单元五 城市轨道交通通风与空调系统

1、单元五 城市轨道交通通风与 空调系统 课题一 通风空调系统概述 城市轨道交通通风空调系统（又称轨道交通环控系统）是指在车站站 厅、站台、隧道、设备及管理用房等处所的环境进行空气处理的系统 功能：调节指定区域内的空气温度、湿度、并控制二氧化碳、粉尘等 有坏物质的浓度，为了向乘客及工作人员提供一个良好的周围空气环 境，并保证重要设备的正常运行。特殊情况下，排烟的作用。 放置方式：主要采取分散或在特定区域内集中设置的方式 分类：按控制区域分 车站系统、区间系统 按功能分 制冷原系统、循环水系统、通风排烟系统 各类设备可独立存在，但又密不可分 轨道交通通风空调系统示意图 通风空调系统的分类按照形式分

2、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 通风空调系统的分类按照形式分 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

3、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

4、置了安全门，但其并没有将隧道和车站的空气隔离开来。 通风空调系统的分类按照形式分 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

5、台候车乘客的影响，改善了乘客候 车环境的舒适度，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。 通风空调系统的分类按照形式分 屏蔽门把站台和轨行区分开，形成了独立的车站空调通风系统和隧道 通风系统 车站空调通风系统分为：A车站公共区空调通风系统（兼排烟系统）， 简称大系统 B车站设备管理用房空调通风系统（兼排烟系统）,简 称小系统 C车站制冷空调循环水系统，简称水系统 隧道通风系统分为：A区间隧道活塞风与机械通风系统（兼排烟系 统）,简称TVF系统 B车站范围内、屏蔽门

6、外站台下排热和车行道顶 部排热系统，简称UPE/OTE系统。 通风空调系统的分类按控制对象分 空调水系统：主要为地铁车站空调系统提供冷却水源的系统。按空调 系统冷源设置的集中程度分：分散式供冷和集中式供冷 分散式供冷是指每个车站内独立设置冷水机组，通过冷冻水泵将二次 冷源供给整个车站空调系统，空调末端采用大组合空调柜、小空调柜 及风机盘管等设备。冷水机组、水泵和冷却塔均分站设置，独立运行。 集中式供冷是指集中设置制冷机组、联动设备及其他辅助设备，通过 室外管廊、地沟架空、区间隧道敷设冷冻水管，用二次水泵将冷冻 水长距离输送到车站空调大系统末端，以满足多个车站所需的冷量。 1. 分为3部分 1.

7、制冷系统环路2.冷冻水二次环路3.末端设备，主要有 组合空调器、风机盘及前后的控制阀门组成。 通风空调系统的分类按控制对象分 通风系统主要设置于区间隧道和车站各工作地点供给足量的新鲜空气， 稀释和排除有害物质，调节车站内部的气象条件，创造舒适的乘降环 境。包括区间隧道通风系统和车站通风系统。 区间隧道通风系统主要有正常运行、阻塞运行和事故运行三种模式 正常模式有列车高速运动产生活塞效应把新风从车站一端的风井引 入，下一站的风井排风，列车发出的热量由站台排热通风系统排出 阻塞运行模式，列车滞留隧道，由后方事故风机送新风，前方的事 故风机排风，气流的流动方向与列车前进方向一致 1. 事故运行模式指

8、火灾运行模式，列车在区间隧道发生火灾时，根据 当时情况，执行预先的方案进行紧急通风 通风空调系统的分类按控制对象分 车站通风系统由空气处理设备、通风机、水泵等组成，多采用集中式 空调系统及半集中式空调系统分 集中式空调系统，又称为中央空调，他是将所有空气处理设备都设在一 个集中的空调机房内，经处理过的空气送至各个房间或空间 半集中式空调系统，他除了设有集中空调机房内的空气处理设备还有分 散在其他房间内的空气处理设备，用来对部分房间的空气进行处理或 对来自集中处理的空气进行补充处理，以满足不同的房间多空气的要 求 车站设备管理用房通风空调系统，由于设备用房对空气要求不同，因 此采用通风机、抽风机

9、和分散式空调系统组成。 分散式空调系统是把空气处理设备全部分散在被调的房间，空调机组把 各设备集中在一个箱体内，如：家用的单联击 通风空调系统设备的组成 通风空调系统设备接口关系 通风空调系统有关的接口有动力照明系统、给排水系统、BAS、FAS、 屏蔽门系统 动力照明系统接口关系 一类负荷设备：与火灾事故有关的相关设备 二类负荷设备：除一类负荷设备外其他风机、柜式空调机，电动风发 等 1.三类负荷设备：除前两类的设备外的环控设备 通风空调系统设备接口关系 与BAS接口关系 BAS：在城市轨道交通范围内将“环境与设备监控系统”命名为BAS系 统 出于通风空调的自动控制和设备管理的需求，将城市轨道

10、交通的采暖、 空调、通风与制冷设备的自动化控制，通过集成系统BAS进行远程控 制监视与控制，分为3及 1.中央监控（控制中心），对全线隧道通风系统进行监视，对隧道的温度 湿度进行监视，对车站的设备进行监视 2.车站监控，对本站的范围内的隧道通风系统的设备进行监视，对本站内 的温湿度进行监视，对车站内大系统，小系统，水系统进行监控 3.就地监控，对本站的温湿度进行监视，对本站大系统、小系统、水系统 进行监控 通风空调系统的工况调节 空调系统的工况调节是指空调系统在工作过程中既要满足人们对环境 大气物理条件调节要求，又要能使空调系统相对经济的运行状态中， 根据室内外大气物理条件的变化情况调整这的运

11、行工况 室外空气变化会造成送风的状态变化，由于室外温度变化，传进室内， 引起室内负荷变化 室内由室外温度传入热量，室内设备、人体的散热量，散湿量变化使 室内空气状态变化。调节方法有定露点定风量调节在热量，调节回风 混合比，调节旁通风与处理风混合比等 空调工况调节的原则（1）系统在全年的运行中都能保证空调房间所 要求的温湿度参数；（2）系统在各个工况分区内的运行最经济、合 理、能最大限度地利用自然能源，以减少冷量、热量和电能的消耗， 降低运行成本。（3） 调节机构最好，调节方法最简单。（4）工况间 的取于分界线，工况间便于转换。（5）工况间的转换一般根据位置 条件和参数条件。 通风空调系统的节能

12、运行 地下车站的空调系统是耗电大户，目前空调系统的节能途径主要有: 合理选择室内设定值 控制室外新风 运行管理体的自动控制 1.空调系统改造节能，在空调系统接入变频节能系统，可以有效节能并 延长使用寿命 通风空调系统的控制及运行管理 中央级控制 对全线的环控设备进行监视，必要时直接向车站控制室发出控制指令 车站级控制 监视车站及管辖区域的通风和空调设备的运行状态，按环控要求及负荷 参数，使设备按既定模式运转，必要时人为干预 现场级控制 直接操作设备的运行，向车控室传送控制设备的工作状态，执行车控室 发布的控制指令，在车控室故障时进行操作，在维修及跟换设备时进 行现场调试 通风空调系统的控制及运

13、行管理 通风空调系统的运行管理包括设备维 修计划的制定、提供相关的技术支持、 技术资料整理与记录，系统运行档案 的建立；设备的巡查、维修、质量检 查及相关工作人员的管理等。 城市轨道交通通风空调系统 车站空调系统集中站设有冷站，负责就近相邻站供 冷，其余各站均采用分散供冷方式，设有冷站， 独立供冷。 通风空调系统分高架站通风空调与地下站通风空调， 高架站通风空调由车站通风空调系统组成，地下 站通风空调由车站通风空调系统和隧道通风系统 组成。 城市轨道交通通风空调系统 地铁车站大系统由组合空调机、回排风机及一系列的风阀组成。 正常情况下车站大系统由BAS系统根据采集到的实时值（例如室外温 度、湿

14、度等）计算大系统的目标模式，并将计算结果直接写入前台软 件的数据库，自动控制大系统运行。 遇节假日等非正常情况，地铁需要提早、延长或减少服务时间时，由 环调根据临时运营时间灵活制定开/关机时间，并在ISCS系统上手动 给定模式。 日常运营中遇非正常情况，需要临时变更大系统运行模式时，由环调 根据实际情况决定是否中止正常运行模式，在ISCS系统上变更大系统 运行模式。 火灾时运行火灾模式：站厅火灾，站厅排烟，由出入口补风，站台关 闭排风。站台火灾，开屏蔽门排烟，由出入口补风。车站轨行区火灾， 开车站排热风机和区间事故风机排烟，由出入口补风。设备房火灾该 区域排烟，送风系统进行补风。需要气体灭火时

15、，关闭排风，火灭后 排出废气 城市轨道交通通风空调系统 小系统 地铁车站小系统由空调新风机、小型组合空调机、 回排风机及一系列的风阀组成。 小系统设备一般全年不间断运行，运行模式由 BAS系统根据设定的判断条件自动执行。 城市轨道交通通风空调系统 车站水系统 鼓楼站和东门口站水系统采用集中式供冷，冷站设于鼓楼站，其余地下车站 采用分散式供冷，高架站采用变制冷量空调系统（VRV）。 正常情况下车站水系统由环调根据规定的正常运行时间定时启动和关闭。 遇节假日等非正常情况，地铁需要提早、延长或减少服务时间时，由环调根 据临时运营时间灵活制定开/关机时间。 日常运营中遇非正常情况，需要临时变更水系统运

16、行模式时，由环调优先在 ISCS工作站变更运行模式。如远程操作失败，要求车站在ISCS工作站或通知 环控 人员现场变更运行模式。 城市轨道交通通风空调系统 隧道通风系统 隧道通风系统组成 隧道通风系统由每个地下站站内的四台隧道风机和在局部区间设置的事故风机和 射流风机以及一系列的组合风阀组成。 隧道通风系统的运行 正常情况下隧道通风系统由BAS系统根据设定的时间表，定时启动和关闭，环调 通过ISCS监控隧道通风设备按设定时间和设定模式运行。 1) 正常运行期间，隧道通风处于活塞风状态，由BAS根据室外气温运行于自然 开式或自然闭式通风模式；（判断的条件是外界焓值大于车站公共区焓值时 自然闭式，反之自然开式） 2) 每天运营开始前半小时和运营结束后半小时执行早晚通风模式，对隧道及车站 进行通风换气，排除积聚在区间隧道内多余的热量及水分。 3) 阻塞情况下的气流组织原理 列车发生阻塞停在隧道内时隧道通风系统气流组织原理 隧道发生火灾 高架站通风空调系统 设计原则 （1）高架车站以自然通风为主，辅助以机械通风。站台、展厅公共区均 采用自然排风方式。（2）管理用房采用热泵型分体空调或或多联体 VRV空调。（3）机械排风自然进风的通风系统，电器房间进风需设 置金属