地铁通风及设备.docx

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地铁通风及设备

第一章地铁通风空调工程概述

地铁通风空调系统是应地铁特殊的环境需求而产生。

原因：

1.温度：

基本与外界隔绝，高密度列车运行、设备运转和大量乘客的集散产生的热量，地层的蓄热，若不及时排除，空气温度

2.湿度:

地铁周围土壤通过地铁围护结构渗湿量也较大，空气湿度，乘客难以忍受，地铁设备正常运行也会受到影响。

3.新鲜空气：

巨大的客流，补充新鲜空气，保证地铁内的空气环境。

必须设置通风空调系统，对地铁内部的空气温度、湿度、气流速度和空气质量等空气环境因素进行控制，为乘客和工作人员提供一个舒适的环境，并满足地铁设备正常运行的需要。

第一章地铁通风空调工程概述

概述

通过空气处理机组、风机、冷水机组、冷却塔、水泵、风阀、消声器、变频多联空调机、BAS系统等设备的工作，实现对地铁线路的站厅、站台、隧道正常工况时的

通风空调；阻塞、事故、火灾等工况时的通风的工程。

地铁通风空调系统是地铁环控系统的主体部分。

第一节地铁通风空调工程的组成

一、组成

第一节地铁通风空调工程的组成

二,作用

1.为乘客提供过渡性舒适环境：

往返于地面到车站至列车内

2.当列车阻塞在区间隧道时，通风系统向阻塞区间提供通风：

保证列车空调正常工作，维持列车箱内乘客在短时间内能承受的环境条件；

3.在车站或区间隧道发生火灾时，通风系统有效排烟：

向乘客和工作人员提供必要的新风和通风，使得乘客和工作人员能安全迅速

疏散，为消防人员灭火创造条件；

4.满足地铁车站内管理用房及设备用房的温度、湿度要求：

提供良好的工作环境和保证设备正常运行环境。

三、基本要求、设计原则和标准《地铁设计规范》GB50157—2003

1.基本要求:

当列车正常运行时，应保证地铁内部空气环境在规定范围内；

当列车阻塞在区间隧道时，应保证阻塞处的有效通风功能；

当列车在区间隧道发生火灾事故时，应具备防灾排烟、通风功能；

当车站发生火灾事故时，应具备防灾排烟、通风功能。

2.地铁隧道、车站室内参数及设计原则（部分）：

列车车厢设置空调，车站设置屏蔽门时，地铁隧道夏季的最高温度不得高于40℃；

当地下车站采用空调系统时，站厅层的空气计算温度比空调室外计算干球温度低2—3℃，且不应超过30℃；

站台层的空气计算温度比站厅层的空气计算温度低1—2℃；

当采用空调系统时，每个乘客每小时需供应的新鲜空气量不应少于12．6m3，且系统的新风量不应少于总送风量的10％。

地下车站管理用房及设备用房内每个工作人员每小时需供应的新鲜空气量不应少于30m3，且新风不应少于总送风量的10％。

3.对噪声控制的标准

地铁的通风空调系统设备传至站厅、站台厅的噪声不得超过70dB（A）；

车站管理用房及设备用房的通风空调应有消声和减振措施。

通风空调设备传至各房间内的噪声不得超过60dB（A）；

通风空调机房内的噪声不得超过90dB（A）。

这些基本要求、设计原则和标准，能有效保证地铁通风空调工程实现其功能

第二节隧道通风系统

活塞通风:

一般是在车站在两端上下行线各设一个活塞风道及相应的风井

原理:

利用地铁列车在隧道内高速运行所产生的活塞效应（指在隧道中高速运行的列车，会带动隧道中的空气产生高速流动，类似汽缸内活塞压缩气体（如图）的现象）而形成的通风，实现隧道与外界通风换气

第二节隧道通风系统

一、分类

二、区间隧道通风系统模式

1.双活塞风道模式

2.典型单活塞风道模式

3.单活塞风道兼容模式

4.单活塞风道单风井模式

第二节隧道通风系统

1.车站每端设置两个活塞风道，机械风道与活塞风道并联布置，每站机械通风风道及设备四组，有四个隧道通风井。

常见布置原理如图所示

2.每端取消列车进站端活塞风道，保留出站端活塞风道，每站活塞风

道2个，机械通风风道及设备还是4组，有4个隧道通风井，布置原理如图：

第二节隧道通风系统

3.正常运行时，由一台隧道风机兼车站排热风机，事故状况下转作区间隧道通风，排热风阀关闭，布置原理如图：

第二节隧道通风系统

4.车站同一端的两台风机共用一个风井的纯并联模式，隧道通风风井为2个，活塞风道和机械风道各两条以并联方式布置，车站一端的两台风机只能对两条线路组织送/排风（烟）工况，不能同时进行对一条线路送风，而对另一条线路实行排风（烟），灵活性稍差，布置如图

第二节隧道通风系统

三、隧道通风运行模式

1.正常运行,2.阻塞运行,3.火灾事故运行

1.正常运行

A、在列车晚上停运后、早上运营前的一段时间打开隧道通风系统，进行通风换气。

B、列车正常运行时，车站隧道通风系统投入运行而区间隧道停止运行，利用列车活塞效应通过车站两端的活塞风井进行通风换气

2.阻塞运行：

当列车因故障阻塞在区间隧道时，区间隧道通风系统开启对阻塞的区间隧道进行通风。

3.火灾事故运行：

在区间隧道发生火灾时，进行排烟降温。

隧道两端风机采用以一排一送，组织背着乘客疏散方向排烟，迎着乘客疏散方向正压送风，即引导乘客向迎风面撤离和有序排烟，为消防人员灭火、救援创造条件。

第二节隧道通风系统

四、站台隧道通风系统特点

1）服务范围：

屏蔽门外侧的停车隧道

2）采用车站有效站台内轨顶和轨低同时排风方式，且排风口位置应正对列车散热部位

3）列车在站台着火时，该系统应兼作排烟系统

4）机房一般设于车站两端，风井与车站大系统的排风系统风井合用

第三节车站区通风空调系统

一、分类

1.车站通风空调大系统2.车站通风空调小系统

二、大系统运行模式

第三节车站区通风空调系统

大系统：

地下车站公共区通风空调系统包括站厅、站台、人行通道公共区的通风空调系统

1）作用：

满足乘客过渡性舒适温度、湿度要求

2）组成：

组合式空调机组、回／排风机、小新风机、相应的控制风阀、风道等

3）特点：

具有小新风空调、全新风空调、全通风三种运行模式

第三节车站区通风空调系统

小系统：

车站管理用房及设备用房的通风空调系统

1）作用：

满足管理用房及设备用房的温度、湿度的要求

2）要求：

设置舒适性空调，配备若干个柜式空调机器、送风机、风阀等，以满足各个房间人员、设备对温度、湿度的要求。

第三节车站区通风空调系统

二、大系统运行模式

A、当室外新风焓值大于车站的回风点焓值时，回风与部分新风在组合式空调机组的混合段，经处理后送人站厅、站台公共区，即小新风空调运行模式。

（正常运行时）

B、当室外新风焓值小于或等于车站回风混合点焓值，且其干球温度大于空调送风点温度时，采用全新风，即全新风空调运行模式。

（乘客流量很大时）

C、当室外新风的温度小于空调送风点的温度时，新风不经冷却处理，利用组合式空调机组直

接送至车站公共区，即全通风运行模式。

（发生火灾时）

第四节防排烟系统

1.车站公共区防火区的防排烟

2.管理用房及设备用房防火区的防排烟

3.地下站公共区与管理用房及设备用房分别为独立的防火区。

防火区:

站厅、站台公共区划分成若干个防火区，在站厅层A、B两端各设一台排烟风机进行机械排烟。

第四节防排烟系统

要求;当站厅、站台发生火灾时进行机械排烟，使车站内形成负压区，保证新鲜空气由外界通过人行人口或楼梯口进入车站站厅、站台，为乘客撤离和消防人员灭火创造条件。

发生火灾情况：

1）当车站站厅防火防烟分区发生火灾时，立即关闭送、回风系统，该区排烟风机启动进行机械排烟。

2）当车站站台发生火灾时，关闭站厅层回/排风管上的电动阀，站台层回/排风兼排烟管上的电动阀切换至全开状态，开启车站着火区域的排烟风机，利用站台的回/排风管向地面排烟。

同时，站厅层的组合式空调机组开启，通过电动阀的控制，对站厅层送风，保证站台向上疏散的楼、扶梯口形成向下不低于1．5m／s风速的气流，让乘客迎着气流方向撤向站厅和地面。

3）公共区发生火灾时，关闭车站无关的小系统和水系统，车控室立即进行加压送风。

4）管理用房及设备用房发生火灾时，大系统停止运行，小系统按设定火灾模式运行，立即组织机械排烟或隔断火源和烟气；与火灾相邻的内通道，设有排烟系统的立即进行排烟；着火区所在端的内走道和车控室立即进行加压送风；气体保护房间执行气体保护模式。

对用气体灭火的房间设排风及送风系统。

第五节空调水系统

一、作用：

为车站空调系统提供冷源，供给车站大小系统

二、组成：

冷水机组、水泵、冷却塔等

冷水机组一般采用电动式压缩式冷水机组，供回水温度为7/12℃

每个车站冷水机组一般设置不少于2台，机组要求随负荷变化能自动调节制冷量

冷却塔设置在通风良好的地面上，与周围环境协调，噪音需符合国家标准《声环境质量标准》GB3096—2008的规定，

空调水系统一般要设置分水器、集水器，对空调水进行分配和集成。

第二章地铁通风空调工程主要设备

地铁通风空调的实现，是靠地铁通风空调系统的设备保证。

地铁对设备的要求：

1、可靠性高——客运量大、列车运行密度高

2、防潮性好、使用寿命长——地下十几米深，相对封闭和潮湿

3、防灾防火、安全性要求高——客运大容量公共交通

地铁通风空调工程常用的主要设备有：

风机、空气处理机、风阀、消声器、冷水机组、水泵、冷却塔、变频多联空调机等。

第一节风机

包括：

隧道风机、射流风机、推力风机、大小系统送风风机、排风风机、排烟风机。

主要分类：

轴流通风机、离心通风机，以轴流通风机为主。

轴流通风机的工作原理：

当叶轮在电机带动旋转时，空气从风机进风口轴向吸人，叶轮上叶片的旋转推力对空气做功，使得空气能量增加并沿风机轴向流动排出。

地铁一般采用专用地铁轴流通风机，它是地铁车站和隧道区间内通风的主要设备。

特点：

1）大风量、高风压、高效率、可逆转、切换时间短、抗腐蚀性强、运行可靠、耐高温、防喘振、安装方便、运行平稳等特点。

2）应有由国家权威部门出具的风机（隧道风机、射流风机、推力风机、排烟风机）型式实验报告和耐高温检测合格报告。

第一节风机

一、隧道风机:

为轴流通风机

安装位置：

设于车站两端的设备房、区间通风机房内

作用：

用于区间隧道、站台隧道通风、防排烟。

结构组成：

叶片、电机、风机机壳、轮毂、轴、轴承、电机支撑板、前导流栅、

后导流栅、整流罩等组成。

分类:

可逆转耐高温轴流通风机——TVF风机

单向运转耐高温变频轴流通风机（排热风机）——UOF（B）风机

回/排风机——HPF（B）风机

可逆转耐高温变频轴流风机（排热／隧道风机）——UO／TVF（B）风机

工作状态点：

TV指风机用于隧道通风工况；

UO指风机用于车站车行区排热工况。

UO／TVF指风机为变频兼用风机，即UO／TVF风机。

（B）表示该风机正常工况下采用变频运转的方式，火灾或其他事故工况下

采用工频运转的方式

二、射流风机:

特殊的双向（正反转）轴流通风机，其前后端均自带消声风筒，悬挂在隧道顶部或两侧。

工作原理：

运行时，将隧道一部分空气从风机一端吸人，经叶轮加速后，由风

机的另一端高速射出，使隧道内空气向设定方向流动，用于调节区

间内某一段压力、通风量及辅助排烟。

结构组成：

叶片、电机、风机机壳、轮毂、轴、轴承、电机支撑板、消声器等

部件组成。

三、推力风机

1.推力风机（IMF风机）为双向（正反转）轴流通风机，设于区间机房内，用于加强某一段隧道内通风。

2.推力风机火灾或阻塞时加强局部区间隧道通风

3.根据系统不同运行模式要求风机正转或反转，通过现场制作的喷嘴将空气高速射人需加强风的区间隧道，推动隧道内空气向设定方向流动,前后端均带消声风筒。

四、送排风风机、防排烟风机

车站大系统风机包括:

大系统的新风机、回/排风机

——用于车站公共区通风空调。

车站小系统风机包括:

小系统的送排风机、回回/排风

——用于车站管理用房及设备用房区域通风空调。

防排烟系统风机包括：

排烟风机

——用于车站共公区、车站管理用房及设备用房区域等的排烟

均为轴流通风机，主要由叶片、电机、风机机壳、轮毂、轴、轴承、电机支撑板等组成设于车站两端机房或设备层内

第二节空气处理机

工作原理：

通过机组表冷、过滤、消声、风机等若干功能段的组合，外界提供冷源，实现对空气进行冷却、过滤、消声、输送等处理过程。

种类：

组合式空调机组、柜式空凋器、风机盘管

第二节空气处理机

一、组合式空调机组

作用：

车站公共区的空气处理。

组成：

箱体、混合段、粗效过滤段、表冷挡水段、风机段（含检修门）、消声段、出风段和若干个中间段组成，

完成对空气的过滤、冷却、消声、新风处理和新、回风混合等功能，完成工艺所要求的空气处理过程

一、组合式空调机组

1．箱体

a便于拆装

b采用满足密封要求的连接方式，机组漏风率<1％。

c有足够的机械强度。

d应有足够的防“冷桥（隔热结构中局部构造的不同，引起该部位隔热性能降低，成为冷量大量传递的通道）”措施。

2．新回风混合段

设有新风口及回风口

通过新、回风口的风速应小于8m／s

设有一检修门

3．过滤段

过滤段的进风断面风速均匀度应大于80％。

过滤器前后应设检修门，以方便过滤器的检修、更换，检修门的设置位置可在本段内设置或前后其他功能段上。

过滤器前后应设置压差报警装置。

4．表冷段

表冷器管材应采用紫铜管。

凝水盘尺寸要足够大使凝结水顺利排走，无溢出。

表冷器的盘管设计工作压力为L0MPa，无泄漏。

5．风机段

应采用变频电机，频率变化范围为20～50Hz。

电动机绝缘等级为H级，防护等级为IP55，电源电压为380V／50Hz，电机转速不应

趟过1450rpm。

电动机应能满足在温度≤45℃，相对湿度≤100％的环境中存储和连续运行。

风机采用皮带传动方式，便于电机的拆除、运输及更换。

6．消声段

根据整机噪声限值要求设置片式消声器。

消声器面板在穿孔后应进行防腐处理，面板与消声棉之间的滤布要求具有憎水性。

消声器的结构形式应便于拆装，且消声器前后设有检修门以便清灰

二、柜式空调器

用于车站管理用房及设备用房，由表冷器、风机、粗效过滤器、箱体等组成

一般采用吊装方.

三、风机盘管

用于车站的出人口长通道、管理用房及设备用房，由表冷器、风机等组成，为地铁通风空调工程空调末端设备。

特点：

（1）风机应用耗电省、噪声低、调速范围宽；

（2）电动机应满足高、中、低三档转速稳定运行

第三节风阀

地铁通风空调工程使用的风阀包括：

1）调节阀，包括单体风阀、组合风阀；

2）防火阀，包括防火阀（70℃）、防火阀（280℃）、排烟防火阀等。

风阀的工作原理：

1）、调节阀是通过电动、手动调节风阀叶片的开启角度和开、闭，调节风量；

2）、防火阀是通过温度熔断器自动或手动、电动关闭风阀叶片，隔离防火区。

一、单体风阀

组成：

主要由阀体、叶片、传动机构、执行器等

作用：

用于车站大、小系统相对截面不大的风道或风管上调节谴风或排风量，控制方式为手动和电动。

二、组合风阀-代号：

DZ

组成:

底框、单体风阀、传动机构、执行器等

作用：

用于区间隧道通风系统、站内隧道通风系统和车站大系统，调节送风或排风量，控制方式为电动.

电动执行机构特点：

具有远距离电动控制和现场手动控制功能、机械和电气两种限位装置、延时报警功能，并应设置接线盒。

电动执行器与风阀转轴的连接方式应设有有效的防止打滑措施。

三、防火阀代号：

FHF

1．防火阀（70℃）

动能：

1.常开，70℃感温自动关闭，手动关闭和复位复位无怨触电阀门开/管信号输入。

2.在一定的时间内能满足耐火稳定性及耐火完整性，起隔烟阻火的作用。

3.设置在大、小系统送、回（不兼排烟）风管、排（不兼排烟）风管穿越公共区与设备区防火隔墙处、楼板处、通风空凋机房隔墙处、变形缝处，小系统送、回（不兼排烟）管、排（不兼排烟）风管穿过非气体保护房间的各种配电房、控制室隔墙处。

2、防火阀（280℃）

功能：

与70℃防火阀相同

区别：

发生火灾时管道内气体温度状到280℃时才动作

设置在大、小系统排烟风管穿越公共区与设备区防火隔墙处、楼板处、通风空调机房隔墙处、变形缝处，小系统排烟风管穿过非气体保护房间的各种配电房、控制室隔墙处。

站内隧道通风系统末端管路接入排热风室隔墙处。

3.排烟防火阀（70℃）

为常开，温度达到70℃熔断关闭、手动关闭、24V电信号关闭、手动复位、输出开、关电信号类防火阀。

服务于气体保护房间的小系统风管穿过该房间的隔墙处。

第四节消声器

1.消声器是允许气流通过，同时又使气流中的噪声得到有效降低的消声设备。

2.阻性消声器的工作原理是：

利用声波在敷设于气流通道内多孔性吸声材料中传播，因摩擦将声能转化为热能而散发掉，使沿管道传播的噪声随距离而衰减，从而达到消声、降低噪声目的。

通常选用的是金属外壳片式消声器和结构片式接与风机前后管相连接；

结构道内以及活塞风消声片内部应采用不燃性吸声材料，并能在150℃或250℃：

烟气情况

下持续有效工作1h

消声器的结构特性

1．按结构形式分：

管道消声器、风道消声器

1）风道消声器：

结构片式消声器，片间自锁连接，不需预埋件。

为了维护、检修方便，在适当位置设置活动消声片、检修通l道或检修门

2）管道消声器：

大型壳体消声器外壳采用单体壁板现场组拼，内部吸声片也采用单元体片式连接结构；小型壳体消声器为整体式结构。

2．外观要求

消声器外观要求平整，壳体、筋板、法兰等金属件平整清洁、无锈痕污物、无切割毛口、无凹坑、划伤、损伤、缺角等明显缺陷。

第五节冷水机组

冷水机组是为地铁车站空调大、小系统提供冷源的设备。

常用:

螺杆式冷水机组、离心式冷水机组。

螺杆式制冷机组的特点：

1）结构简单、制冷效率高、易损件少、体积小重量轻、占地面积小；运动部件少、检修周期长

2）振动小、对基础要求低；制冷量可在10％一100％的范围内无级调节；

3）机组可采用高精度大屏幕触摸屏，全数字化中文显示；可实现计算机多重控制功能，操作更方便、更安全、更可靠。

4）缺点：

运行噪声较高。

螃蟹甲站冷水机组效果图

第五节冷水机组

螺杆式制冷机组的工作原理

是容积回转式压缩机，靠机体内的一对相互啮合的阴阳转子旋转时产生周期性的容积变化来完成气体压缩，与冷凝器、热力膨胀阀、蒸发器一起工作实现制冷。

一般阳转子为主动转子，阴转子为从动转子。

一、机组结构

机组组成：

制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、润滑系统、控制系统、保护系统、节流装置等。

压缩机机组：

全封闭或半封闭螺杆式制冷压缩机；

冷凝器：

壳管式换热器；

蒸发器：

满液式蒸发器。

润滑油应选用质量优等的产品；

机组用压缩机组件、温度和和压力传感器、油过滤器组件、安全阀与其他各类阀件、压力容器组件、油分离器组件等，应选用优质、高性能、高可靠性的产品。

（1）控制系统的控制功能：

启停控制、冷冻水出水温度控制、压缩机和节流装置的调节、单机及附属设备的程序控制、防反复启动逻辑、电流负荷限制等功能。

A、控制方式要求：

机组控制模块的自适应控制方式自动运行而避免由于制冷温度低，冷凝器温度高及电动机电流过负荷等非正常工况所引起停机，

只有在非正常工况延续到超出保护极限时，机组才会停止运行。

B、保护功能要求：

机组应具有断水、蒸发器冻结、冷媒不足、冷媒压力过低、冷媒压力过高、压缩机倒转、缺相、电动机绕组温度过高、冷媒排出温度过高及断油、吸气压力过低、排气压力过高、油位过低、油温过高保护等。

第五节冷水机组

（2）控制显示器：

应有水温设定值、电流极限设定值、蒸发器冷媒压力和温度冷凝器冷媒压力和温度自诊断检查和显示功能；

应能记录和保存多个故障，及故障发生的时间、名称等。

（3）自适应控制功能：

应在系统的任一参数变化到极限而有可能损坏机器或因此引起停机的情况下能够启动保护机组的作用功能，而且机组的控制模块能够进行修正，以确保机组运转。

机组设定的基本设置参数和控制参数应具有防丢失功能。

（4）机组各零部件的安装

应牢固、可靠，制冷压缩机应有防振动措施。

机组运转时应无异常响动，管路间或管路与零部件间不应有相互摩擦和碰撞。

（5）机组的隔热层

应有良好的隔热性能，在正常工作时表面不应有凝露现象。

机组的零部件和材料应符合有关标准的规定，满足使用性能要求。

二、外观外观

（1）机组涂装件表面应平整光滑、色泽一致，不应有明显的气泡、留痕、漏涂、底漆外露及不应有的皱纹和其他损伤。

（2）机组外壳保温应满足不产生冷凝结露的要求，对所有可能产生冷凝结露的部位要求在出厂前进行保温处理。

三、性能

（1）机组名义工况时的温度条件，应满足有关标准的规定。

机组的控制、保护及显示功能，通信接口应满足控制系统要求。

（2）机组在名义玉况进行试验时，制冷量最大偏差应不小于名义值的95％；

消耗总电功率最大偏差不应大于机组名义值的105％；

冷冻水、冷却水的压力损失最大偏差不应大于名义值的110％；

冷水、冷却水的流量与名义规定值的偏差不得大于土5％

（3）机组名义工况性能系数应至少能满足国家标准《冷水机组能效限定值及能源效率等级》GB19577——2004中的2级水平。

（4）机组额定噪声值应≤86dB（A）；机组振动值不应超过15μm／S。

（5）机组应具有较宽广的冷量调节范围，即机组的能量调节可在25％～100％的范围内连续进行；

为确保机纽安全可靠地启动以及在低压工况下正常运行，机组润滑油系统采用混合式油循环系统。

第六节冷却塔

冷却塔是为冷水机组冷却器提供冷却水的设备。

冷却塔的工作原理：

用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去冷水机组冷却器产生的热。

当干燥（低焓值）的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内；饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动，湿热（高焓值）的水自播水系统洒人塔内。

当水滴和空气接触时，由于水蒸气表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温的目的。

地铁通风空调工程冷却塔一般安装在城市交通要道绿化带，要求冷却塔为超低噪声玻璃钢冷却塔。

一、冷却塔整体性能要求

（1）、塔体采用钢框架，所有钢构件采用热镀锌，塔体面板应采用优质材料，并考虑抗太阳辐射的影响，使其具有抗老化能力。

塔体框架结构应保证塔体在安装、运行后的稳定性，抗风、抗振、防盗。

塔体外表面应有均匀的胶衣层，表面应光滑、无裂纹、色泽均匀。

塔体边缘应整齐、厚度均匀、无分层、切割加工断面应加封树脂。

（2）、冷却塔具有阻燃或不燃要求，填料应具的热力性能及阻力特性，耐高温、抗低温、阻燃性能好。

二、冷却塔工作性能要求

（1）在电压正常波动范围内能正常启动和运转，机组在使用现场组装后，应进行检查和试运转。

（2）按水温降对比法求出的实测冷却能力与设计冷却能力的百分比不得小于95％