一、概念

　　1、地鐵、輕軌：遠期單向客運能力地鐵（3萬人次/h以上）、輕軌（3萬人次/h以下）。

　　2、車站：島式站、側式站、明挖車站、暗挖車站、換乘站（十字換乘、L型換乘、平行換乘、通道換乘）。

　　3、公共區：車站站廳層公共區為供乘客完成售檢票到乘車區及出站的區域；站臺層公共區為乘客上、下列車的區域。

　　4、環控系統；

　　5、活塞通風：利用地鐵列車在隧道內的快速運行所產生的活塞效應而形成的一種通風方式。

　　6、過渡性舒適。

　　二、地鐵通風空調系統的特點和功能

　　特點：

　　1、系統設計復雜、管線占用空間大；

　　2、能耗大、運行費用高；

　　3、對地鐵車站方案影響大，一旦成型無法更改。

　　功能：

　　1、為乘客提供往返于地面至列車的過渡性舒適的環境；

　　2、為工作人員提供舒適的工作環境；

　　3、保證設備正常運行所需環境；

　　4、當列車在隧道內發生阻塞事故時，保證列車周圍環境溫度滿足列車空調系統正常運行的要求；

　　5、發生火災的情況下，進行合理的氣流組織，及時排煙，誘導乘客疏散。

　　三、地鐵通風空調系統的“制式”

　　車站公共區與區間隧道的分隔形式不同，習慣叫系統制式。目前主要有屏蔽門和安全門兩種制式。

　　開式系統：

　　1、概念：通風系統實現內部環境的控制目標。

　　2、做法：隧道設置機械風井和必要的活塞風井，風井、車站出入口及隧道峒口與室外空氣相通，車站與隧道相通（設置安全門），不需要迂回風道，利用活塞或機械進行通風。

　　閉式系統：

　　1、概念：車站采用空調系統，區間隧道冷卻借助行車“活塞效應” 攜帶的部分車站空調冷風來實現”內部環境的控制要求。

　　2、做法：隧道設置機械風井和必要的活塞風井，風井、車站出入口及隧道峒口與室外空氣相通，車站與隧道相通（設置安全門），需要迂回風道，利用活塞或機械進行通風。

　　3、開式運行：地鐵隧道通風與空調系統運行模式之一。開式運行時，隧道內部空氣通過風機、風道、風亭等設施與外界大氣進行空氣交換。

　　4、閉式運行：地鐵隧道通風與空調系統運行模式之一。閉式運行時，隧道內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。

　　開閉式系統：

　　1、概念：根據需要，運行時控制隧道、車站與外界大氣的通風量，通過“開、閉式”運行實現內部環境的控制要求。

　　2、做法：風井、車站出入口及隧道峒口與室外空氣相通（設置安全門），車站與隧道相通，需要迂回風道，利用活塞或機械進行通風。

　　3、運行：夏季閉式運行，車站內采用空調，與室外連通的風井關閉，新風量一是通過風機從室外向車站提供，二是活塞效應從車站出入口帶進。區間隧道環境借助于列車行駛時的活塞效應將車站空調冷風攜帶入區間，迂回風道開啟，滿足閉式運行活塞風泄壓要求；過渡季開式運行，開啟與室外連通的風井，關閉迂回風道，加大與外界通風量，滿足環境控制要求。

　　嚴寒地區冬季閉式運行，非冬季開式運行。

　　4、案例：北京地鐵很多條線、嚴寒地區地鐵線、廣州地鐵1號線、上海地鐵2號線、南京地鐵1號線等。

　　屏蔽門系統：

　　1、概念：公共區與隧道軌行區隔開，車站公共區設置空調系統，區間隧道采用活塞通風或機械通風的方式，分別實現內部環境的控制要求。

　　2、做法：設置屏蔽門將站臺公共區與隧道軌行區完全屏蔽。隧道設置機械風井和活塞風井。

　　3、運行：區間隧道全年采用活塞通風方式需要時輔助機械通風。車站通風空調類似一般建筑物。

　　4、案例：深圳、廣州、上海大部分地鐵。

　　優缺點對比：

　　確定原則：

　　1.多專業多影響因素，以通風空調系統節能為主來確定。

　　2.宜優先采用通風方式，選擇開閉式系統。

　　3.設置空調系統，一般空調季節時間長的地區選用屏蔽門系統；過渡季節時間長的地區選用開閉式系統；

　　4.無疑可調屏蔽門系統具有明顯的概念優勢。

　　地鐵通風與空調系統的確定應符合下列規定：

　　1、 地鐵通風與空調系統分為通風系統（含列車活塞通風、自然通風和機械通風）和空調系統兩種系統方式；

　　2、 地鐵通風與空調系統應優先采用通風系統（含列車活塞通風、自然通風和機械通風）；

　　3 、在夏季當地最熱月的平均溫度超過25℃，且地鐵高峰時間內每小時的行車對數和每列車車輛數的乘積不小于180 時，應采用空調系統；

　　4、在夏季當地最熱月的平均溫度超過25℃，全年平均溫度超過15℃，且地鐵高峰時間內每小時的行車對數和每列車車輛數的乘積不小于120 時，應采用空調系統。

　　5、“通風空調系統制式應結合地鐵的運輸能力、當地的氣候條件、人員舒適性要求和運行及維護費用等因素進行技術經濟綜合比較來確定?！?/p>

　　四、地鐵通風空調系統的組成

　　隧道通風系統包括：

　　區間隧道通風機（TVF，車站和隧道中間）、車站隧道排熱風（TEF，屏蔽門）、射流（推力）風機（長隧道、雙線隧道、渡線等輔線）、工況轉換風閥、消聲器、活塞風道、機械風道、迂回風道（開閉式）及對應風井、風亭。

　　公共區通風空調系統（大系統）：

　　與其他建筑風系統空調的不同點是采用雙風機系統（回/排風機）并設最小新風機設備管理用房通風空調系統（小系統）通常采用雙風機一次回風系統。

　　集成閉式系統：

　　將隧道通風系統與車站通風空調系統進行有機結合。主要設計思路是充分利用風道內的空間、優化合并隧道通風系統和公共區通風空調系統，有利有弊。介紹一些其他系統變化。

　　隧道通風系統：

　　大系統：

　　小系統：

　　隧道通風系統：

　　五、地鐵風機盤管

　　地鐵風機盤管應用介紹：

　　依靠風機的強制作用，使空氣通過盤管，機組內不斷的再循環所在房間的空氣，使空氣通過冷水（熱水）盤管后被冷卻（加熱），以保持房間溫度的恒定，維持在一個認為舒服的環境溫度。

　　風機盤管設備分類：

　　按形式：臥式暗裝、臥式明裝、立式暗裝、立式明裝、卡式五種；

　　按厚度：超薄型、普通型；

　　按有無冷凝水泵：普通型、豪華型；

　　按機組靜壓：0Pa、12Pa、30Pa、50Pa、80Pa（機外靜壓）；

　　按照排管數量：兩排管、三排管 ；

　　按制式：兩管制、四管制。

　?、?a href="http://www.szyide.com.cn" target="_blank" class="keylink">制冷機耗能做功，把冷水中的熱量轉移到冷卻水中；

　?、抢鋮s水的熱量經冷卻塔噴淋、氣化被轉移到環境大氣中?？照{在營造舒適小環境的同時，消耗大量能源和淡水，向大氣排放的熱量和CO2氣體污染了環境。

　　風機盤管空調系統新風引入方式：

　　風機盤管所說的幾排指的是風機盤管表冷器銅管的排數，一般的二排就是銅管兩排，每排8根，一共16根銅管；三排就是銅管三排，每排8根，一共24根銅管。銅管的根數越多，制冷效果越好。

　　兩管制：普通風機盤管夏季走冷水制冷，冬季走熱水制熱。

　　四管制：多用于一些比較豪華場所，可以同時走熱水和冷水，即可以根據需要有的房間制冷，有的房間取暖。

　　工點設計：

　　工點設計是按照總體性（院）、系統性（院）設計的要求，對具體車站、隧道通風系統進行的工程實施性設計。從初步設計階段開始進行工點設計。

　　負責部分負荷計算；必須遵循系統設計要求；

　　分系統顯示設計示例。

　　六、負荷計算

　　先來了解下中央空調系統的典型制冷運行過程：

　　中央空調系統運行的過程實質上是熱量轉移的過程。

　　中央空調制冷時，典型的制冷時熱量轉移過程如下：

　　1、空調室內熱空氣經風機盤管中的冷水吸收，熱量被轉移到冷水中；

　　負荷計算：

　　地鐵空調負荷特點：

　　1.受外界氣象條件的影響較小，內熱源為主。

　　2.列車牽引、制動系統散熱，列車空調散熱是影響隧道及站臺熱環境的主要因素，是主要的內熱源。

　　3.客流量有相當大的波動性。

　　4.由于被厚土層覆蓋，維護結構的蓄熱量很大，熱惰性明顯。從建成運行起，一般要經歷1～2年“結露防濕”，5～15年“升溫”兩階段后，才能達到“溫度穩定”的階段。

　　室外設計參數：

　　人體負荷：

　　人數確定：高峰小時客流比較早、晚客流，取大者計算，超高峰小時系數按1.4確定。

　　乘客在車站平均停留時間如下：上車客流車站平均停留時間為按行車間隔（站臺a2）加3min（站廳a1）；下車客流車站平均停留時間為3min，站廳、站臺各1。5min(b1、b2)。

　　Gc=A1/60 a1+A2/60 b1

　　Gp=A1/60 a2+A2/60 b2

　　其中：Gc-站廳計算人員數量

　　Gp-站臺計算人員數量

　　A1-車站小時上車客流（人/小時）

　　A2-車站小時下車客流（人/小時）

　　換乘站需要考慮各線的換乘系數，應根據建筑布置情況分析考慮。

　　設備負荷

　　自動扶梯、電梯、閘機、自動售票機、自動加值驗票機等散熱設備按指標。

　　照明負荷：照明燈具、廣告燈箱、指示牌等按指標。

　　圍護結構負荷：熱庫（站臺）、熱庫（站廳）。

　　屏蔽門傳熱負荷：傳熱按一維穩態導熱計算。

　　滲透風負荷：應由系統設計單位經計算后提供風量或負荷。出入口空氣滲透（計入站廳，200W/㎡）、屏蔽門傳熱及滲透（計入站臺36000W/站）。

　　新風負荷：按每人最小值、總風量%和屏蔽門漏風量大值。（13.2.18 當采用空調系統時，每個乘客每小時需供應的新鮮空氣量不應少12.6m3，且系統的新風量不應少于總送風量的10%。）

　　濕負荷：分為人員散濕量、結構壁面散濕量和滲透風帶入的散濕量。一般按照相關資料的經驗推算。

　　當站臺層未設置屏蔽門時，影響車站空調系統能耗系統的因素較為復雜，除上述已列舉的一些參量外，尚需考慮車輛行駛（諸如：發車密度、運行對數、?？繒r間、牽引曲線等）的影響，此時列車運行散熱（空調、制動等）帶來的負荷，成為站臺空調負荷的主要來源。由于未設置屏蔽門，空調負荷計算難以將車站與隧道區別對待。對于地鐵設計的初步階段，可以采用一些與列車相關的估算方法，施工設計一般需要系統設計模擬給出負荷。

　　七、其他相關知識

　　系統設計要求-統一規定：

　　系統設計和總體設計單位提供的諸如設計技術要求、施工圖細則、標準圖、通用圖技術資料等，是工點設計單位開展設計的基礎條件，必須嚴格遵守。

　　《設計說明模版》《計算模版》《圖例、參考圖》《文件編制深度》…

　　接口：

　　1、建筑專業需提供的資料：

　　提供詳細，完整，正確的車站地形圖、車站平剖面圖（包括車站出入口通道，風井和風道）。提供區間隧道管線標準橫斷面圖(含管線布置)。

　　2、向建筑專業提供的資料：

　　區間隧道通風機房、空調通風機房、冷凍機房布置。

　　有隔振、吸聲要求的設備用房，提供設備振動、噪聲資料。風管、水管距頂板或梁底最小高度、吊頂配合高度。風管穿越樓板、穿墻、梁時的預留孔位置、尺寸、標高。

　　風亭口部面積、高度和百葉要求。

　　環控設備吊裝孔位置、尺寸和運輸通道。

　　環控機房門位置和隔聲要求。上排熱風道底標高。

　　結構專業：

　　對土建風道提出表面粗糙度要求以及內表面需要加涂保溫材料的風道。

　　提供放置在樓板上的冷水機組、風機、水泵、空調設備等結構專業進行設備基礎設計所需的設備靜重量、運轉重量和尺寸，基礎尺寸。

　　梁、板、柱上需懸掛設備吊點位置、設備靜止重量和運轉重量、預埋件尺寸及數量。

　　中樓板、頂板預留孔位置尺寸和預埋件數量。

　　風管、水管穿越樓板、抗震墻的預留孔位置尺寸和預埋件數量 。

　　給排水專業：

　　1、給排水專業需提供：設置氣體保護的設備房間以及該房間對火災排煙的要求。

　　2、向給排水專業提供：

　　冷水機組、水泵、表冷器及空調處理機組等設備排水地漏位置和標高。冷凍水系統、冷卻塔注水口、膨脹水箱補水、排水位置，標高及管徑等。

　　空調表冷器及冷卻水系統冬季排空存水等。

　　風亭底部排水要求。

　　電氣專業：

　　1、電氣專業需提供的資料：

　　各電氣用房的使用要求（溫濕度及其它特殊要求）。

　　用電設備的發熱量。

　　2、向電氣專業提供的資料：

　　環控設備用的電機型號、規格、功率、電壓、受電點位置。各種電動風閥、防火閥、電磁閥的電壓、規格、功率和受電點位置。環控設備控制要求。

　　土建風道內照明要求及檢修用照明要求。

　　控制專業：

　　1、FAS/BAS專業需提供的資料：

　　提供FAS/BAS設備用房的使用要求（溫濕度及其它特殊要求），及FAS/BAS設備的發熱量。

　　2、向FAS/BAS專業提供的資料：

　　環控系統正常工況、阻塞工況和火災工況冷水機組、水泵、冷卻塔和風機、風閥、水閥操作控制表。

　　提供各車站環控設備控制量、顯示量。

　　設計示例：

　　1、工點設計單位根據系統設計提供的區間隧道通風系統原理圖、風機等設備選型要求進行設計。隧道通風系統的各種風機的選型、風量、風壓、功率；活塞通風、機械通風道數量、位置（特殊情況下提供設置的里程點）、過風面積，迂回風道過風面積等均應在系統設計中計算確定。

　　下列場所應設置機械防煙、排煙設施：

　　1、地下車站的站廳和站臺；

　　2、區間長度大于300米的區間隧道和全封閉車道；

　　3、防煙樓梯間和前室。

　　4、隧道通風設備一般設在車站兩端。活塞風道有效斷面積、活塞風閥、機械風閥的有效過風面積、活塞風道長度、轉彎數量應符合統一技術要求。

　　5、另外隧道通風系統中還包括中間風井、過渡段、折返線等輔線處的局部通風設施設計。

　　隧道通風系統：

　　大系統：

　　1、根據系統設計提供的大系統原理圖、空調負荷匯總進行設計。

　　2、大系統設備宜布置在車站兩端，各負責半端車站空調負荷；困難時，也可布置于車站一端。

　　3、車站通風空調設備不宜少于兩臺，以便故障時尚可支撐。

　　4、一定長度的通道和出入口也應進行通風空調。

　　小系統：

　　1、小系統的形式應結合統一技術要求、車站特點設計。

　　2、通常情況下小系統的空調系統采用集中式全空氣系統，該系統的優點是可以兼顧排煙及過渡季的通風功能。根據設計工況下的室內外空氣焓值比較，采用一次回風雙風機系統。

　　3、原則上應以使用時間相同、要求相近、布置相對集中為原則劃分系統。目前一般按通風/空調、設備/辦公和氣體滅火保護的用房等原則劃分系統。工藝空調另外設置多聯機空調。

　　4、還可以采取其他空調方式，克服風系統個性調節性差的缺點。

　　設計示例：

　　水系統：

　　一般每個地下車站均設置獨立冷凍站。冷凍機房宜根據地面冷卻塔設置條件、空調負荷重心的位置設于車站一端。

　　小系統冷水機組可以單獨設置，且管路與大系統并聯，以便于大小系統相互補充，互為備用。水系統宜采用末端變水量系統。地下車站水系統定壓方式應優先采用地面設置高位水箱的方式。

　　冷凍機房內冷水機組的選用不宜少于2 臺，不需設置備用機組，當只選用一臺冷水機組時，宜選用多機頭聯控型機組；（設計示例）

　　常用設備：

　　可逆轉耐高溫軸流風機（TVF）：

　　1、結構特征：電機內置，軸聯傳動；風機葉片平直、葉片停機可調；一般設有防喘振環。

　　2、主要技術特征：

　?。?）風量大、壓頭低；

　?。?）逆轉工況下的風量、風壓和功率與正轉基本一致，風機正、逆轉效率>76%；

　?。?）具有耐高溫250℃，持續運行1h的功能要求。

　　3、地鐵中常用風機規格18#、20#、22#，風量40～90m3/s，風壓800～1200Pa。

　　單向運轉耐高溫軸流風機（TEF）：

　　1、結構特征：電機內置，軸聯傳動；葉片設計、葉片停機可調；進氣口設集流器、防護網；

　　2、主要技術特征：

　　（1）風量大、壓頭低；

　?。?）UPE/OTE風機效率≥84%，靜壓比≥70%；

　?。?）具有耐高溫250℃，持續運行1h的功能要求。

　　3、地鐵中常用風機規格12#、16#、18#，風量30～60m3/s，風壓900～1500Pa。

　　射流風機（推力風機）：

　　1、結構特征：電機內置，軸聯傳動；葉片停機可調；兩端設管式消聲器（一般每端長度為2D）；

　　2、主要技術特征：

　?。?）風量大、風速高、標準推力F=1000~2000N；

　　（2）具有耐高溫250℃，持續運行1h的功能要求；

　　3、推力定義—是指風機噴射出的高速氣流通過動能傳遞使周圍空氣沿全斷面流動的作用力，單位以牛頓（N）計。

　　片式消聲器：

　　1、結構形式及應用范圍

　　（1）金屬外殼片式消聲器：用于通風機進出口兩端，直接與風機前后漸擴管相連接；

　　（2）結構片式消聲器：用于土建風道內。

　　2、主要技術特征：

　?。?）對風機運轉時發出的中、低頻噪聲效果明顯。

　?。?）應具有防潮、防蟲、防火等性能，能承受較大的內外壓差。

　?。?）消聲片高度和長度采用標準規格，消聲器金屬外殼應模數化，散件進場，易于現場進行拼裝；

　　組合式風閥：

　　1、應用范圍：

　?。?）區間隧道通風系統，風井內設有若干臺臥式或立式組合組合風閥，以實現活塞風和機械通風相互轉換的功能。

　?。?）車站排熱系統與大系統的風道中也使用組合式風閥。

　　2、結構特征：由底框架、多個單體多葉風閥、聯桿（或齒輪）傳動機構、電動執行機構等部件組成。

　　3、主要技術特征：

　　（1）風閥葉片全閉時，應有良好的密封性能；

　?。?）風閥只有全開和全閉兩種狀態，啟閉全行程時間不超過60秒，啟動驅動方式可電動和手動。

　　（3）有效通風面積不小于80% ；在靜壓1000Pa的條件下，泄漏率小于1%；

　　（4）在風壓1400Pa的條件下，風閥葉片應啟閉自如；