地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

        一、背景
        地鐵車站及區(qū)間隧道是狹長的地下建筑，除各車站出入口、送排風(fēng)口與外界相通外，基本上與外界隔絕。由于列車運行及大量乘客的集散，使得地鐵環(huán)境具有如下特點：列車運行過程中產(chǎn)生大量的熱被帶入車站；列車及各種設(shè)備的運行產(chǎn)生的噪聲不易消除，對乘客造成很大影響；地鐵列車運行時產(chǎn)生活塞效應(yīng)，若不能合理利用，易干擾車站的氣流組織，影響車站的負(fù)荷；地層具有蓄熱作用，隨著運營時間的增加，地鐵系統(tǒng)內(nèi)部的溫度會逐年升高；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)事故時，將導(dǎo)致環(huán)境惡化，不易救援。
        二、地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)
        地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)一般分為開式系統(tǒng)、閉式系統(tǒng)和屏蔽門式系統(tǒng)。根據(jù)使用場所不同、標(biāo)準(zhǔn)不同又分為車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)和車站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。
        1、開式系統(tǒng)
        開式系統(tǒng)是應(yīng)用機械或"活塞效應(yīng)"的方法使地鐵內(nèi)部與外界交換空氣，利用外界空氣冷卻車站和隧道。這種系統(tǒng)多用于當(dāng)?shù)刈顭嵩碌脑缕骄鶞囟鹊陀?5℃且運量較少的地鐵系統(tǒng)。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，如同活塞作用，使列車正面的空氣受壓，形成正壓，列車后面的空氣稀薄，形成負(fù)壓，由此產(chǎn)生空氣流動。利用這種原理通風(fēng)，稱之為活塞效應(yīng)通風(fēng)。
        活塞風(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)趕時井?dāng)嗝媸诔叽?，使有效換氣量達到設(shè)計要求。實驗表明：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現(xiàn)的，因此全"活塞通風(fēng)系統(tǒng)"只有早期地鐵應(yīng)用，現(xiàn)今建設(shè)的地鐵多設(shè)置活塞通風(fēng)與機械通風(fēng)的聯(lián)合系統(tǒng)。 
        2、機械通風(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)置機械通風(fēng)系統(tǒng)。
        根據(jù)地鐵系統(tǒng)的實際情況，可在車站與區(qū)間隧道分別設(shè)置獨立的通風(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?，運量不大的地鐵系統(tǒng)，可設(shè)置車站與區(qū)間連成一起的縱向通風(fēng)系統(tǒng)，一般在區(qū)間隧道中部設(shè)中間風(fēng)井，但應(yīng)通過計算確定。
        2、閉式系統(tǒng)
        閉式系統(tǒng)使地鐵內(nèi)部基本上與外界大氣隔斷，僅供給滿足乘客所需的新鮮空氣量。車站一般采用空調(diào)系統(tǒng)，而區(qū)間隧道的冷卻是借助于列車運行的"活塞效應(yīng)"攜帶一部分車站空調(diào)冷風(fēng)來實現(xiàn)。這種系統(tǒng)多用于當(dāng)?shù)刈顭嵩碌脑缕骄鶞囟雀哂?5℃、且運量較大、高峰時間內(nèi)每小時的列車運行對數(shù)和每列車車輛數(shù)的乘積大于180的地鐵系統(tǒng)。 暖通空調(diào)在線
        3、屏蔽門系統(tǒng)
        在車站的站臺與行車隧道間安裝屏蔽門，將其分隔開，車站安裝空調(diào)系統(tǒng)，隧道用通風(fēng)系統(tǒng)(機械通風(fēng)或活塞通風(fēng)，或兩者兼用)。若通風(fēng)系統(tǒng)不能將區(qū)間隧道的溫度控制在允許值以內(nèi)時，應(yīng)采用空調(diào)或其他有效的降溫方法。
        安裝屏蔽門后，車站成為單一的建筑物，它不受區(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)間隧道與車站間通過屏蔽門的傳熱和屏蔽門開啟時的對流換熱。此時屏蔽門系統(tǒng)的車站空調(diào)冷負(fù)荷僅為閉式系統(tǒng)的22%~28%，且由于車站與行車隧道隔開，減少了運行噪聲對車站的干擾，不僅使車站環(huán)境較安靜、舒適，也使旅客更為安全。
        地鐵環(huán)控系統(tǒng)一般采用屏蔽門制式環(huán)控系統(tǒng)或閉式環(huán)控系統(tǒng)。屏蔽門制式系統(tǒng)即：站臺和軌行區(qū)分開，車站為獨立的制冷、除濕區(qū)、因此有安全、節(jié)能和美觀等優(yōu)點。由于屏蔽門的隔斷，屏蔽門制式環(huán)控系統(tǒng)形成了兩個相對獨立的系統(tǒng)--車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和隧道通風(fēng)系統(tǒng)。