地铁车站集成环控系统

地铁车站集成环控系统

1概述

地铁的特点是人员密集、流动性大，一旦出现事故外部施救处理非常困难，必须依靠自身系统的可靠运作才能确保安全。因此对地铁车站通风空调及防排烟系统（简称环控系统）的要求要高于一般的民用系统。环控系统须满足两个方面的要求，一是日常运营给乘客和设备提供舒适及适宜的环境；二是事故及灾害情况下进行通风、排烟、排毒、排热，起到生命保障及辅助灭火的作用；环控系统应确保上述两个方面的整体安全，不宜片面强调某一方面；但环控系统不是灭火系统。

地铁车站环控系统看似容易，但实际实施起来确并不容易，到目前为止一些实际投运的环控系统，不是达不到功能要求，就是“超出要求”，设计极为复杂，设备多投资大，操作复杂繁琐。有的地铁运营已经一两年，其控制系统还投不上去或不能很好的发挥作用。本文针对环控系统在实施过程中常见的问题，阐明自己的观点，提出解决问题的办法。并提出地铁集成环控系统新概念，给出集成环控系统的原理。

2环控系统的功能定义

首先要将环控系统的功能进行准确定义，并将功能划分清楚。环控系统的主要功能如下：

1)新风：新风为车站抽取的外界自然空气。

2)送风：送风分为送全新风、混风（新风+回风）、全回风三种情况；送风经过制冷、除湿、过滤及消音，然后送到站厅、站台及各设备房。也可不经过制冷和除湿直接送风。

3)回排风：回排风可分为全回风、全排风及有回有排三种情况；排风又分为固定排风和间歇排风；回排风为来自站厅、站台及设备房的回风；当回排风温度低于外界大气温度时可起到节能作用。紧急情况下可将车站的烟气、毒气等排掉。

4)固定排风：固定排风是将车站的设备房、卫生间、卫生器具间、储物间、生活污水间、列车冷却及隧道内的废气（废气、热气、湿气、烟气、毒气）全部排掉不回风。

5)间歇排风：列车停站时间短，而间隔时间长，尤其是开通的前几年，客流上不去，行车间隔时间更长。为了降低能耗，列车冷却排风宜采用间歇排风方式。列车停站时开始排风，将列车产生的废气和热量排走，没有必要再循环冷却使用，列车出站时停止排

风，从而达到节能的目的。隧道排风也属于间歇排风方式。

6)自然换风：车站自然换风是通过车站进出口通道和通风井的敞开，利用列车运动时产生的隧道活塞风进行自然换气、自然冷却。

7)隧道通风：分为送风、排风、自然换气等。送风为送新风；排风为排除隧道内废气、热气、湿气、烟气、毒气等。利用列车运行时产生的隧道活塞风自然换气。

8)当某一地铁车站发生火灾时，如果此时恰有列车进站和出站，而车站又没有屏蔽门的话，列车会通过活塞风将烟雾带到其它相临车站，造成相临车站火灾自动报警系统报警，并引发相临车站防排烟系统开启。这说明地铁全线一处火灾的设计原则需要深化和细化。建议改为：地铁火灾设计的原则按全线一处火灾考虑，如果地铁各车站防排烟系统的硬件设施是按相互独立的方式设计，硬件设施自然具备适应多个车站同时发生火灾的处理能力，在不增加防排烟系统投资的情况下，其控制系统软件也应具备适应多个车站同时发生火灾的处理能力；当某一地铁车站发生火灾时，发生火灾的车站除应具有独立自救和防排烟的能力外，相临车站的防排烟系统应具有协助火灾发生车站防排烟的能力，同时保留转为独立自救的能力。

9)地铁发生火灾的可能形态有：

（1）站厅公共区火灾，

（2）站台公共区火灾，

（3）站厅两端设备房区火灾，

（4）站台两端设备房区火灾，

（5）列车火灾，

（6）车站外部区域火灾（与地铁车站连通的商业街和上盖物业）。上述火灾发生的可能形态中，列车火灾如果是发生在隧道内，则由隧道通风系统负责防排烟处理；列车火灾如果是发生在车站站台公共区，则由车站环控系统和隧道通风系统共同负责防排烟处理；其它形态的火灾都由车站的环控系统负责防排烟处理；当车站环控系统排烟气能力不足时，隧道通风系统也可以协助排烟。当地铁车站外部区域发生火灾时，车站环控系统应采取正压送风方式，防止外部烟气串入地铁。

以上是地铁车站通风空调及防排烟系统中风系统的功能要求，水系统的功能要求不同于风系统，在此就不做论述，隧道通风系统也不做详细论述。

3环控系统的流程划分

地铁车站环控系统一般分为：环控大系统和环控小系统及隧道通风系统，并按A、B 两端分别独立设置。环控大系统用于站厅和站台公共区通风、空调及防排烟，A、B两端环控大系统工艺流程是一样的；环控小系统用于设备区设备房通风、空调及防排烟，A、B两端环控小系统工艺流程有较为明显的区别，但基本原理是一样的；隧道通风系统用于隧道和站台的通风、降温及防排烟。因A、B两端环控大系统工艺流程是一样的，A、B两端环控小系统基本原理是一样的，因此本文只按一端的环控系统进行论述。如图[1][2]所示

地铁车站环控大系统图（一端）图[1]

地铁车站环控小系统图（一端）图[2]

4设计时应综合考虑的问题

1)一个好的环控系统不仅要从设计和工程两个方面考虑完善，而且还要从运营管理方面考虑完善。运营管理要考虑便于维修、方便操作、利于节能运作，系统设计时就要为节能运作考虑。地铁车站环控系统总的设计原则是：一是日常运营给乘客和设备提供舒适及适宜的环境；二是事故及灾害情况下进行通风、排烟、排毒、排热，起到生命保障及辅助灭火的作用；三是提高系统的实用性、可控性及可靠性；四是减少环控系统的数量，降低系统复杂程度，减少环控系统控制模式，从而减少火灾等紧急情况下的反应时间，确保乘客的安全；五是降低人员操作难度和培训难度，提高系统设备的可维护性，降低运营管理成本；六是系统设计、设备选型和实际安装结果应达到设计的总体要求，并具有对是否达到设计的总体要求进行考核的能力及系统必须的基本参数调试检测能力。

2)地铁环控系统中各种设备的作用及功能都是由人赋予并定义的，有很多设备的功能被人为限制住，往往功能发挥不出来，只好通过增加设备来实现功能。如隧道风机在正常情况下是用于隧道的送排风，在突发事件情况下可以当作站台的排风机，这样就可以使各系统设备的数量和容量减少或减小，充分发挥各系统设备的作用。同时也可以使各系统设备的数量和容量按正常时设计，一旦发生突发事件，可以转变其它系统的功能，使其在突发事件中发挥作用，增大系统所需的容量。地铁环控系统应进行系统优化设计，通过功能的协调与兼顾，对每个设备的功能进行扩展和限定，找出最优的方案，在不增加大型设备的情况下，通过增加少量风阀，赋予风机新的功能，从而降低风机改变工况时的启停次数；通过减少系统来减少设备，以达到降低投资，简化运营操作，方便运营管理的目的。

3)用于突发事件的设备，最好能“平战”结合，这样可以通过日常的使用，检查设备的完好情况，能及时发现问题，便于及时修复；一旦发生突发事件，能确保设备投入使用。最好是采用主备机的形式，平常可以是一主一备交替运行，一旦发生突发事件，主备两台都投入使用，增强适应事件的能力。平常使用一台发生故障另一台投入运行，确保设备在日常使用中，不影响运行和检修（一台运行一台检修或备用），并确保在突发事件中至少能有一台设备投入使用，提高系统的可靠性。设计时应给出维修的空间和场地，否则一旦设备出现故障，将无法维修或给维修造成相当大的困难。

4)地铁系统因线路长站点多，在工程实施过程中涉及的设计和施工单位多，给设计管理和施工管理带来困难，因此迫切需要统一管理。相同的环控工艺系统流程和原理在不同车站的控制模式和内容应统一，全线各站的设计表达方式应统一，模式及模式的名称、编号应统一；避免给系统调试、操作、人员培训及维护管理带来困难。

5)设计上应示出环控系统在各种运行模式下的设备启动、关停的先后顺序；提供环控