地铁通风环控系统简介

本文介绍归纳的地铁几大通风空调系统主要是针对地下车站及地下区间而言。人若长时间在相对封闭的地下空间停留，需要将空气清洁度、环境温度、相对湿度等控制在人体感受比较舒适的范围内，地铁通风空调系统除了主动创造一个乘客及工作人员舒适的地下空间环境，还要通过机械手段在火灾（意外）工况下为保证人群安全疏散、规避灾害等进行专门消防措施。

地铁内部空气环境主要包括：车站（公共区、出入口通道）、设备管理区、车站隧道（折返线、尽端线等）、区间隧道，主要归纳为车站通风空调系统和隧道通风空调系统、空调水系统三大方面。

---

一、车站通风空调系统

车站通风空调系统涵盖：站厅层、设备层、出入口通道等公共区域（俗称大系统）及设备管理用房区域（俗称小系统）。

车站是否设置空调系统，根据地铁设计规范：

       1、在夏季当地最热月的平均温度超过25℃且地铁高峰时间内每小时的行车对数和每列车车辆数的乘积大于180时应采用空调系统。

       2、在夏季当地最热月的平均温度超过25℃全年平均温度超过15℃且地铁高峰时间内每小时的行车对数和每列车车辆数的乘积大于120时应采用空调系统。

车站内通风空调系统涉及主要风管

   送风管：车站管理用房区域布置有空调机房、冷水机房，这些房间内空调设备通过冷媒介质冷却经处理后的清洁新风（合理的空气湿度），在通过送风管送往车站公共区（乘客活动区域）、设备管理用房（有人办公区域）。

   回风管：回风管用来把室内空气吸入空调设备内，进行热交换后，再由送风管送出经过温度处理的空气，回风管一般连接风口与空调设备的进风口处。

   排风管：主要作用将车站内污浊（废气）空气通过风管排至室外，例如卫生间、污水泵房、废水泵房等房间内产生有害气体需要引导至室外大气。

   排烟管：火灾工况下，车站空调机房（排烟机房）排烟风机连锁启动，将烟气通过排风道排至室外。

   风阀：设置于风机两端、进（排）风路由中某位置受FAS系统控制消防连锁反应（火灾工况）或者根据不同运营情况下用来调节支管的风量，也可用于新风与回风的混合调节，风管跨越防火分区处两侧需设置防火阀。

                                                 

                                                                                  立式风阀（竖向安装）

   空调机组：是由各种空气处理功能段组装而成的一种空气处理设备，利用冷媒通过压缩机作功,换热产生7-12度的冷水提供给末端空调箱使用的设备,有风冷/水冷两大种。

  二、隧道通风空调系统

1、隧道通风系统根据不同工况和不同位置功能区分为：

（1）区间隧道活塞风与机械通风系统（兼排烟系统），简称TVF系统；

                     

可逆转耐高温轴流风机（TVF风机）   

                                 

区间隧道轴流风机

（2）车站范围内、屏蔽门外站台下排热和车行道顶部排热系统，简称UPE/OTE系统。

2、隧道通风运行模式

      （1）开式/闭式系统

       开式系统是应用自然通风的方法使地铁区间与外界大气进行空气交换利用隧道内外的温差进行降温。系统是由设于区间的风井组成。利用活塞作用优点是简单、节能，缺点是隧道内温度难以控制、排烟难以解决等问题很难满足现代地铁环境控制的需要。早期的地铁环控以开式(自然通风方式) 为主, 如伦敦、纽约、多伦多、莫斯科等城市的地铁。目前新建地铁线路很少采用纯粹的开式系统。但对于个别有条件的隧道区间仍可考虑采用该种方式，比如成都地铁1号线南三环站至会展中心站区间采用了自然通风开式系统。

开式系统示意图

  闭式系统是一种地铁内空气与室外空气基本不相连通的方式，其主要特点是区间隧道不设置活塞风道，但必须需要设置迂回风道。采用闭式系统的地铁车站通常设置空调系统，区间隧道可借助列车行驶时的活塞风效应将车站空调风携带进入区间，由此冷却区间隧道内温度。闭式系统在车站两端部设置迂回风道，以满足闭式运行活塞风泄压的要求。目前国内应用闭式系统的地铁主要是北京地铁目前已经建成或在建的北京地铁4、5、7、10号线等均采用了集成方式的闭式系统。闭式系统组成：隧道通风系统、车站公共区通风空调系统、设备管理用房空调系统、空调水系统等。

 闭式系统示意图

  （2）集成闭式系统

   集成式系统是北京城建设计院在研究北京地铁复八线的基础上，并进行了优化，和厂家合作研制的。其主要设计思路是充分利用风道内的空间、优化合并隧道通风系统和公共区通风空调系统，以降低工程造价。在车站两端的送风道内设置可自动开启式大型表冷器，并利用车站送排风道及其内部的送排风机、自动清洗式空气过滤器、消声器、组合风阀等组成空气处理系统。车站送排风机采用变频风机兼做隧道风机。通过风阀的转换及表冷器的开启，该系统能满足隧道通风、公共区空调及通风的各个运行工况。

   开/闭式系统是一种设置区间活塞风道，并相应设置区间风阀等设备，可以根据需要实现地铁的开式或闭式运行方式充分利用自然风对隧道降温，并减小活塞风对车站的冲击。其主要特点是区间隧道需设置活塞风道和迂回风道。当采用闭式运行方式时，关闭地铁车站内与室外连通的相关通风井及阀门，使得地下车站内空气与室外空气基本不相连通，区间隧道则借助列车行驶时的活塞风效应将车站内的空气携带进入区间，由此冷却区间隧道内温度，并在车站两端部设置迂回风道，以满足闭式运行活塞风泄压的要求。当采用开式运行方式时，打开地铁车站内与室外连通的相关通风井及风门，使得地下车站内空气与室外空气相互连通，充分利用室外空气进行降温。

   （3）屏蔽门系统

   屏蔽门系统是在车站站台层公共区安装可滑动的屏蔽门，使站台和区间分开，当列车停站时屏蔽门与车门一一对应打开，列车出站时屏蔽门关闭，用以隔断区间隧道内热空气与站内空调风之间热交换。屏蔽门把地铁中的列车产热量拒之站台外，使车站成为独立的空调场所。屏蔽门系统主要由以下部分组成：车站公共区通风空调系统、车站区间隧道通风系统、区间隧道通风系统、车站设备管理用房通风空调系统。屏蔽门系统主要特点：必须设置活塞风道不设置迂回风道，增加了车站隧道通风系统，系统布置相对更加复杂。地铁通风与空调系统应结合地铁的运输能力，当地的气候条件、人员舒适性要求和运行及维护费用等因素进行技术经济综合比较，作为确定车站是否设置屏蔽门的依据之一。  

屏蔽门系统示意图

（4）集成闭式系统实用性

   集成式系统的适用性：由于将表冷器等大型设备布置在风道内，导致风道长度比较长，一般情况下单层风道布置不少于23米，双层不小于25米，不包括人防段和风井。因此更多的应用于道路红线比较长、风亭布置困难、风道比较长的场合。目前应用于北京地铁4、5、9、10等在建线路。优缺点：可以充分利用过长的风道内空间，降低工程造价：但由于风机需要兼顾公共区空调运行和区间隧道通风的运行工况，风机匹配困难，运行效率低，能耗高；小系统总风管布置困难、阻力大，风机运行工况受影响；风道布置受设备安装维修控制，体量较大，结构处理较为困难。

   最后简单总结下隧道列车空调：

   地铁列车车厢空调大部分只能制冷（北方列车车厢座位下方电制热供暖口），使用电辅助制热通过加热电热丝散热比较费电，主要有以下几种。

第一耗电量：
   温度达不到要求而开启了“辅助电加热”，辅助电加热是直接用电对电热丝加热，是比较耗电的，如果不使用辅助电加热，制冷制热所用的功耗是差不多的。
第二耗电量：
   除湿其实原理同制冷一样，也是靠整个制冷系统运作，利用压缩机制冷，靠室内机风机将房间内的水排到室外。所不同的是，空调关机后会比平时制冷模式多运行几分钟目的是吹干冷凝系统中的水分。
第三耗电量：
   自然就是普通制冷模式，了解了空调除湿是什么意思，也知道了空调除湿原理，那么就该知道使用空调制冷之中同样能达到除湿效果调节室内湿度。

     三、空调水系统

  为车站空调系统提供空调冷源，包含冷却系统、冷冻系统及输送、分配管网。有集中供冷与分站供冷等形式。

---

 结束语：

       近年来地铁建设项目梳理飞速增长，如何控制建设投资费用、降低后期运营成本成为建设单位重要的设计方案把控内容，针对不同地域气候特征、运营管理模式、设备系统执行标准等因素，应逐步采用智能环控系统能提高地铁环境的舒适度、降低能耗、延长设备的使用寿命，从而获得较好的社会效益和经济效益。