【涨姿势】地铁车辆结构之——空调通风系统

空中快车系统 2018-05-12 11:36:21

随着城市轨道交通地不断发展,地铁已经成为人们日常出行的首选交通工具,而地铁车辆空调通风系统的主要作用就是使客室内的温度、相对湿度、空气流动速度及洁净度(主要指尘埃及二氧化碳含量)保持在规定的范围内,为乘客创造舒适的乘车坏境。


地铁空调通风系统的分类

地铁空调通风系统一般分为开式系统、闭式系统和屏蔽门式系统。


1、开式系统 

开式系统是应用机械或"活塞效应"的方法使地铁内部与外界交换空气,利用外界空气冷却车站和隧道。这种系统多用于当地最热月的月平均温度低于25℃且运量较少的地铁系统。


活塞通风 

当列车的正面与隧道断面面积之比(称为阻塞比)大于0.4时,由于列车在隧道中高速行驶,如同活塞作用,使列车正面的空气受压,形成正压,列车后面的空气稀薄,形成负压,由此产生空气流动。利用这种原理通风,称之为活塞效应通风。 


活塞风量的大小与列车在隧道内的阻塞比、列车行驶速度、列车行驶空气阻力系数、空气流经隧道的阻力等因素有关。利用活塞风来冷却隧道,需要与外界有效交换空气,因此对于全部应用活塞风来冷却隧道的系统来说,应计算活塞风井的间距及风赶时井断面授尺寸,使有效换气量达到设计要求。


实验表明:当风井间距小于300m、风道的长度在25m以内、风道面积大于10m2时,有效换气量较大。在隧道顶上设风口效果更好。由于设置许多活塞风井对大多数城市来说都是很难实现的,因此全"活塞通风系统"只有早期地铁应用,现今建设的地铁多设置活塞通风与机械通风的联合系统。 


机械通风 

当活塞式通风不能满足地铁除余热与余湿的要求时,要设置机械通风系统。 

根据地铁系统的实际情况,可在车站与区间隧道分别设置独立的通风系统。车站通风一般为横向的送排风系统;


区间隧道一般为纵向的送排风系统。这些系统应同时具备排烟功能。区间隧道较长时,宜在区间隧道中部设中间风井。


对于当地气温不高,运量不大的地铁系统,可设置车站与区间连成一起的纵向通风系统,一般在区间隧道中部设中间风井,但应通过计算确定。 


2、闭式系统 

闭式系统使地铁内部基本上与外界大气隔断,仅供给满足乘客所需的新鲜空气量。车站一般采用空调系统,而区间隧道的冷却是借助于列车运行的"活塞效应"携带一部分车站空调冷风来实现。


这种系统多用于当地最热月的月平均温度高于25℃、且运量较大、高峰时间内每小时的列车运行对数和每列车车辆数的乘积大于180的地铁系统。 


开闭式系统特点:


开闭式系统应用情况:


3、屏蔽门系统  

在车站的站台与行车隧道间安装屏蔽门,将其分隔开,车站安装空调系统,隧道用通风系统(机械通风或活塞通风,或两者兼用)。


若通风系统不能将区间隧道的温度控制在允许值以内时,应采用空调或其他有效的降温方法。


 

安装屏蔽门后,车站成为单一的建筑物,它不受区间隧道行车时活塞风的影响。


车站的空调冷负荷只需计算车站本身设备、乘客、广告、照明等发热体的散热,及区间隧道与车站间通过屏蔽门的传热和屏蔽门开启时的对流换热。


此时屏蔽门系统的车站空调冷负荷仅为闭式系统的22%~28%,且由于车站与行车隧道隔开,减少了运行噪声对车站的干扰,不仅使车站环境较安静、舒适,也使旅客更为安全。 


地铁环控系统一般采用屏蔽门制式环控系统或闭式环控系统。


屏蔽门制式系统即:站台和轨行区分开,车站为独立的制冷、除湿区、因此有安全、节能和美观等优点。


屏蔽门系统作用:


屏蔽门应用情况:


由于屏蔽门的隔断,屏蔽门制式环控系统形成了两个相对独立的系统:车站空调通风系统和隧道通风系统。


1、隧道通风系统:

分为区间隧道通风系统和车站隧道通风系统两部分。  


A、区间隧道活塞风与机械通风系统(兼排烟系统),简称TVF系统;


列车正常运行时,利用列车产生的活塞风与室外空气进 行置换,排除区间隧道内余热、余湿。对不设隔墙 的两站区间,正常运行工况也需采用机械通风方式,从车站两端的活塞风井进风,使用TVF风机排风。


当发生火灾时,列车停在区间隧道内。则开启火 灾区两端的TVF风机、射流风机,提供新风,诱导乘客撤离火灾现场。根据列车火灾部位决定排烟方向,最小的气流速度为2m3/s。


当列车被阻塞在区间隧道时,视情况开启TVF风机,保证列车空调器能正 常工作。正常情况下,每日地铁运营前0.5h和运营结束后0.5h运作风机,作早晚清洁通风用,排除空气异味,改善空气质量。


B、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、车站空调通风系统

分为车站公共区通风空调系统(兼排烟系统)简称大系统、车站设备管理用房通风空调系统(兼排烟系统)简称小系统以及空调水系统(简称水系统)。


车站设备管理用房主要包括车控室、站长室、站务室、会议室、卫生间等运营管理用房和通信机房、信号房、变电所、环控机房等设备用房。根据各设备管理用房的不同使用功能要求,结合实际建筑布局情况,对此部分房间进行分类,大致可划分为三类:第一类如车控室、会议室等主要管理用房,均需要设置舒适性空调以满足人员和设备的要求;第二类像通信室、信号房等;第三类如卫生间等。


第一类房间常采用空气-水(风机盘管加新风)系统,第二类房间可采用全空气系统,第三类房间可采用全通风系统,采用送、排风机通过风管和防火阀对此类房间进行通风换气。



进行排烟设备选择时,由于通风空调兼排烟系统调试是按通风空调风量进行调试,因此需根据每一防烟分区的排烟量是否满足面积1m3/min进行校核。根据文献,进行防烟分区时,每个防烟分区面积不超过750m2,且排烟设备按照同时排除两个防烟分区烟量配置,以确保发生火灾时排烟设备能满足排烟要求。


4、排烟系统

1、排烟系统按车站站厅和站台、区间隧道及设备管理用房分别设置。


(1)站厅、站台的排烟系统。一般是正常通风的排风系统兼用的。该系统应满足正常排风及火灾时排烟的要求;


(2)区间隧道的排烟系统宜用纵向一送一排的推拉式系统。排烟设施最好与平时的隧道通风兼顾。一般在车站的两个端部各设机房,一台风机对一孔隧道,二台风机互为备用,亦可并联运行。见机为 可逆式轴流风机,正转可排烟。反转时的风量与风压应满足排烟要求;


(3)设备管理用房的排烟设计是根据管理用房的要求设置的,应根据相同的使用要求划分在一个系统中。最好与平时排风系统兼用;


2、排烟系统的运行应根据地下铁道防灾系统的指令进行,由防灾中心统一安排。一般是根据不同的火灾地点决定不同的运行方式,分为:


(1)车站站台着火时,应在站台排烟,由站厅送风,使站台的楼梯口处形成一股由站厅流向站台的气流,其速度应大于3m/s。乘客由站台向站厅方向撤离;


(2)站厅着火时,由站厅排烟,站台送风,使站台保持一定的正压。新鲜空气由站厅的出入口进入站厅,乘客迎着新鲜空气流进方向,由出入口向地面撤离;

  

(3)列车在区间隧道内着火时,应尽可能将列车驶至车站,让乘客撤离。此时由该车站站端的风机排烟,并按站台着火的方式运行。一旦列车不能驶至车站,出现下列3种情况时,采取不同的运行方 式:

  

①列车头部着火时:列车因故停留在单线区间隧道内时,乘客不可能从列车的侧向撤出,只能由尾部安全门进入隧道向出站方向的车站撤离。此时由列车进站方向的事故风机排烟,由出站方向的事 故风机送风引导乘客迎着新风撤离;

  

②列车尾部着火时:乘客的撤离方向与排烟的运行模式恰好与列车头着火时相反;

  

③列车中部的车厢着火:此时乘客由车头和车尾的安全门同时进入隧道。


排烟运行方式为:进站方向的事故风机送风、出站方向的事故风机排烟。从车头安全门下车的乘客迎着新风迅速向车站撤离 。从车尾安全门下车的乘客要顺着烟气流动的方向迅速撤到连通两孔隧道的联络通道处,由联络通道进入另一孔隧道,迎着送风方向撤离。


虽然有一小段路程乘客的撤离方向与烟气流动方向相同,有被 烟气熏倒的可能,但由于着火的初期,隧道中心区域尚未被烟气侵入,只要有组织的、争分夺秒的、争取在烟气充满隧道前撤离,就不会被烟气熏倒,否则就相当危险。


空调通风系统参数标准:


一、温度湿度标准:


二、新风标准:


三、空气质量和噪声标准:


四、风速标准:


五、防排烟标准:


空调通风系统四大作用:


(内容来源于网络 整理:中国e车网)