通风空调系统.doc

通风空调系统 1863 年l月 10日, 伦敦, 世界上第一条地铁线路开通运营,“大都会”号由于采用蒸汽机 1I 驱动运行, 机车排放出的烟气造成地下车站环境湿热难挡;“大都会”号以后的伦敦地铁引入了电力机车, 其问又遇到了新的问题, 由于电力机车的功率很大, 放出的热量也更多,伴随着客运量的增大,伦敦地铁车站内部环境进一步恶化。 1905 年 10月, 纽约第一条地铁开通运行, 设计人员在设计过程中对于隧道和车站的强迫通风没有多加考虑,他们认为人行道上的通风口就能为地铁系统提供足够的新鲜空气。次年夏天由于地面通气口不畅而引起的地铁内温度过高问题变得严重起来, 后来为了增加通气量, 车站的屋顶上不得不设置了更多的通气口, 并在站内及站间加装了风机和通风管道。吸取了纽约地铁的设计教训,在 1909 年5 月修建波士顿地铁时,设计人员已充分地认识到为乘客们提供一个舒适环境的必要性, 首次采用隧道顶部的风管进行通风并加大了车站出入口面积, 提出“采用机械通风方式获得纯净空气”, 总结出“温度问题与通风有关, 加大通风换气次数, 将减少隧道内外温差”, 通过工程实践, 使得地铁的内部环境大为改善。 1943 年芝加哥的第一条地铁建成,。 Edcson Brock 为这条地铁通风系统的建立作出了巨大贡献, Brock 在“芝加哥地铁通风计算的进展”中建立了计算列车活塞效应的方法和计算式, 为了在地铁中实现热量平衡, Brock 不仅考虑了为保持舒适的地铁环境所需的空气变化量, 同时也考虑了隧道壁、土壤温度日变化和年变化影响以及热量的累积作用,并测定了多种温度及循环下的累积效应, 在设计芝力Ⅱ哥地铁时充分利用了这些数据, 创造了在未使用空调情况下, 地下车站内部几乎全年都能提供充分通风和宜人环境温度的车站环控系统。芝加哥地铁内环境问题的成功解决, 使得其他许多计划修建地铁的城市, 在设计的早期阶段开始寻找解决环境问题的方案。 l954 年开通的多伦多地铁基本上是以芝加哥地铁设计为蓝本的。为了降低工程造价, 设计人员将通风竖井之间的间距增大了近 3倍。列车的阻塞比则提高了 15% , 隧道中高速行驶的列车所形成的活塞风对站台乘客的生理、心理带来了很多负面的影响。随后, 多伦多地铁为了克服上述不良影响, 采用了一些结构上的改变以及利用隧道周围岩土层的蓄热(冷)性能,采用夜间通风,达到较好的环境要求。从 1863 年伦敦建成第一条地下铁道以来,至今世界上已有近 100 座大城市拥有地铁。随着我国城镇化规模的不断扩大, 城市人口流通量急剧增加, 交通拥堵现象日益严重, 传统的公共交通工具已经无法满足城市人群日常出行需求。地铁快捷、便利、环保、大客流量运输的特点,使它成为解决现代化城市交通紧张的有效运具。我国的第一条地铁线路于 196 5 年7 月在北京开工兴建, 1971 年1 月开始试运营,随后相继建设开通了上海地铁、广州地铁、深圳地铁、南京地铁, 目前正在修建的还有杭州地铁、沈阳地铁、西安地铁等。随着已开通地铁的运营, 地铁通风空调系统( 简称环控系统) 已成为满足和保证人员及设备运行所需内部空气环境的关键工艺系统,是地铁中不可或缺的一个重要组成部分。城市轨道交通环控系统的目的就是在正常运行期间为地铁乘客提供舒适的环境, 以及在紧急情况下迅速帮助乘客离开危险地并尽可能减少损失, 一条城市轨道交通线路的环控系统都必须满足以下三个基本要求。(1) 列车正常运行时,环控系统能根据季节气候,合理有效地控制城市轨道交通系统内空气温度、湿度、流速和洁净度、气压变化和噪声,以提供舒适、卫生的空调环境。(2) 列车阻塞运行时,环控系统能确保隧道内空气流通,列车空调器正常运行, 乘客们感到舒适。(3) 紧急情况时, 环控系统能控制烟、热、气扩散方向, 为乘客撤离和救援人员进入提供安全保障。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。 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。图 8-1 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