隨著城市軌道交通地不斷發(fā)展,地鐵已經(jīng)成為人們?nèi)粘3鲂械氖走x交通工具,而地鐵車(chē)輛空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的主要作用就是使客室內(nèi)的溫度、相對(duì)濕度、空氣流動(dòng)速度及潔凈度(主要指塵埃及二氧化碳含量)保持在規(guī)定的范圍內(nèi),為乘客創(chuàng)造舒適的乘車(chē)壞境。
地鐵空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的分類(lèi)
地鐵空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)一般分為開(kāi)式系統(tǒng)、閉式系統(tǒng)和屏蔽門(mén)式系統(tǒng)。
1
開(kāi)式系統(tǒng)
開(kāi)式系統(tǒng)是應(yīng)用機(jī)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(chē)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(yùn)量較少的地鐵系統(tǒng)。
活塞通風(fēng)
當(dāng)列車(chē)的正面與隧道斷面面積之比(稱(chēng)為阻塞比)大于0.4時(shí),由于列車(chē)在隧道中高速行駛,如同活塞作用,使列車(chē)正面的空氣受壓,形成正壓,列車(chē)后面的空氣稀薄,形成負(fù)壓,由此產(chǎn)生空氣流動(dòng)。利用這種原理通風(fēng),稱(chēng)之為活塞效應(yīng)通風(fēng)。
活塞風(fēng)量的大小與列車(chē)在隧道內(nèi)的阻塞比、列車(chē)行駛速度、列車(chē)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(lái)冷卻隧道,需要與外界有效交換空氣,因此對(duì)于全部應(yīng)用活塞風(fēng)來(lái)冷卻隧道的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),應(yīng)計(jì)算活塞風(fēng)井的間距及風(fēng)趕時(shí)井?dāng)嗝媸诔叽?,使有效換氣量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
實(shí)驗(yàn)表明:當(dāng)風(fēng)井間距小于300m、風(fēng)道的長(zhǎng)度在25m以?xún)?nèi)、風(fēng)道面積大于10m2時(shí),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(duì)大多數(shù)城市來(lái)說(shuō)都是很難實(shí)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(jī)械通風(fēng)的聯(lián)合系統(tǒng)。
機(jī)械通風(fēng)
當(dāng)活塞式通風(fēng)不能滿(mǎn)足地鐵除余熱與余濕的要求時(shí),要設(shè)置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。
根據(jù)地鐵系統(tǒng)的實(shí)際情況,可在車(chē)站與區(qū)間隧道分別設(shè)置獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。車(chē)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(shí)具備排煙功能。區(qū)間隧道較長(zhǎng)時(shí),宜在區(qū)間隧道中部設(shè)中間風(fēng)井。
對(duì)于當(dāng)?shù)貧鉁夭桓?,運(yùn)量不大的地鐵系統(tǒng),可設(shè)置車(chē)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(guò)計(jì)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(mǎn)足乘客所需的新鮮空氣量。車(chē)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(chē)運(yùn)行的"活塞效應(yīng)"攜帶一部分車(chē)站空調(diào)冷風(fēng)來(lái)實(shí)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(yùn)量較大、高峰時(shí)間內(nèi)每小時(shí)的列車(chē)運(yùn)行對(duì)數(shù)和每列車(chē)車(chē)輛數(shù)的乘積大于180的地鐵系統(tǒng)。
開(kāi)閉式系統(tǒng)特點(diǎn):
開(kāi)閉式系統(tǒng)應(yīng)用情況:
3
屏蔽門(mén)系統(tǒng)
在車(chē)站的站臺(tái)與行車(chē)隧道間安裝屏蔽門(mén),將其分隔開(kāi),車(chē)站安裝空調(diào)系統(tǒng),隧道用通風(fēng)系統(tǒng)(機(jī)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?xún)?nèi)時(shí),應(yīng)采用空調(diào)或其他有效的降溫方法。
安裝屏蔽門(mén)后,車(chē)站成為單一的建筑物,它不受區(qū)間隧道行車(chē)時(shí)活塞風(fēng)的影響。
車(chē)站的空調(diào)冷負(fù)荷只需計(jì)算車(chē)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(chē)站間通過(guò)屏蔽門(mén)的傳熱和屏蔽門(mén)開(kāi)啟時(shí)的對(duì)流換熱。
此時(shí)屏蔽門(mén)系統(tǒng)的車(chē)站空調(diào)冷負(fù)荷僅為閉式系統(tǒng)的22%~28%,且由于車(chē)站與行車(chē)隧道隔開(kāi),減少了運(yùn)行噪聲對(duì)車(chē)站的干擾,不僅使車(chē)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(mén)制式環(huán)控系統(tǒng)或閉式環(huán)控系統(tǒng)。
屏蔽門(mén)制式系統(tǒng)即:站臺(tái)和軌行區(qū)分開(kāi),車(chē)站為獨(dú)立的制冷、除濕區(qū)、因此有安全、節(jié)能和美觀等優(yōu)點(diǎn)。
屏蔽門(mén)系統(tǒng)作用:
屏蔽門(mén)應(yīng)用情況:
由于屏蔽門(mén)的隔斷,屏蔽門(mén)制式環(huán)控系統(tǒng)形成了兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng):車(chē)站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和隧道通風(fēng)系統(tǒng)。
1、隧道通風(fēng)系統(tǒng):
分為區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)和車(chē)站隧道通風(fēng)系統(tǒng)兩部分。
A、區(qū)間隧道活塞風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)(兼排煙系統(tǒng)),簡(jiǎn)稱(chēng)TVF系統(tǒng);
列車(chē)正常運(yùn)行時(shí),利用列車(chē)產(chǎn)生的活塞風(fēng)與室外空氣進(jìn) 行置換,排除區(qū)間隧道內(nèi)余熱、余濕。對(duì)不設(shè)隔墻 的兩站區(qū)間,正常運(yùn)行工況也需采用機(jī)械通風(fēng)方式,從車(chē)站兩端的活塞風(fēng)井進(jìn)風(fēng),使用TVF風(fēng)機(jī)排風(fēng)。
當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),列車(chē)停在區(qū)間隧道內(nèi)。則開(kāi)啟火 災(zāi)區(qū)兩端的TVF風(fēng)機(jī)、射流風(fēng)機(jī),提供新風(fēng),誘導(dǎo)乘客撤離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)列車(chē)火災(zāi)部位決定排煙方向,最小的氣流速度為2m3/s。
當(dāng)列車(chē)被阻塞在區(qū)間隧道時(shí),視情況開(kāi)啟TVF風(fēng)機(jī),保證列車(chē)空調(diào)器能正 常工作。正常情況下,每日地鐵運(yùn)營(yíng)前0.5h和運(yùn)營(yíng)結(jié)束后0.5h運(yùn)作風(fēng)機(jī),作早晚清潔通風(fēng)用,排除空氣異味,改善空氣質(zhì)量。
B、車(chē)站范圍內(nèi)、屏蔽門(mén)外站臺(tái)下排熱和車(chē)行道頂部排熱系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)UPE/OTE系統(tǒng)。
2、車(chē)站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)
分為車(chē)站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)(兼排煙系統(tǒng))簡(jiǎn)稱(chēng)大系統(tǒng)、車(chē)站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)(兼排煙系統(tǒng))簡(jiǎn)稱(chēng)小系統(tǒng)以及空調(diào)水系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)水系統(tǒng))。
車(chē)站設(shè)備管理用房主要包括車(chē)控室、站長(zhǎng)室、站務(wù)室、會(huì)議室、衛(wèi)生間等運(yùn)營(yíng)管理用房和通信機(jī)房、信號(hào)房、變電所、環(huán)控機(jī)房等設(shè)備用房。根據(jù)各設(shè)備管理用房的不同使用功能要求,結(jié)合實(shí)際建筑布局情況,對(duì)此部分房間進(jìn)行分類(lèi),大致可劃分為三類(lèi):第一類(lèi)如車(chē)控室、會(huì)議室等主要管理用房,均需要設(shè)置舒適性空調(diào)以滿(mǎn)足人員和設(shè)備的要求;第二類(lèi)像通信室、信號(hào)房等;第三類(lèi)如衛(wèi)生間等。
第一類(lèi)房間常采用空氣-水(風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng))系統(tǒng),第二類(lèi)房間可采用全空氣系統(tǒng),第三類(lèi)房間可采用全通風(fēng)系統(tǒng),采用送、排風(fēng)機(jī)通過(guò)風(fēng)管和防火閥對(duì)此類(lèi)房間進(jìn)行通風(fēng)換氣。
進(jìn)行排煙設(shè)備選擇時(shí),由于通風(fēng)空調(diào)兼排煙系統(tǒng)調(diào)試是按通風(fēng)空調(diào)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)試,因此需根據(jù)每一防煙分區(qū)的排煙量是否滿(mǎn)足面積1m3/min進(jìn)行校核。根據(jù)文獻(xiàn),進(jìn)行防煙分區(qū)時(shí),每個(gè)防煙分區(qū)面積不超過(guò)750m2,且排煙設(shè)備按照同時(shí)排除兩個(gè)防煙分區(qū)煙量配置,以確保發(fā)生火災(zāi)時(shí)排煙設(shè)備能滿(mǎn)足排煙要求。
4
排煙系統(tǒng)
1、排煙系統(tǒng)按車(chē)站站廳和站臺(tái)、區(qū)間隧道及設(shè)備管理用房分別設(shè)置。
(1)站廳、站臺(tái)的排煙系統(tǒng)。一般是正常通風(fēng)的排風(fēng)系統(tǒng)兼用的。該系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足正常排風(fēng)及火災(zāi)時(shí)排煙的要求;
(2)區(qū)間隧道的排煙系統(tǒng)宜用縱向一送一排的推拉式系統(tǒng)。排煙設(shè)施最好與平時(shí)的隧道通風(fēng)兼顧。一般在車(chē)站的兩個(gè)端部各設(shè)機(jī)房,一臺(tái)風(fēng)機(jī)對(duì)一孔隧道,二臺(tái)風(fēng)機(jī)互為備用,亦可并聯(lián)運(yùn)行。見(jiàn)機(jī)為 可逆式軸流風(fēng)機(jī),正轉(zhuǎn)可排煙。反轉(zhuǎn)時(shí)的風(fēng)量與風(fēng)壓應(yīng)滿(mǎn)足排煙要求;
(3)設(shè)備管理用房的排煙設(shè)計(jì)是根據(jù)管理用房的要求設(shè)置的,應(yīng)根據(jù)相同的使用要求劃分在一個(gè)系統(tǒng)中。最好與平時(shí)排風(fēng)系統(tǒng)兼用;
2、排煙系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)根據(jù)地下鐵道防災(zāi)系統(tǒng)的指令進(jìn)行,由防災(zāi)中心統(tǒng)一安排。一般是根據(jù)不同的火災(zāi)地點(diǎn)決定不同的運(yùn)行方式,分為:
(1)車(chē)站站臺(tái)著火時(shí),應(yīng)在站臺(tái)排煙,由站廳送風(fēng),使站臺(tái)的樓梯口處形成一股由站廳流向站臺(tái)的氣流,其速度應(yīng)大于3m/s。乘客由站臺(tái)向站廳方向撤離;
(2)站廳著火時(shí),由站廳排煙,站臺(tái)送風(fēng),使站臺(tái)保持一定的正壓。新鮮空氣由站廳的出入口進(jìn)入站廳,乘客迎著新鮮空氣流進(jìn)方向,由出入口向地面撤離;
(3)列車(chē)在區(qū)間隧道內(nèi)著火時(shí),應(yīng)盡可能將列車(chē)駛至車(chē)站,讓乘客撤離。此時(shí)由該車(chē)站站端的風(fēng)機(jī)排煙,并按站臺(tái)著火的方式運(yùn)行。一旦列車(chē)不能駛至車(chē)站,出現(xiàn)下列3種情況時(shí),采取不同的運(yùn)行方 式:
?、倭熊?chē)頭部著火時(shí):列車(chē)因故停留在單線(xiàn)區(qū)間隧道內(nèi)時(shí),乘客不可能從列車(chē)的側(cè)向撤出,只能由尾部安全門(mén)進(jìn)入隧道向出站方向的車(chē)站撤離。此時(shí)由列車(chē)進(jìn)站方向的事故風(fēng)機(jī)排煙,由出站方向的事 故風(fēng)機(jī)送風(fēng)引導(dǎo)乘客迎著新風(fēng)撤離;
②列車(chē)尾部著火時(shí):乘客的撤離方向與排煙的運(yùn)行模式恰好與列車(chē)頭著火時(shí)相反;
③列車(chē)中部的車(chē)廂著火:此時(shí)乘客由車(chē)頭和車(chē)尾的安全門(mén)同時(shí)進(jìn)入隧道。
排煙運(yùn)行方式為:進(jìn)站方向的事故風(fēng)機(jī)送風(fēng)、出站方向的事故風(fēng)機(jī)排煙。從車(chē)頭安全門(mén)下車(chē)的乘客迎著新風(fēng)迅速向車(chē)站撤離 。從車(chē)尾安全門(mén)下車(chē)的乘客要順著煙氣流動(dòng)的方向迅速撤到連通兩孔隧道的聯(lián)絡(luò)通道處,由聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)入另一孔隧道,迎著送風(fēng)方向撤離。
雖然有一小段路程乘客的撤離方向與煙氣流動(dòng)方向相同,有被 煙氣熏倒的可能,但由于著火的初期,隧道中心區(qū)域尚未被煙氣侵入,只要有組織的、爭(zhēng)分奪秒的、爭(zhēng)取在煙氣充滿(mǎn)隧道前撤離,就不會(huì)被煙氣熏倒,否則就相當(dāng)危險(xiǎn)。
空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn):
一、溫度濕度標(biāo)準(zhǔn):
二、新風(fēng)標(biāo)準(zhǔn):
三、空氣質(zhì)量和噪聲標(biāo)準(zhǔn):
四、風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn):
五、防排煙標(biāo)準(zhǔn):
空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)四大作用:
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