《城市轨道交通通风与空调系统（第2版）》 课件1 通风空调概述

项目一

通风空调系统概述城轨交通通风与空调系统项目一

通风空调系统概述

1.1

室内环境污染及控制1.2

通风空调的作用及发展概况

1.3

城轨通风空调系统的组成、功能及特点

1.5

城轨通风空调系统的制式1.4

城轨通风空调系统的设计规范

31.1

室内环境污染及控制

室内环境是人类赖以生存的场所，室内环境包括居室、写字楼、办公室、交通工具（如地铁、火车、公共汽车、飞机等）、文化娱乐场所、医院病房、商场、学校教室、活动室、饭店、旅馆等场所。

人的一生中有约三分之二时间在室内度过，现代人生活和工作在室内环境中的时间已达到全天的80%～90%，因此室内环境质量的好坏直接影响人们的身体健康和工作质量。单元1通风空调系统的发展

睡觉学习工作休闲人的一生有80－90%的时间在室内环境下渡过。我们所处的室内环境安全吗？？？？单元1通风空调系统的发展

据有关统计，我国每年由于室内空气污染引起的死亡人数可达11.11万人，门诊次数达22万人次，急诊次数达430万人次。而发展中国家有近200万例死亡是由室内空气污染所致，全球4%的疾病与室内环境有关。严重的室内环境污染不仅给人们的健康造成影响，而且造成了巨大的经济损失，室内空气污染已被列为影响公众健康的世界最大危害之一。单元1通风空调系统的发展

一、什么是室内空气污染？

室内空气污染指由于室内引入能释放有害物质的污染源或室内空气通风不佳而导致室内空气中有害物质无论是从数量上还

是种类上不断增加，并引起人的一系列不适症状的现象。1.1.1室内污染物污染物分类：（1）按污染物的性质分物理性污染化学性污染生物性污染（2）按污染物在空气中的状态分悬浮颗粒物气态污染物

污染物分类：（1）按污染物的性质分类：

物理性污染

化学性污染

生物性污染

电磁辐射，噪声，振动，不适宜的温度、湿度、风速、照明……甲醛、氨气、氡及其子体和悬浮颗粒细菌、真菌、花粉、病毒……（2）按污染物在空气中的状态分：

悬浮颗粒物

气态污染物

悬浮在空气中的固体粒子和液体粒子包括：无机和有机颗粒物、微生物及生物溶胶以分子状态存在的污染物包括：无机化合物、有机化合物和放射性物质室内装修及建筑材料室外来源人类新陈代谢生物性污染人类活动室内用品1.1.2室内污染物的来源污染物·来源危害甲醛室内胶合板、人造板材、泡沫塑料或装修油漆等吸入过多的甲醛，会对神经系统、呼吸系统造成毒害，是一类致癌物。微生物细菌及病毒；软质家具中寄住的灰尘螨；猫、狗等宠物寄生虫等引发支气管炎及哮喘，皮肤过敏等可吸入颗粒物粉尘、烟雾PM10\PM2.5等容易引起严重肺病挥发性有机物建筑材料、室内装饰材料及办公生活用品。胶粘剂、壁纸、换妆品、洗涤剂、燃料、烟气等。容易引起严重呼吸道疾病及肺病放射性污染物装饰装修材料，如瓷砖、石材等含有的放射式核素衰变产物-氡气认定为除了吸烟以外引起肺癌的第二大因素。1.1.3室内污染物的类型及危害1.不良建筑物综合症（SickBuildingSyndrome，SBS）

某些建筑物内房间由于空气污染、空气交换率低，以至于建筑物内房间里生活、工作的人群产生一系列症状，而离开该建筑物后，症状即可消退。这种建筑物被称为“病态（或不良）”建筑物，产生的系列症状被称为“病态建筑物综合症”，其主要症状表现为眼、鼻、耳、喉部有刺激感，头痛，易疲劳，呼吸困难，皮肤刺激，嗜睡，哮喘等非特异症状。1.1.4

室内污染对人体健康的危害2.致癌作用

苯、多环芳烃及其衍生物、放射性废弃物，氡等。3.导致各种呼吸道、神经系统疾病NH3\SO2等可引发各种呼吸道、神经系统疾病、肺气肿、肺癌等。4.

急慢性中毒CO中毒、酚中毒以及吸烟导致的慢性中毒。一、室内空气品质(IAQ)的定义

可接受的室内空气品质：空调房间内绝大多数人(80%或更多)没有对室内空气表示不满意，并且空气中没有已知的污染物达到了可能对人体健康产生严重威胁的浓度。

感受到的可接受的室内空气品质：空调房间中绝大多数人没有因为气味或刺激性而表示不满。

1.1.5

室内空气品质二、影响室内空气品质的因素影响类别主要因素建筑外环境

气候、室外空气品质、土壤、水

建筑设计

外墙、结构、楼层和隔断、污染物路径和驱动力

暖通空调系统

通风系统运行程序和时间、设计参数、日常管理和清洁、设备维护

建筑装饰材料及设备设备、材料、室内陈列、室内电器

室内人员及其活动

在室人员活动、新陈代谢、个人卫生

三、改善室内空气品质的措施和方法1.注意室内通风2.发挥新风效应3.消除和控制室内污染源4.减少或消除室内人员的污染

5.优化暖通空调系统的设计

6.建筑设计要遵循生态环境的设计原理室内空气品质检测仪器TES-1360温湿度计和Testo425德图风速仪

HD-2000型智能化γ辐射仪

4000系列型数字气体分析仪(SO2)

GDYQ－301S现场氨测定仪

Interscan4150型二氧化氮分析仪

4000系列型数字气体分析仪(NO)

室内空气品质检测仪器

1027氡连续测试仪

P-5L2C型便携式微电脑粉尘仪

SENTEX气相色谱仪4160型甲醛分析仪

GXH－3010E型便携式红外线二氧化碳分析仪

GXH－3011A型便携式红外线一氧化碳分析仪231.2

通风空调的作用及发展概况通风（Ventilating）是建筑环境控制技术三个分支（采暖、通风与空气调节）之一。通风是为改善生产和生活条件，采用自然或机械的方法，对某一空间进行换气，以形成安全、卫生等适宜空气的技术。换句话说，通风是利用室外空气（成为新鲜空气或新风）来置换建筑物内的空气（称室内空气）以改善室内空气品质。一、什么是通风？1.2.1

通风空调的概念及作用通风的功能通风的主要作用：提供人呼吸所需要的氧气。稀释室内污染物或气味。排除室内工艺过程产生的污染物。除去室内多余的热量（称余热）或湿量（称余湿）。提供室内燃烧设备燃烧所需的空气。1.2通风空调的作用及发展概况

空调（AirConditioning）的含义：使某一房间或空间内的空气温度、湿度、洁净度和空气流动速度（俗称四度）等参数达到给定要求的技术。

空调的主要作用：对建筑热湿环境、空气品质进行全面控制，包含了通风的部分功能。有些场合，也需要对空气的压力、气味、噪声等进行控制。

空调的主要任务：就是在任何自然条件下，将室内空气维持在一定的温度、湿度、气流速度及一定的洁净程度。简单地说：空调就是夏天制冷，冬天制热。

二、什么是空调？单元1通风空调系统的发展

为什么要空调？屋顶灯电脑等设备地板外墙太阳玻璃渗透人隔墙冬季热量夏季能量守恒外界环境空调系统夏季送冷风冬季送热风夏季排热量冬季吸热量室内怎样才能冬暖夏凉？冰窖和寒凉殿冰窖顾名思义，一般都是建在地下，隔绝阳光和空气。冬天时候把冰放进去，由于冰窖基本不通风，深于地下，且没有光照，所以热量很少传导进去，保温很好，所以冰块可以存很长时间。一、我国古早时期的降暑方式1.2.1

通风空调的发展概况凉屋到了唐朝时期，为了更好的有效利用资源，聪明的匠人们造出了先进的"空调房"。那时候长安的富户都会修建一种屋子，叫做"凉屋"。"凉屋"一般建在活水边上，用水车把活水抽到屋顶，顺着屋檐流下来，周而往复，流水就会带走整个屋子的热量。这个水车叫做"扇车"，在抽动活水的同时，还能驱动屋里的风扇轮子转动，送出凉风，这种机械装置巧夺天工，堪称中国最古老的空调。如果这个凉屋刚好修在山脚下、流水边，就可以直接利用山泉、瀑布、河流的力量，连卖苦力的仆人都省了，既能降温，又能送风，还能成为一道水帘瀑布般的风景，一举三得。含凉殿《唐羽林》中说，唐玄宗在含凉殿召见大臣，宝座后有水力带动的风扇产生凉气，而且还把水引到天花板上再洒下来，"四隅积水成帘飞洒"，其清凉自不必言。有时我们去一些保存的比较好的古镇老宅子里，会看见屋里有块地板是带孔洞的，下面其实是挖的深井。据说洞里流通的空气还是冬暖夏凉的，非常智能！19世纪，英国的科学家及发明家麦可·法拉第发现压缩及液化某种气体可以将空气冷冻，而使液化氨气蒸发就能产生这种冷冻现象，但是冷冻技术理念当时仅仅止步于此。1842年。到了夏天，佛罗里达州疟疾和黄热病得病率非常高，人们要忍受病痛和高温的双重折磨。一名叫约翰·哥里的医生发明了制冰降温装置给病人们降温。之后他想到可以使用制冰机管理大厦的环境，并构想了令整个城市凉快的中央空气调节系统。但约翰发明的制冷装置除了体积庞大、效率低下外有个很大的问题。由于装置需要先制冰后制冷，导致空气温度降低的同时，空气湿度也随之增加。二、近代空调的起源在1902年威利斯·开利把改进制冷装置的问题给解决了。1925年，开利与一个大剧院合作并给剧院安装了当时的离心式空调机。进入剧院时的那种沁凉和舒爽彻底征服了剧院的观众。20世纪50年代后期，空调才真正走进美国人的家庭。日本东芝于1981年研发的变频空调有效解决了定频空调不能兼顾节能和控温的问题。变频技术是在室温达到设定温度之后，自动改变压缩机的功率，使之一直以低功耗保持室内温度的相对稳定。1988年日本又研制出了直流变频技术，这种直流变频空调性能相对更加优异，并且迅速成为现代空调的主流。我国的第一台空调是安装在1924年上海延安西路164号，建筑面积3300㎡的嘉道理大理石大厦（现中国福利会少年宫）中，当时使用的是美国约克公司氨立式2缸和4缸活塞式冷水机组，这是我国第一个安装中央空调的商用建筑。

三、中国空调的发展史1950年暖通空调专业开始萌芽。在苏联专家的帮助下先后有，清华大学、同济大学、天津大学、湖南大学、重庆建筑工程学院、西安冶金建筑工程学院、太原工学院八所高校成立暖通专业，现在行业内统称为老八所。20世纪60年代上海冰箱厂生产了第一台三相电源的窗式空调器。1974年春兰研制出窗式空调1984年，美的、华宝家用空调公司在顺德成立；1985年，海尔生产出我国第一台分体空调器。通风与空气调节的发展方向1、设计观念和方法的变革。2、适应城市能源结构变动的新趋势。3、节约能源。4、新技术的应用采取既积极又慎重的态度。如：制冷剂替代。5、适应智能建筑在中国的发展。6、通风空调与可持续发展(SustainableDevelopment)。441.3

城轨通风空调系统的组成、功能及特点通风空调系统是指在车站站厅、站台、隧道、设备及管理用房等所处的环境进行空气处理的系统，是城市轨道交通通风空调系统的简称，1.3.1

城轨通风空调的组成1.3.1

城轨通风空调的功能地下车站通风兼排烟系统是为了保证车站范围内空气的流通，同时兼具排烟功能；公共区通风空调系统（大系统）是为了保证车站公共区的空气环境能够满足人员的舒适性要求；设备及管理用房通风空调系统（小系统）是为了保证设备操作人员的空气环境舒适性要求和设备运转所需的空气环境条件。空调水系统提供空调用冷冻水，满足冷却空气的需要。

各系统之间既相互独立，又在相关运营工况下协调运行，完成对城市轨道交通的整体空气调节的功能。

城市轨道交通线路是一座狭长的地下线路，除各出入口与大气相通以外，可以认为城市轨道交通基本上是与大气隔绝的。由于列车运行、设备运转和乘客等会散发出大量的热量，若不及时排除，车站内部的空气温度就会升高，同时，车站周围的土壤温湿度通过围护结构的渗透量也较大，若不加以排除，站内空气湿度会增大，这些都会使乘客无法忍受。

通风空调系统作为城市轨道交通中的重要设备系统之一，担负着对城市轨道交通内部空间的空气温度、湿度、空气流速、空气压力和空气品质进行控制的任务。1.3.1

城轨通风空调的特点列车正常运行时，为乘客和工作人员提供一个适宜的人工环境，满足其生理和心理要求；当列车阻塞在区间隧道时，向阻塞区间提供一定的通风量，保证列车空调等设备正常工作，维持车厢内乘客在短时间内能接受的环境条件；当发生火灾事故时，提供迅速有效的排烟手段，为乘客和消防人员提供足够的新鲜空气，并形成一定的迎面风速，引导乘客安全迅速地撤离火灾现场；为各种设备提供必要的空气温度、湿度以及洁净度等条件，保证其正常运转。491.4

城轨通风空调系统的设计规范城轨通风空调的设计原则：（一）列车车厢设置空调，车站设置屏蔽门时，地铁隧道夏季的最高温度不得高于40℃。（二）当地下车站采用干球温度低2～3℃，且不应超过30℃。（三）站台层的空气计算温度比站厅层的空气计算温度低1～2℃。（四）当采用空调系统时，每个乘客每小时需供应的新鲜空气量不应少于12.6m³，且系统的新风量不应少于总送风量的10%。（五）地下车站管理用房及设备用房内每个工作人员每小时需供应的新鲜空气量不应少于30m³，且新风不应少于总送风量的10%。（六）站厅温度：30℃，站台温度：28℃，相对湿度：59.5～64%；管理及设备用房：25℃～36℃，相对湿度：45～65%。（七）地面进风风亭应设在空气洁净的地方，任何建筑物距通风亭的口部的直线距离不应小于5m。（八）隧道通风系统的通风量，应保证隧道内换气次数每小时不少于3次。（九）地铁的通风空调系统设备传至站厅、站台厅的噪声不得超过70dB（A），传至地面风亭的噪声应符合国家现行有关城市区域环境噪声标准的要求。（十）车站管理用房及设备用房的通风空调应有消声和减振措施。通风空调设备传至各房间内的噪声不得超过60dB（A）。（十一）通风空调机房内的噪声不得超过90dB（A）。单元3城轨通风空调系统的设计规范地铁出入口建筑通风亭531.5

城轨通风空调系统的制式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。开式系统：开式系统是应用机械或“活塞效应”的方法使地铁内部与外界交换空气，利用外界空气冷却车站和隧道。闭式系统：使地铁内部基本上与外界大气隔断，仅供给满足乘客所需的新鲜空气量，车站一般采用空调系统，而区间隧道的冷却是借助于列车运行的“活塞效应”携带一部分车站空调冷风来实现。屏蔽门系统：在车站的站台与行车隧道间安装屏蔽门，将区间与车站分隔开，车站安装空调系统，区间隧道采用通风系统（机械通风或活塞通风，或两者兼用）。

1)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。

开式系统又分为：（1）活塞通风

图8-1开式系统

（2）机械通风

1.5.1开式系统

2)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，线路露出地面的洞口则采用空气幕隔离，防止洞口空气热湿交换。

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。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。1.5.2

闭式系统

3)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