5通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)
地鐵是一種安全、快捷、大運(yùn)量的城市交通方式，承擔(dān)了大量乘客的運(yùn)送任務(wù)，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置就是為乘客、工作人員及設(shè)備的運(yùn)行創(chuàng)造適宜的內(nèi)部空氣環(huán)境，以滿足地鐵運(yùn)營(yíng)的需要，它關(guān)系到人員的健康，甚至生命安全，因而是地鐵中不可缺少的一個(gè)重要有機(jī)組成部分，在地鐵建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中應(yīng)給予高度的重視。
5.1地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的功能
地鐵具有地上和地下兩種設(shè)置型式，對(duì)于地上線路而言，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置方式簡(jiǎn)單，造價(jià)投入不大，真正的研究著重點(diǎn)應(yīng)該放在地下線路部分。
地鐵的地下部分猶如一個(gè)龐大的橫置于地下的狹長(zhǎng)的箱形建筑物，其內(nèi)部空間與外界相對(duì)閉塞，只有出入口和風(fēng)亭口部等少數(shù)部位與外界大氣相連通，如不考慮任何設(shè)施和系統(tǒng)對(duì)其內(nèi)部空間的空氣環(huán)境進(jìn)行控制，人員將無(wú)法在其中停留，設(shè)備將無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)置地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的目的就是為乘客和工作人員提供一個(gè)適宜的地下空間的內(nèi)部空氣環(huán)境，滿足人員的生理和心理需求，并為地鐵系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供一個(gè)所需的環(huán)境條件，這涉及到與人員舒適性和生理緊密相關(guān)的溫度、濕度、氣流組織、氣流速度以及噪聲和振動(dòng)等多方面的因素。
同時(shí)，由于地鐵地下空間的封閉性，再加上地下各種地鐵運(yùn)營(yíng)工況的復(fù)雜性，地鐵在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中可能出現(xiàn)多種狀況，從地鐵百年發(fā)展的歷史過(guò)程中可以看到，諸如火災(zāi)、撞車(chē)和列車(chē)阻塞等事故情況是實(shí)際存在的，在各種行車(chē)事故中，列車(chē)火災(zāi)事故搶救最難，中斷行車(chē)時(shí)間最長(zhǎng)，造成的人員和經(jīng)濟(jì)損失最大，據(jù)資料記載，僅從1971年12月到1987年11月間，歐洲和北美的地鐵中，發(fā)生重大火災(zāi)就有40多起，剛剛發(fā)生的韓國(guó)大邱地鐵雖為人為縱火，在實(shí)質(zhì)上就是地鐵火災(zāi)的一種，造成了300多人傷亡，教訓(xùn)慘痛，世界上地鐵火災(zāi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是不少的，它們一旦發(fā)生就會(huì)造成嚴(yán)重危害，威脅到人身安全，危害是巨大的，不容忽視，因而地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)具備火災(zāi)狀況時(shí)所需要的為人員輸送新鮮空氣并排除火區(qū)火災(zāi)煙氣的功能。而當(dāng)?shù)罔F列車(chē)阻塞在區(qū)間隧道中時(shí)，也必須保證列車(chē)中人員所需的空氣環(huán)境條件。 5.2 國(guó)內(nèi)地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀
目前國(guó)內(nèi)已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)地鐵的城市有北京、上海、廣州和天津，正在建設(shè)和設(shè)計(jì)地鐵的城市有深圳和南京等城市，從地域上這些城市可大致歸納為國(guó)內(nèi)的北部、中部和南部城市，各自具有自身典型的氣候特點(diǎn)，從這些城市地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置情況來(lái)看，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝偷罔F的運(yùn)輸能力設(shè)定，主要采用通風(fēng)或空調(diào)系統(tǒng)(通風(fēng)結(jié)合空調(diào)的系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱空調(diào)系統(tǒng))，可以分為以下三種方式：
通風(fēng)系統(tǒng)方式(含活塞通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng))：以北京地鐵一線和環(huán)線為代表。
空氣調(diào)節(jié)(車(chē)站不設(shè)屏蔽門(mén))：以上海地鐵二號(hào)線、廣州地鐵一號(hào)線、南京地鐵一號(hào)線等為代表。
空氣調(diào)節(jié)(車(chē)站設(shè)置屏蔽門(mén)):以上海地鐵一號(hào)線、廣州地鐵二號(hào)線、深圳地鐵一號(hào)線等為代表。
從這幾種現(xiàn)有的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)方式來(lái)看，相互之間存在密切的聯(lián)系，運(yùn)行方式也相互關(guān)聯(lián)，根據(jù)不同的實(shí)際情況，在地鐵系統(tǒng)中是相互結(jié)合使用的，只是在不同季節(jié)和不同運(yùn)行工況時(shí)采用不同的方式運(yùn)行，以既滿足創(chuàng)造地鐵內(nèi)部空氣環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)運(yùn)行節(jié)能，同時(shí)還具備不同事故情況時(shí)所需的功能要求。
5．3 國(guó)內(nèi)地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)存在的問(wèn)題
從國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置和運(yùn)行狀況分析，現(xiàn)有的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是在北京和上海地鐵的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐檢驗(yàn)，不斷的研究、改進(jìn)和完善， 目前的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)基本上是能夠滿足地鐵的功能需求的，已經(jīng)達(dá)到了比較成熟可靠的水平，地鐵內(nèi)部空氣環(huán)境的舒適性方面是基本能夠在不同的水平上實(shí)現(xiàn)的，達(dá)到了設(shè)置地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的目的。但在系統(tǒng)設(shè)置的優(yōu)化和運(yùn)行節(jié)能以及設(shè)備的安裝實(shí)施籌方面還存在許多需要加以考慮和解決的問(wèn)題，簡(jiǎn)單歸納有以下幾個(gè)方面：
(1)系統(tǒng)設(shè)置構(gòu)成方面：
現(xiàn)有的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成繁復(fù)，一般劃分為隧道通風(fēng)系統(tǒng)、車(chē)站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、車(chē)站設(shè)備及管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和空調(diào)水系統(tǒng)等幾個(gè)組成部分，在設(shè)置上均相互獨(dú)立，在運(yùn)行上也相互具有相對(duì)的獨(dú)立性，例如：車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，隧道通風(fēng)系統(tǒng)是處于停運(yùn)狀態(tài)的。另一方面，系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成復(fù)雜，如車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備就包含了空調(diào)機(jī)組、空調(diào)回／i1)風(fēng)機(jī)、空調(diào)新風(fēng)機(jī)、全新風(fēng)機(jī)和相關(guān)的風(fēng)閥、消聲器等諸多設(shè)備，這些設(shè)備之間相互協(xié)調(diào)配合完成所設(shè)定的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的功能。而其投資一般約為每個(gè)地下車(chē)站1000萬(wàn)元——1500萬(wàn)元。
以上海地鐵提供的數(shù)據(jù)；為例：車(chē)站設(shè)置屏蔽門(mén)時(shí)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)投資(不含屏蔽門(mén)投資)平均每站1069萬(wàn)元，車(chē)站不設(shè)屏蔽門(mén)時(shí)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)投資平均每站1506萬(wàn)元。
其它城市如廣州、深圳和南京地鐵的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的投資基本上都處于相同的水平上。若在此基礎(chǔ)上加上屏蔽門(mén)的投資，造價(jià)將更為增加，仍以上海地鐵提供的數(shù)據(jù)為例，屏蔽門(mén)的投資費(fèi)約為1024萬(wàn)元(8節(jié)車(chē)編組)。
(2)系統(tǒng)占用地下空間方面
由于地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成上的復(fù)雜性，導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)機(jī)房面積的需求大大增加，現(xiàn)有地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，尤其是空調(diào)系統(tǒng)占用的地下機(jī)房面積一般在1200m2—叫500m2左右，上海地鐵和廣州地鐵對(duì)此有具體的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，上海地鐵一、二號(hào)線的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表所示：
E一表示車(chē)站其它設(shè)備及管理用房面積之和：
F一表示車(chē)站設(shè)備及管理用房面積總和：
C-—表示車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)用房面積占車(chē)站設(shè)備及管理用房總面積的百分?jǐn)?shù)；
廣州地鐵一號(hào)線地下車(chē)站不設(shè)屏蔽門(mén)，列車(chē)按6節(jié)編組。
表5-l和表5-2涵蓋了車(chē)站設(shè)置屏蔽門(mén)和車(chē)站不設(shè)屏蔽門(mén)良種情況，因而具有廣泛的代表意義，從表中可以看出，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在地鐵車(chē)站中占用的機(jī)房面積是較大的，在車(chē)站總面積中占有的百分比也是較大的，在車(chē)站設(shè)置屏蔽門(mén)時(shí)，機(jī)房面積最小為1100m2，最大達(dá)到了2100m2，占車(chē)站總面積的百分比最小為12．3％，最大達(dá)到了26．0％，當(dāng)車(chē)站不設(shè)屏蔽門(mén)時(shí)，機(jī)房面積最小為1538m2，最大達(dá)到了3249nd，占車(chē)站總面積的百分比最小為11．9％，最大達(dá)到了29．0％。
從表5-3中的數(shù)據(jù)可以明確看出地鐵通成空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)房面積也基本上為2000m2，而其與其它設(shè)備及管理用房所占用的面積的相比，基本上前者是后者的1．5倍，要占到所有用房面積的55％一60％。
當(dāng)然不同型式的車(chē)站具有各自的不同要求，但從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上我們依然可以看出通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)占用面積的情況，在地下空間寸土寸金的建設(shè)造價(jià)中，此系統(tǒng)所占用的投資之大，可以清晰的顯現(xiàn)出來(lái)。
(3)系統(tǒng)運(yùn)行能耗方面
地鐵的電力能源消耗主要在地鐵列車(chē)的牽引用電和通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)用電兩個(gè)方面，在現(xiàn)有的地鐵線的實(shí)際耗能統(tǒng)計(jì)中，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的耗能巨大，達(dá)到了地鐵總能耗的約50％左右。
上海地鐵二號(hào)線的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)小時(shí)耗電量為903—1572Kw，，上海地鐵一號(hào)線的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)小時(shí)耗電量為1048叫579Kw。
廣州地鐵一號(hào)線的能耗據(jù)介紹，牽引用電僅占約17％，而通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)用電約為48％如此巨大的能耗，使得地鐵的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用居高不下。
(4)設(shè)備選用標(biāo)準(zhǔn)方面
在地鐵設(shè)備的選用方面，出于各類(lèi)因素考慮，也或多或少的存在著對(duì)設(shè)備的選型標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高的情況，也有的情況是相關(guān)的設(shè)備系統(tǒng)選型標(biāo)準(zhǔn)脫節(jié)，個(gè)別系統(tǒng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)較高，而與之相配合的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)保持在能夠滿足地鐵功能要求的水平上，二者不相協(xié)調(diào)，而高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的高標(biāo)準(zhǔn)的功能不能發(fā)揮，或沒(méi)有存在的必要，這同樣造成設(shè)備采購(gòu)和安裝以及維護(hù)、保養(yǎng)等費(fèi)用的加大和設(shè)備冗余功能的浪費(fèi)。
(5)設(shè)備安裝實(shí)施方面
在地鐵建設(shè)過(guò)程中，設(shè)備按照不同設(shè)計(jì)年限和負(fù)荷情況分期實(shí)施是既滿足實(shí)際運(yùn)營(yíng)要求，又節(jié)省投資的方式，但在現(xiàn)有的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備建設(shè)安裝中，由于處于一次完成投資，擔(dān)心日后工程實(shí)施過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)投資或工程分期施工可能會(huì)帶來(lái)實(shí)施上難度等因素的考慮， 目前基本上尚未實(shí)現(xiàn)理想上的安裝實(shí)施方式，這從一個(gè)方面加大了初期的投入，而實(shí)際上也造成了系統(tǒng)設(shè)備容量的閑置，系統(tǒng)能耗的增加。
(6)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)水平方面
在地鐵的內(nèi)部空氣環(huán)境中，現(xiàn)行的《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》在地鐵的隧道、車(chē)站公共區(qū)的站廳和站臺(tái)以及車(chē)站的設(shè)備及管理用房等的溫度、濕度等指標(biāo)方面都提出了控制標(biāo)準(zhǔn)，在人員的新風(fēng)量上也給出了控制指標(biāo)，這些都是在充分考慮了人員的生理和心理要求，人員的舒適性需求和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)周?chē)h(huán)境條件的要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能的思路而確定的，是滿足地鐵的運(yùn)營(yíng)和乘客、工作人員的要求的，是經(jīng)過(guò)國(guó)外逾百年的地鐵運(yùn)營(yíng)實(shí)際證明可行的標(biāo)準(zhǔn)。
在目前的地鐵建設(shè)中，出現(xiàn)了個(gè)別不考慮城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力和投資，片面追求提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的勢(shì)頭，認(rèn)為內(nèi)部空氣環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)越高，越能體現(xiàn)地鐵的檔次想法，這對(duì)地鐵建設(shè)的投資極為不利，且不言設(shè)備和土建的增加，僅從運(yùn)行費(fèi)用上給出一個(gè)數(shù)據(jù)就足以說(shuō)明問(wèn)題，假設(shè)地鐵車(chē)站溫度標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的水平上降低1℃，意味著系統(tǒng)負(fù)荷和耗能大約增加7％，其它標(biāo)準(zhǔn)水平的提高，在初投資和運(yùn)行費(fèi)用上的增加，其結(jié)果是不言而喻的。
(7)充分利用自然條件方面
與節(jié)省能耗相應(yīng)的，充分利用自然條件，是一條切實(shí)可行的途徑，在地下線路中，利用地鐵列車(chē)運(yùn)行所帶來(lái)的不費(fèi)能源的活塞通風(fēng)效應(yīng)，進(jìn)行地鐵的通風(fēng)換氣是一種較好的措施，但應(yīng)根據(jù)實(shí)際 情況加以應(yīng)用，在活塞效應(yīng)發(fā)揮作用的情況下應(yīng)盡量加以應(yīng)用，反之，則可不必強(qiáng)求，而在現(xiàn)有的地鐵建設(shè)中確實(shí)存在不加分析的照搬照抄現(xiàn)象，給工程建設(shè)造成了浪費(fèi)。
同時(shí)，一些與此相關(guān)的、未加全面分析的做法也在不時(shí)影響我們的地鐵建設(shè)，例如地鐵車(chē)站是否設(shè)置屏蔽門(mén)，就應(yīng)該經(jīng)過(guò)細(xì)致全面的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較后再加以抉擇。
(8)系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算方面
地鐵通風(fēng)空調(diào)的負(fù)荷計(jì)算是地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置的基礎(chǔ)，計(jì)算負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)設(shè)備容量的確定以及與之相配套的配電設(shè)備的容量的確定，都具有決定性的影響，從而對(duì)地鐵建設(shè)的造價(jià)，也產(chǎn)生影響?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外對(duì)于地鐵通風(fēng)空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算，具有幾種不同的方法，都是以不同的模型和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)提出的，在國(guó)內(nèi)地鐵設(shè)計(jì)上，基本是參考了美國(guó)、前蘇聯(lián)、日本以及北京城建設(shè)計(jì)研究院在總結(jié)國(guó)內(nèi)北京、上海等城市地鐵運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的計(jì)算方式，如何對(duì)地鐵的實(shí)際情況加以預(yù)測(cè)和分析，合理采用負(fù)荷計(jì)算方式，并提出適合實(shí)際需求的負(fù)荷計(jì)算結(jié)果至關(guān)重要。目前在地鐵建設(shè)中，由于建設(shè)歷史不長(zhǎng)，參與設(shè)計(jì)的單位經(jīng)驗(yàn)和水平不一，導(dǎo)致在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)方法盲目，經(jīng)驗(yàn)不足的現(xiàn)象時(shí)有出現(xiàn)，少數(shù)單位為保證工程實(shí)施的可靠性，不得不人為的加大安全系數(shù)，由此對(duì)工程造價(jià)的增加產(chǎn)生了相當(dāng)大的影響。
(9)系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化和創(chuàng)新方面
世界上地鐵建設(shè)只有百年的歷史，中國(guó)的地鐵建設(shè)歷程更短，從1965年北京地鐵的建設(shè)至今，只有37年的時(shí)間，在地鐵技術(shù)的發(fā)展上還存在許多不足，地鐵的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展，也只是在北京地鐵一線、環(huán)線和上海地鐵一號(hào)線的基礎(chǔ)上從無(wú)到有，并在不斷改進(jìn)和完善，至今為止，我們經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單的通風(fēng)系統(tǒng)到復(fù)雜的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展歷程，取得了相當(dāng)大的成就，但是，也必須和應(yīng)當(dāng)看到，自80年代的上海地鐵一號(hào)線提出的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)方式到現(xiàn)在，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)只是在此基礎(chǔ)上不斷的具體改進(jìn)和完善，一直沒(méi)有產(chǎn)生飛躍性的進(jìn)步，為滿足所需功能的要求，系統(tǒng)設(shè)置的復(fù)雜程度在不斷增加，對(duì)控制上的要求在不斷提高，這直接造成系統(tǒng)造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用的直線上升，現(xiàn)在已經(jīng)到了需要對(duì)地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行大力優(yōu)化，并積極創(chuàng)新，尋求技術(shù)和科技進(jìn)步，以促使產(chǎn)生技術(shù)上質(zhì)的提升的時(shí)候了。
(10)新技術(shù)、新工藝和新技術(shù)應(yīng)用方面
當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，；新產(chǎn)品、新工藝、新設(shè)備在大量涌現(xiàn)，對(duì)于解決存在的問(wèn)題具有重要作用，在我們的地鐵建設(shè)中在這方面的關(guān)注程度還不高，地鐵建設(shè)尤其是地鐵通風(fēng)空調(diào)技術(shù)還沒(méi)有充分享受到由此帶來(lái)的巨大的益處，術(shù)能不引起重視了，否則，我們將停滯不前。
地鐵是一種安全、快捷、大運(yùn)量的城市交通方式，承擔(dān)了大量乘客的運(yùn)送任務(wù)，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置就是為乘客、工作人員及設(shè)備的運(yùn)行創(chuàng)造適宜的內(nèi)部空氣環(huán)境，以滿足地鐵運(yùn)營(yíng)的需要，它關(guān)系到人員的健康，甚至生命安全，因而是地鐵中不可缺少的一個(gè)重要有機(jī)組成部分，在地鐵建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中應(yīng)給予高度的重視。
5.1地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的功能
地鐵具有地上和地下兩種設(shè)置型式，對(duì)于地上線路而言，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置方式簡(jiǎn)單，造價(jià)投入不大，真正的研究著重點(diǎn)應(yīng)該放在地下線路部分。
地鐵的地下部分猶如一個(gè)龐大的橫置于地下的狹長(zhǎng)的箱形建筑物，其內(nèi)部空間與外界相對(duì)閉塞，只有出入口和風(fēng)亭口部等少數(shù)部位與外界大氣相連通，如不考慮任何設(shè)施和系統(tǒng)對(duì)其內(nèi)部空間的空氣環(huán)境進(jìn)行控制，人員將無(wú)法在其中停留，設(shè)備將無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)置地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的目的就是為乘客和工作人員提供一個(gè)適宜的地下空間的內(nèi)部空氣環(huán)境，滿足人員的生理和心理需求，并為地鐵系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供一個(gè)所需的環(huán)境條件，這涉及到與人員舒適性和生理緊密相關(guān)的溫度、濕度、氣流組織、氣流速度以及噪聲和振動(dòng)等多方面的因素。
同時(shí)，由于地鐵地下空間的封閉性，再加上地下各種地鐵運(yùn)營(yíng)工況的復(fù)雜性，地鐵在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中可能出現(xiàn)多種狀況，從地鐵百年發(fā)展的歷史過(guò)程中可以看到，諸如火災(zāi)、撞車(chē)和列車(chē)阻塞等事故情況是實(shí)際存在的，在各種行車(chē)事故中，列車(chē)火災(zāi)事故搶救最難，中斷行車(chē)時(shí)間最長(zhǎng)，造成的人員和經(jīng)濟(jì)損失最大，據(jù)資料記載，僅從1971年12月到1987年11月間，歐洲和北美的地鐵中，發(fā)生重大火災(zāi)就有40多起，剛剛發(fā)生的韓國(guó)大邱地鐵雖為人為縱火，在實(shí)質(zhì)上就是地鐵火災(zāi)的一種，造成了300多人傷亡，教訓(xùn)慘痛，世界上地鐵火災(zāi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是不少的，它們一旦發(fā)生就會(huì)造成嚴(yán)重危害，威脅到人身安全，危害是巨大的，不容忽視，因而地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)具備火災(zāi)狀況時(shí)所需要的為人員輸送新鮮空氣并排除火區(qū)火災(zāi)煙氣的功能。而當(dāng)?shù)罔F列車(chē)阻塞在區(qū)間隧道中時(shí)，也必須保證列車(chē)中人員所需的空氣環(huán)境條件。 5.2 國(guó)內(nèi)地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀
目前國(guó)內(nèi)已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)地鐵的城市有北京、上海、廣州和天津，正在建設(shè)和設(shè)計(jì)地鐵的城市有深圳和南京等城市，從地域上這些城市可大致歸納為國(guó)內(nèi)的北部、中部和南部城市，各自具有自身典型的氣候特點(diǎn)，從這些城市地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置情況來(lái)看，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝偷罔F的運(yùn)輸能力設(shè)定，主要采用通風(fēng)或空調(diào)系統(tǒng)(通風(fēng)結(jié)合空調(diào)的系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱空調(diào)系統(tǒng))，可以分為以下三種方式：
通風(fēng)系統(tǒng)方式(含活塞通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng))：以北京地鐵一線和環(huán)線為代表。
空氣調(diào)節(jié)(車(chē)站不設(shè)屏蔽門(mén))：以上海地鐵二號(hào)線、廣州地鐵一號(hào)線、南京地鐵一號(hào)線等為代表。
空氣調(diào)節(jié)(車(chē)站設(shè)置屏蔽門(mén)):以上海地鐵一號(hào)線、廣州地鐵二號(hào)線、深圳地鐵一號(hào)線等為代表。
從這幾種現(xiàn)有的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)方式來(lái)看，相互之間存在密切的聯(lián)系，運(yùn)行方式也相互關(guān)聯(lián)，根據(jù)不同的實(shí)際情況，在地鐵系統(tǒng)中是相互結(jié)合使用的，只是在不同季節(jié)和不同運(yùn)行工況時(shí)采用不同的方式運(yùn)行，以既滿足創(chuàng)造地鐵內(nèi)部空氣環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)運(yùn)行節(jié)能，同時(shí)還具備不同事故情況時(shí)所需的功能要求。
5．3 國(guó)內(nèi)地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)存在的問(wèn)題
從國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置和運(yùn)行狀況分析，現(xiàn)有的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是在北京和上海地鐵的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐檢驗(yàn)，不斷的研究、改進(jìn)和完善， 目前的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)基本上是能夠滿足地鐵的功能需求的，已經(jīng)達(dá)到了比較成熟可靠的水平，地鐵內(nèi)部空氣環(huán)境的舒適性方面是基本能夠在不同的水平上實(shí)現(xiàn)的，達(dá)到了設(shè)置地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的目的。但在系統(tǒng)設(shè)置的優(yōu)化和運(yùn)行節(jié)能以及設(shè)備的安裝實(shí)施籌方面還存在許多需要加以考慮和解決的問(wèn)題，簡(jiǎn)單歸納有以下幾個(gè)方面：
(1)系統(tǒng)設(shè)置構(gòu)成方面：
現(xiàn)有的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成繁復(fù)，一般劃分為隧道通風(fēng)系統(tǒng)、車(chē)站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、車(chē)站設(shè)備及管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和空調(diào)水系統(tǒng)等幾個(gè)組成部分，在設(shè)置上均相互獨(dú)立，在運(yùn)行上也相互具有相對(duì)的獨(dú)立性，例如：車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，隧道通風(fēng)系統(tǒng)是處于停運(yùn)狀態(tài)的。另一方面，系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成復(fù)雜，如車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備就包含了空調(diào)機(jī)組、空調(diào)回／i1)風(fēng)機(jī)、空調(diào)新風(fēng)機(jī)、全新風(fēng)機(jī)和相關(guān)的風(fēng)閥、消聲器等諸多設(shè)備，這些設(shè)備之間相互協(xié)調(diào)配合完成所設(shè)定的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的功能。而其投資一般約為每個(gè)地下車(chē)站1000萬(wàn)元——1500萬(wàn)元。
以上海地鐵提供的數(shù)據(jù)；為例：車(chē)站設(shè)置屏蔽門(mén)時(shí)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)投資(不含屏蔽門(mén)投資)平均每站1069萬(wàn)元，車(chē)站不設(shè)屏蔽門(mén)時(shí)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)投資平均每站1506萬(wàn)元。
其它城市如廣州、深圳和南京地鐵的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的投資基本上都處于相同的水平上。若在此基礎(chǔ)上加上屏蔽門(mén)的投資，造價(jià)將更為增加，仍以上海地鐵提供的數(shù)據(jù)為例，屏蔽門(mén)的投資費(fèi)約為1024萬(wàn)元(8節(jié)車(chē)編組)。
(2)系統(tǒng)占用地下空間方面
由于地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成上的復(fù)雜性，導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)機(jī)房面積的需求大大增加，現(xiàn)有地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，尤其是空調(diào)系統(tǒng)占用的地下機(jī)房面積一般在1200m2—叫500m2左右，上海地鐵和廣州地鐵對(duì)此有具體的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，上海地鐵一、二號(hào)線的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表所示：
E一表示車(chē)站其它設(shè)備及管理用房面積之和：F一表示車(chē)站設(shè)備及管理用房面積總和：
C-—表示車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)用房面積占車(chē)站設(shè)備及管理用房總面積的百分?jǐn)?shù)；
廣州地鐵一號(hào)線地下車(chē)站不設(shè)屏蔽門(mén)，列車(chē)按6節(jié)編組。
表5-l和表5-2涵蓋了車(chē)站設(shè)置屏蔽門(mén)和車(chē)站不設(shè)屏蔽門(mén)良種情況，因而具有廣泛的代表意義，從表中可以看出，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在地鐵車(chē)站中占用的機(jī)房面積是較大的，在車(chē)站總面積中占有的百分比也是較大的，在車(chē)站設(shè)置屏蔽門(mén)時(shí)，機(jī)房面積最小為1100m2，最大達(dá)到了2100m2，占車(chē)站總面積的百分比最小為12．3％，最大達(dá)到了26．0％，當(dāng)車(chē)站不設(shè)屏蔽門(mén)時(shí)，機(jī)房面積最小為1538m2，最大達(dá)到了3249nd，占車(chē)站總面積的百分比最小為11．9％，最大達(dá)到了29．0％。
從表5-3中的數(shù)據(jù)可以明確看出地鐵通成空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)房面積也基本上為2000m2，而其與其它設(shè)備及管理用房所占用的面積的相比，基本上前者是后者的1．5倍，要占到所有用房面積的55％一60％。
當(dāng)然不同型式的車(chē)站具有各自的不同要求，但從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上我們依然可以看出通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)占用面積的情況，在地下空間寸土寸金的建設(shè)造價(jià)中，此系統(tǒng)所占用的投資之大，可以清晰的顯現(xiàn)出來(lái)。
(3)系統(tǒng)運(yùn)行能耗方面
地鐵的電力能源消耗主要在地鐵列車(chē)的牽引用電和通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)用電兩個(gè)方面，在現(xiàn)有的地鐵線的實(shí)際耗能統(tǒng)計(jì)中，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的耗能巨大，達(dá)到了地鐵總能耗的約50％左右。
上海地鐵二號(hào)線的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)小時(shí)耗電量為903—1572Kw，，上海地鐵一號(hào)線的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)小時(shí)耗電量為1048叫579Kw。
廣州地鐵一號(hào)線的能耗據(jù)介紹，牽引用電僅占約17％，而通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)用電約為48％如此巨大的能耗，使得地鐵的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用居高不下。
(4)設(shè)備選用標(biāo)準(zhǔn)方面
在地鐵設(shè)備的選用方面，出于各類(lèi)因素考慮，也或多或少的存在著對(duì)設(shè)備的選型標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高的情況，也有的情況是相關(guān)的設(shè)備系統(tǒng)選型標(biāo)準(zhǔn)脫節(jié)，個(gè)別系統(tǒng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)較高，而與之相配合的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)保持在能夠滿足地鐵功能要求的水平上，二者不相協(xié)調(diào)，而高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的高標(biāo)準(zhǔn)的功能不能發(fā)揮，或沒(méi)有存在的必要，這同樣造成設(shè)備采購(gòu)和安裝以及維護(hù)、保養(yǎng)等費(fèi)用的加大和設(shè)備冗余功能的浪費(fèi)。
(5)設(shè)備安裝實(shí)施方面
在地鐵建設(shè)過(guò)程中，設(shè)備按照不同設(shè)計(jì)年限和負(fù)荷情況分期實(shí)施是既滿足實(shí)際運(yùn)營(yíng)要求，又節(jié)省投資的方式，但在現(xiàn)有的地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備建設(shè)安裝中，由于處于一次完成投資，擔(dān)心日后工程實(shí)施過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)投資或工程分期施工可能會(huì)帶來(lái)實(shí)施上難度等因素的考慮， 目前基本上尚未實(shí)現(xiàn)理想上的安裝實(shí)施方式，這從一個(gè)方面加大了初期的投入，而實(shí)際上也造成了系統(tǒng)設(shè)備容量的閑置，系統(tǒng)能耗的增加。
(6)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)水平方面
在地鐵的內(nèi)部空氣環(huán)境中，現(xiàn)行的《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》在地鐵的隧道、車(chē)站公共區(qū)的站廳和站臺(tái)以及車(chē)站的設(shè)備及管理用房等的溫度、濕度等指標(biāo)方面都提出了控制標(biāo)準(zhǔn)，在人員的新風(fēng)量上也給出了控制指標(biāo)，這些都是在充分考慮了人員的生理和心理要求，人員的舒適性需求和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)周?chē)h(huán)境條件的要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能的思路而確定的，是滿足地鐵的運(yùn)營(yíng)和乘客、工作人員的要求的，是經(jīng)過(guò)國(guó)外逾百年的地鐵運(yùn)營(yíng)實(shí)際證明可行的標(biāo)準(zhǔn)。
在目前的地鐵建設(shè)中，出現(xiàn)了個(gè)別不考慮城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力和投資，片面追求提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的勢(shì)頭，認(rèn)為內(nèi)部空氣環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)越高，越能體現(xiàn)地鐵的檔次想法，這對(duì)地鐵建設(shè)的投資極為不利，且不言設(shè)備和土建的增加，僅從運(yùn)行費(fèi)用上給出一個(gè)數(shù)據(jù)就足以說(shuō)明問(wèn)題，假設(shè)地鐵車(chē)站溫度標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的水平上降低1℃，意味著系統(tǒng)負(fù)荷和耗能大約增加7％，其它標(biāo)準(zhǔn)水平的提高，在初投資和運(yùn)行費(fèi)用上的增加，其結(jié)果是不言而喻的。
(7)充分利用自然條件方面
與節(jié)省能耗相應(yīng)的，充分利用自然條件，是一條切實(shí)可行的途徑，在地下線路中，利用地鐵列車(chē)運(yùn)行所帶來(lái)的不費(fèi)能源的活塞通風(fēng)效應(yīng)，進(jìn)行地鐵的通風(fēng)換氣是一種較好的措施，但應(yīng)根據(jù)實(shí)際 情況加以應(yīng)用，在活塞效應(yīng)發(fā)揮作用的情況下應(yīng)盡量加以應(yīng)用，反之，則可不必強(qiáng)求，而在現(xiàn)有的地鐵建設(shè)中確實(shí)存在不加分析的照搬照抄現(xiàn)象，給工程建設(shè)造成了浪費(fèi)。
同時(shí)，一些與此相關(guān)的、未加全面分析的做法也在不時(shí)影響我們的地鐵建設(shè)，例如地鐵車(chē)站是否設(shè)置屏蔽門(mén)，就應(yīng)該經(jīng)過(guò)細(xì)致全面的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較后再加以抉擇。
(8)系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算方面
地鐵通風(fēng)空調(diào)的負(fù)荷計(jì)算是地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置的基礎(chǔ)，計(jì)算負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)設(shè)備容量的確定以及與之相配套的配電設(shè)備的容量的確定，都具有決定性的影響，從而對(duì)地鐵建設(shè)的造價(jià)，也產(chǎn)生影響?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外對(duì)于地鐵通風(fēng)空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算，具有幾種不同的方法，都是以不同的模型和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)提出的，在國(guó)內(nèi)地鐵設(shè)計(jì)上，基本是參考了美國(guó)、前蘇聯(lián)、日本以及北京城建設(shè)計(jì)研究院在總結(jié)國(guó)內(nèi)北京、上海等城市地鐵運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的計(jì)算方式，如何對(duì)地鐵的實(shí)際情況加以預(yù)測(cè)和分析，合理采用負(fù)荷計(jì)算方式，并提出適合實(shí)際需求的負(fù)荷計(jì)算結(jié)果至關(guān)重要。目前在地鐵建設(shè)中，由于建設(shè)歷史不長(zhǎng)，參與設(shè)計(jì)的單位經(jīng)驗(yàn)和水平不一，導(dǎo)致在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)方法盲目，經(jīng)驗(yàn)不足的現(xiàn)象時(shí)有出現(xiàn)，少數(shù)單位為保證工程實(shí)施的可靠性，不得不人為的加大安全系數(shù)，由此對(duì)工程造價(jià)的增加產(chǎn)生了相當(dāng)大的影響。
(9)系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化和創(chuàng)新方面
世界上地鐵建設(shè)只有百年的歷史，中國(guó)的地鐵建設(shè)歷程更短，從1965年北京地鐵的建設(shè)至今，只有37年的時(shí)間，在地鐵技術(shù)的發(fā)展上還存在許多不足，地鐵的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展，也只是在北京地鐵一線、環(huán)線和上海地鐵一號(hào)線的基礎(chǔ)上從無(wú)到有，并在不斷改進(jìn)和完善，至今為止，我們經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單的通風(fēng)系統(tǒng)到復(fù)雜的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展歷程，取得了相當(dāng)大的成就，但是，也必須和應(yīng)當(dāng)看到，自80年代的上海地鐵一號(hào)線提出的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)方式到現(xiàn)在，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)只是在此基礎(chǔ)上不斷的具體改進(jìn)和完善，一直沒(méi)有產(chǎn)生飛躍性的進(jìn)步，為滿足所需功能的要求，系統(tǒng)設(shè)置的復(fù)雜程度在不斷增加，對(duì)控制上的要求在不斷提高，這直接造成系統(tǒng)造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用的直線上升，現(xiàn)在已經(jīng)到了需要對(duì)地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行大力優(yōu)化，并積極創(chuàng)新，尋求技術(shù)和科技進(jìn)步，以促使產(chǎn)生技術(shù)上質(zhì)的提升的時(shí)候了。
(10)新技術(shù)、新工藝和新技術(shù)應(yīng)用方面
當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，；新產(chǎn)品、新工藝、新設(shè)備在大量涌現(xiàn)，對(duì)于解決存在的問(wèn)題具有重要作用，在我們的地鐵建設(shè)中在這方面的關(guān)注程度還不高，地鐵建設(shè)尤其是地鐵通風(fēng)空調(diào)技術(shù)還沒(méi)有充分享受到由此帶來(lái)的巨大的益處，術(shù)能不引起重視了，否則，我們將停滯不前。
