深圳市城市轨道交通环控系统应用现状

深圳市城市轨道交通环控系统应用现状

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目录

1.前言 (1)

1.1 研究背景 (1)

1.2 研究意义 (1)

1.3 研究现状 (2)

1.4 研究内容 (2)

2.环控系统的发展原因以及历程 (2)

2.1 发展原因 (3)

2.2 发展历程 (3)

3.环控系统的要求、组成及方案选择 (4)

3.1 基本要求 (5)

3.2 组成 (5)

3.3 方案选择 (6)

4.深圳轨道交通环控系统具体分析（以前海湾站台为例） (7)

4.1 车站概况 (7)

4.2 前海湾站环控系统设计特点 (8)

4.3 站环控通风系统 (8)

4.3.1 大系统 (9)

4.3.2 小系统 (9)

4.3.3 车站区间排热系统 (10)

4.3.4区间隧道通风系统 (11)

4.3.5水系统 (11)

4.4 屏蔽门系统 (11)

5.结论 (12)

参考文献 (13)

致谢 (13)

１前言

1.1研究背景

伴随着城市的蓬勃发展，深圳也滋生了很多大城市病,其中交通越来越拥堵、人们出行困难已经成为众多顽症中的一个。发展公共交通是在交通系统层面上以改善交通出行结构、集约利用交通资源为手段的缓解大城市交通问题的有效途径。而轨道交通作为一种效率高、人均占用资源少的公共交通方式被国内外许多大城市所采用，缓解城市交通拥堵效果显著。

截至201６年10月28日,深圳地铁共有8条线路、198座车站、运营线路总长285公里,轨道交通线路长度居中国第3(仅次于上海、北京)世界第８位,构成覆盖深圳市罗湖、福田、南山、宝安、龙华、龙岗六座市辖行政区的地铁网络。如今,深圳地铁和深圳公交构成了深圳市公共交通的骨干。

而城市轨道交通环控系统作为地铁重要组成部分,为乘客、工作人员提供舒适、安全的环境，并且在能耗方面占有很大比重，所以环控系统是地铁能否正常运营的关键因素之一。

1.2研究意义

地铁一般部深处地下,车站和列车行车隧道被数米至数十米厚的土层覆盖，与外界的空气交换只能通过车站的出入口和有限的隧道风井来进行。同时列车运行、设备运转和乘客等会发出大量的热量；列车刹车时产生大量粉尘,乘客和工作人员的新陈代谢也产生大量的热湿负荷和C02流体；同时由于地铁周围土壤通过地铁围护结构的渗湿量也很大。仅靠空气的自然流动和扩散，是无法排除如此巨大的热湿负荷和污染物,从而难以保持地铁内部环境的舒适性。因此,必须设置地铁环控系统,对地铁内部的空气温湿度、气流速度和空气质量等空气环境因素进行控制,为乘客和工作人员创造一个生理和心理上都能够满意的适宜环境，并满足地铁设备正常运转的需要。

其中“节能”是地铁环控系统必须考虑的问题。地铁环控系统的造价仅相当于整个地铁的8％～10％，但在运行过程中,用电量却占了相当大的比重。采用空调系统的地铁环控系统用电量约占整个地铁耗电量的40％左右。对于广州等炎热地区,地铁环控系统的能耗占地铁总能耗的50%。地铁内部的空间和发热量大,为了维持其热环境，环控系统的风机、制冷机、空调机的装机容量都相当大,由此引起大量的设备投资和运行能耗费用,严重影响到地铁的运营经济性。因

此,在地铁环控系统的设计和运行中，要针对地铁的特点，充分利用有利的因素,克服不利的因素,在满足设备及人员对环境的要求的基础上,采用合理的环控系统设计并进行科学的运行控制,实现最小的初投资和最低的运行费用。

1.3研究现状

文献［１］以深圳地铁（屏蔽门系统)香蜜湖岛式车站的隧道通风系统为研究对象,根据隧道活塞风的空气动力学控制方程和活塞风速的理论计算,分析列车在行车过程中由于活塞效应对车站隧道、区间隧道和活塞风阀各个断面所产生的不同影响，确定地铁隧道活塞风的测试方案。

文献[2]利用可靠性的工作过程分析深圳地铁一期工程环控系统在可靠性上存在的问题和采取的整改方案。提出新线建设对此类问题的处理办法,提高了环控系统的可靠性。

文献［3]根据地铁环控系统的能耗特点，提出一种环境整体节能控制策略。

文献［4]对前海湾站环控设计进行了观察以及分析。

文献[5]对闭式系统和屏蔽门系统进行比较，并发现屏蔽门系统在技术方面胜于闭式系统。

文献[6]对地铁屏蔽门、闭式系统以及屏蔽门系统的能耗问题进行了研究,并搜集对应的数据进行分析,得出屏蔽门系统可以有效节能的结论。

文献[7］对南京地铁一号线环控系统节能方面做了研究,发现该线路环控系统经过改进以后，能耗得到了减少,从而达到节约资金的目的。为其它地铁线的环控节能运营提供了一定的理论依据和实际运用的示范。

1.4研究内容

本文主要从环控系统的历程出发,探索环控系统产生的必然过程，从而了解环控系统形成条件以及它们存在的必要性。再延伸到如今环控系统的组成以及它们相对应的选择方案，找出目前最适合当地轨道交通的方案。最后重点调查深圳某个车站的环控系统,从而推断出深圳地铁环控系统的整体现状,并对此进行合理的分析。

2 环控系统的发展原因以及历程

２０世纪30年代末以前，大多数轨道交通地下工程都没有考虑环境控制。到了现代，该项工程才逐步成形，成为如今的环控系统。

2.１发展原因

轨道交通的地下线路是一个狭长的地下建筑,除各站的出、入口，送排风口与外界大气相通外,基本上市与外界隔绝的；另外，由于列车的高密度运行以及大量乘客的集散，形成独特的环境特点:

地下铁道的车站和区间隧道除出入口等极少部位与外界相连通外,基本上与外界隔绝，只有用人工气候环境才能满足乘客的要求。

列车各种设备的运行和高度密集的乘客都将释放出大量的热，如不及时排出，将使车站和区间的温度上升,使乘客在此环境中难以忍受。

由于地层蓄热作用,运营初期系统内部的温度会逐年升高,若处理不当，会对系统的远期环境造成影响。

车站内高度密集的人群会释放出大量的异味和二氧化碳,如果没有足够的新鲜空气和有效排出废气的措施,将会使车站内的空气十分污浊。

轨道交通地下工程是一个狭长封闭的地下建筑，列车以及各种设备运行产生的噪声不易消除,对乘客影响较大。

列车运行时产生的“活塞效应”，若不能合理利用,会干扰车站的气流组织,使乘客感到不舒适,并影响车站的负荷。

当发生事故、尤其是发生火灾事故时，将导致环境恶化，不易救援，需要采取有效措施。

正因为其环境与地面建筑有很大的不同，要想吸引更多的乘客来乘坐地铁,就需要营造一个良好、舒适的人工环境，以满足众多乘客和轨道交通内部工作人员的生理和心理上的要求，这种要求,或者说人工环境，实际上是一个多功能、多方面的综合要求，设计地下轨道环境中空气的温度、湿度、气流速度、空气品质、噪声控制、环境色调与照明亮度以及装饰的协调与配合诸多因素,是一项复杂的系统工程。于是,致力于控制轨道交通地下工程环境的设计人员不断探索，经过不断发展，更加关注局部排风、局部空调以及紧急情况下的通风，于是概念也得到更新,轨道交通地下工程环境（环控系统)就应运而生了。

2．2发展历程

1863年，世界第一条轨道交通地下工程“大都会”号在伦敦开通,由于是蒸汽机车驱动，冒烟的发动机在地下运行时污染环境使人感觉很不舒服。

“大都会”号以后的伦敦轨道交通地下工程在引入电机机车时又遇到新的问题。