地铁通风和环境控制系统

地铁的通风与空调系统应保证内部空气环境的空气质量，温度、湿度、气流组织、气流速度和噪声等均能满足人员的生理及心理条件要求和设备正常运转需要。

舒适图和PMV-PMD指标：

⑴菱形面积，0.6～0.8CLO；

⑵另一块平行四边形面积，0.8～1.0CLO；

⑶重叠处是推荐的设计条件。

1.PMV—PPD 指标，即1984年国际标准化组织提出的评价与测量室内热环境的新标准化方法；

2.PMV （Predicted Mean Vote）是预期平均评价，代表了对同一环境绝大多数人的冷热感觉。见下表；

3.PPD （Pedicted Percentageof Dissatisfied）是预期不满意百分率，表示对热环境不满意的百分数。

PMC 热传感标尺

在PMV ＝0处PPD＝5%，即使室内环境为最佳状态，由于人们的生理差异，还有5％的人感到不满意。ISO7730对PMV—PPD指标的推荐值为：PPD＜10％，即PMV值在－0.5～＋0.5之间，相当于在人群中允许有10％的人感到不满意。

1. 地铁内部有四个要求不同的环境：

⑴地铁车站的站厅和站台

⑵地铁车站内的管理用房和设备用房

⑶区间隧道

⑷车厢内

2. 地铁环境控制的主要特点：

⑴基本上与外界隔绝

⑵车站和车厢的照度、色调、装饰和布置

⑶释放大量的热

⑷噪声不宜消除

⑸“活塞效应”

⑹   发生事故不易救援

1. 开式系统：

“活塞效应”、＜25°、运量小。

⑴活塞通风：活塞比＞0.4、活塞作用

⑵机械通风：横向、纵向、风井

2. 闭式系统：温度＞ 25°、运量大，180

3. 屏蔽门系统：屏蔽门

⑴隧道用通风系统

⑵车站用空调系统

得热量计算：

1. 列车运行产热“过程法”

⑴列车起动加速过程产热量

式中：

Qn— 起动加速过程产热量（kW）；

Qd— 列车动能的变化（kW）；

Qh— 列车位能的变化（kW）；

WF— 牵引功（kW）；

η1— 电机与机械传动系统的总效率；

m— 列车与乘客的总质量（t）；

V1 、V2—起始与终了状态的速度（m／s）；

h1 、h2—起始与终了状态的高程（m）；

g— 重力加速度（m／s ² ）；

V— 平均速度（m／s ² ）；

L— 每个计算点间距离（km）；

n1 、n2—修正系数。

⑵列车匀速运行产热

式中：η2——匀速运动时，列车电机与机械传动的平均效率。

⑶制动过程产热量

式中：Q _J —制动过程产热（kw）；

η3— 制动过程列车电机与机械传动的效率；

f— 再生制动回收率。

所以列车运行产热量：

2. 照明散热

车站内照明一般给出单位面积照明负荷、区间隧道照明一般给出每米隧道长度照明负荷，因此可按下式计算：

式中：Q’3 —车站照明散热（W／m ² ）

Q3— 区间隧道照明散热（W／km）；

F— 车站站厅和站台面积（m ² ）；

L— 计算区段隧道长度（km）；

Wg1— 车站单位面积照明指标；

W _g2 — 区间隧道照明指标。

一般Wg1可取22W／m ² 、Ｗ _g2 可取6000W／km。

式中：Q5—列车授流时三轨发热量（W）；

I— 计算区段流经三轨的平均电流量（A）；

R— 三机的电阻R1及走行轨电阻R2之和，一般 R1＝7.5Ω／km，R2＝9.4Ω/km。

4. 人体散热

可根据乘客所处的位置，分为车站上人体散热和车厢内人体散热。

⑴人体在车站上散热：

式中：Q1——人体在车站上散热（W）；

τ1—— 车站每小时客流（s）；

τ2—— 乘客在车站停留时间（s）；

q—— 乘客散发的热量(W／h·人）。

⑵人体在车内散热，最终传至隧道内。

1 ）列车装有空调时：

式中：Q2——人体在车内散热量（W）

τ1—— 列车在计算区段内运行时间（S）

τ2—— 列车在计算区段内停站时间（S）

Q _L —— 列车空调冷凝器散热量（W）

2 ）列车不设空调时：

式中：n——车厢平均乘客数量（人／节车厢）

5. 设备散热

设备散热一般包括机房设备、广告栏、售检票设备、自动扶梯等。一般可根据设备负荷和各设备效率进行计算。

6. 围护结构土壤传热

围护结构土壤传热过程是不稳定的传热过程，计算较复杂。工程应用中是以求设备容量为目的，往往简化为稳定的传热过程来计算。

通风量的计算：

式中：L1—排除余热所需风量（m ³ ／h）；

Q— 计算区段的总得热量（km）；

Qc— 计算区段的总传热量（km）；

p— 空气密度（kg／m ³ ）；

C— 空气比热容（kJ／kg·K）；

tp— 排出空气的温度（℃）；

t _j — 进人空气的温度（℃）。

若车站自成送排风系统时，车站的热量以该计算区段总得热量的67％计算；传热量只计算车站传热面积中的传热部分。

2. 消除余湿所需风量：

式中：L ₂ —消除余湿所需风量（m ³ ／h）

G _Sh —— 余湿量（g／h）

d _p — 排出空气含湿量（g／kg）

d _J — 进人空气含湿量（g／kg）

3. 排除二氧化碳所需风量

地铁内的二氧化碳主要来源于乘客散发。隧道衬砌产生的二氧化碳，因其数量很少，工程上可忽略不计。

式中：C—计算区段内二氧化碳散发量（m ³ ／h）；

C _Y — 地铁内空气中二氧化碳的最高容许浓度（L／m ³ ）；

C _J — 进人空气中二氧化碳的浓度（L/m ³ ）。

4. 按乘客所需新鲜空气量计算风量

式中：n—计算人数；

E— 最少新风量，取 30m ³ ／人·h。

防排烟系统：

1. 地铁排烟标准

⑴车站站厅和站台的标准。排烟量按每分钟、每平方米建筑面积1m ³ 计算。防烟分区的建筑面积≤750m ² ，排烟设备耐温150 ℃，持续工作1h；

⑵区间隧道标准。区间隧道的排烟量是按其流经隧道断面的流速不小于2m／s计算。但其流速也不应大于11m/s，以免影响乘客疏散。排烟设备耐温150℃，持续工作1h；

⑶车站管理用房和设备用房标准。除了因设备特殊要求而按其要求设计外，其余的地方排烟量按每分钟、每平方米建筑面积1m3计算。

2. 防排烟系统与运行

⑴系统设置

①站厅和站台一般是与正常通风的排风系统兼用的；

②区间隧道的排烟系统宜用纵向一送一排的推拉式系统；

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。

⑵排烟系统的运行

①车站站台着火时，应在站台排烟，由站厅送风 ；

②站厅着火时，由站厅排烟，站台送风；

③隧道内着火时，应尽可能将列车驶至车站，让乘客撤离。

活塞通风和通风空调设备：

1. 阻塞通风：列车因非失火的其他故障不能正常行使而停在区间隧道时的通风。

2. 消声器：机房内噪声≤90dB(A)，传至各房间内噪声≤60dB(A)

3. 风亭：直线距离＞5m，排进风口高差5m，进风亭格栅底部高出地面＞2m，绿地内时≥1m。

4. 隧道通风机：风量为40～90m ³ /s，风压为800～1200Pa，轴流式风机。

5. 组合风门：多个单元阀门组合

消防设计：

1. 设计原则：

⑴地铁消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的原则；

⑵消防用水量按照全线同一时间内发生一次火灾考虑；

⑶车站所有用水水源均采用城市自来水，不设备用水源；

⑷消火栓布置，按照任何位置失火，同时要有两股水柱到达的原则；

⑸消防与车站内的生产、生活给水系统分开设置；

⑹除气体灭火采用进口产品外，其余均尽可能采用国产设备；

⑺仅在设有商业网点开发的车站设置自动喷水灭火系统，其他车站设消火栓给水系统与化学灭火设施及灭火器；区间隧道内仅设消火栓给水系统。

2. 消防水源

一般不设消防水池，设消防增压泵站，两路进水

3. 消火栓消防系统

⑴服务范围为车站本身及其两端1/2区间

⑵最低点消火栓压力≤0.5MPa

⑶＞25m的通道内设置消防箱

4. 水幕消防系统

⑴主要设在站台层与站厅层的自动扶梯及楼梯口；

⑵总用水量为60L/s，最不利点喷水量不小于0.5L/s·m；

⑶干式雨淋系统，水幕增压泵,国产开式水幕喷头,DN100地上式水泵接合器。

5. 自动喷水灭火系统

中危险级别,湿式自动喷水灭火系统,流量30L/s，最不利点水压≥50kPa，系统作用时间1h。

6. 气体灭火系统

烟烙尽气体灭火剂，全淹没自动灭火系统，中危险级别A类。

7. 消防排水废水池﹑废水泵房

8. 管材

⑴≤DN100的消防给水管采用镀锌钢管，丝扣连接；

⑵＞DN100的消防给水管采用无缝钢管镀锌，二次安装，法兰连接。

给排水设计：

1. 设计原则

⑴遵循节约用水和综合利用的原则；

⑵给水系统设计须满足车站生活与生产对水量、水质和水压的要求；

⑶车站所有用水水源均采用城市自来水，不设备用水源；

⑷水泵等给水排水设备的选型，本着尽可能采用国产设备，采用技术先进、安全可靠、经济合理和高质量的产品的精神；

⑸生活饮用水水质须符合国家现行生活饮用水卫生标准；排人市政下水道的污、废水，其主要水质指标必须符合有关市政接管水质标准；

⑹水泵按照常规设计，设置可曲挠橡胶接头、阀门、止回阀等。水泵基础设置减振装置；

⑹   管道从出人口、风道或专用通道进出车站，不能随意穿侧墙。

2. 给水系统

⑴设计参数

1 ）工作人员生活用水量30～6L/人·班，时间变化系数采用2.5～2.0；

2 ）冷却水系统补充水按循环水量（环控专业提供）的2％～3％计，一般取2％；

3 ）车站公共区域冲洗水量以2～4L/m ² ·次，一般采用3 L/m ² ·次，每天冲洗一次，按冲洗1h计。

⑵ 用水量

车站生产和生活用水量按照用水量标准计算下表为上海轨道交通明珠二期某车站的用水量计算。

用水量计算表

⑶水压力

上海城市管网自由水压力0.1～0.2MPa

3. 排水系统

⑴排水量

⑵污水系统

⑶废水系统

⑷雨水系统（50年一遇进行设计）

⑸排水泵房

①主排水泵房

在车站及线路变坡的最低点设排水泵房

②局部排水泵房

设在局部低洼不能自流排水的地方

4. 冷却循环水系统

⑴冷却循环水系统主要由冷却塔、循环水泵、补充水和管道及配件组成；

⑵循环泵采用IS型；

⑶逆流开式玻璃钢冷却塔。

5. 控制方式与要求

⑴废水和污水水位控制

⑵区间内排水泵房几洞口雨水泵房控制

⑶冷却循环系统控制

6. 管材与连接方式

⑴生产、生活给水管道

⑵排水管道

⑶管道保温

7. 人防给水排水

管道﹑出入口的设置

本文来源于互联网，暖通南社整理编辑于2021年11月8日。