī)組、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔、集水器、分水器、膨脹水箱、二通調(diào)節(jié)閥、輸水管等設(shè)備器件組成。水系統(tǒng)為車站公共區(qū)及車站設(shè)備管理用房空調(diào)器提供冷源。水系統(tǒng)由兩個循環(huán)組成：冷卻水循環(huán)和冷凍水循環(huán)。冷水機(jī)組、冷凍、冷卻水泵位于站廳層制冷機(jī)房。3.5空調(diào)水系統(tǒng)（1）制冷劑在冷水機(jī)組里循環(huán)，經(jīng)過壓縮機(jī)時溫度升高，這時用被稱為冷卻水的水將制冷劑溫度降下來，冷卻水通過冷水機(jī)組把制冷劑的熱量帶走，再經(jīng)過冷卻塔把熱量釋放到空氣中，然后回到冷水機(jī)組，這樣構(gòu)成一個冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)上的泵是冷卻水泵。（2）制冷劑被降到冷卻水的溫度后，經(jīng)過節(jié)流閥溫度變得更低，這時制冷劑與被稱為冷凍水的水進(jìn)行熱交換，使冷凍水溫度降低，然后冷凍水回到空調(diào)系統(tǒng)末端與室內(nèi)空氣換熱，冷凍水溫度升高后再回到冷水機(jī)組與制冷劑進(jìn)行熱交換，這樣構(gòu)成冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)上的泵稱為冷凍水泵。通風(fēng)建筑物通風(fēng)建筑物主要包括：地面風(fēng)亭、風(fēng)道、風(fēng)機(jī)室、消音室等。

對于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)來說定義各種運行模式，首先它是通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)自身運行節(jié)能的要求，其次它也是環(huán)境控制系統(tǒng)(BAS)控制接口的依據(jù)，再者車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)均兼有防排煙功能，從安全性考慮，它必須應(yīng)對各種可預(yù)見的災(zāi)害形式，事先定義出各種模式狀況，做到預(yù)防為主。

城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行可分為正常運行與阻塞及火災(zāi)事故運行兩種狀態(tài)。4.通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行模式(1)車站空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)

在全新風(fēng)空調(diào)、通風(fēng)運行環(huán)境下，外界大氣焓值小于車站空氣焓值，啟動制冷空調(diào)系統(tǒng)，運行全新風(fēng)機(jī)，外界空氣經(jīng)由空調(diào)機(jī)冷卻處理后送至站廳、站臺公共區(qū)，排風(fēng)則全部排出地面，此種運行模式稱為全新風(fēng)空調(diào)、通風(fēng)運行。

在小新風(fēng)空調(diào)、通風(fēng)運行環(huán)境下，啟動制冷空調(diào)系統(tǒng)，運行空調(diào)新風(fēng)機(jī)，部分回/排風(fēng)排出地面，部分作為回風(fēng)與空調(diào)新風(fēng)機(jī)所輸送的外界新風(fēng)混合，經(jīng)由空調(diào)機(jī)冷卻處理后送至站廳、站臺公共區(qū)，此種運行模式稱為小新風(fēng)空調(diào)、通風(fēng)運行。4.1正常運行

(2)區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)

在自然閉式系統(tǒng)中，關(guān)閉隧道通風(fēng)井，打開車站內(nèi)迂回風(fēng)道，區(qū)間隧道內(nèi)由列車運行的活塞作用進(jìn)行通風(fēng)換氣，活塞風(fēng)由列車后方車站進(jìn)入隧道，列車前方氣流部分進(jìn)入車站。部分從迂回風(fēng)道循環(huán)到平行的相鄰隧道內(nèi)口。

區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)的運行模式以及通風(fēng)方式是個較為復(fù)雜的問題，它不是完全獨立的系統(tǒng)，與車站大系統(tǒng)有很多聯(lián)系，運行中將與車站大系統(tǒng)共同動作。4.1正常運行

(1)阻塞事故運行

阻塞事故運行指列車在正常運行時由于各種原因停留在區(qū)間隧道內(nèi)，此時乘客不下列車，這種狀況下稱為阻塞事故運行。

在車站空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)中，當(dāng)列車阻塞在區(qū)間隧道內(nèi)時，車站空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)按正常運行，當(dāng)TVF風(fēng)機(jī)需運轉(zhuǎn)時，車站按全新風(fēng)空調(diào)通風(fēng)運行。在運行TVF風(fēng)機(jī)時，該端站臺回、排風(fēng)機(jī)停止運行，使車站的冷風(fēng)經(jīng)TVF風(fēng)機(jī)送至列車阻塞的隧道內(nèi)。

在區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)中，在閉式機(jī)械運行環(huán)境下，當(dāng)車站自然閉式運行時，若發(fā)生列車在區(qū)間隧道內(nèi)阻塞．TVF風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)，將車站冷風(fēng)送至隧道內(nèi)。4.2阻塞及火災(zāi)事故運行

(2)火災(zāi)事故運行

地下鐵道空間狹小，一旦發(fā)生火災(zāi)，乘客疏散和消防條件較地面更為惡劣，因此，設(shè)汁中應(yīng)作為重點解決的問題。火災(zāi)時一切運行管理都應(yīng)絕對服從乘客疏散及搶救工作的需要。火災(zāi)事故包括區(qū)間隧道火災(zāi)及車站火災(zāi)，其中車站火災(zāi)又包括車站內(nèi)列車、站臺、站廳火災(zāi)。

4.2阻塞