第二节环控系统
地铁的内部空气环境控制系统叫做环控系统。通过采用通风或空调系统进行环境控制。
一、通风空调系统
地铁和轻轨的运行环境基本上与外界隔绝，同时，列车上各种设备的运行和乘客都会释放大量的热气，这样会导致乘客在乘车时有不 适感。通风空调系统的功能如下：
(1)列车正常运行时，能根据季节气候，合理有效地控制城市轨道交通系统内空气温度、湿度、流速和洁净度、气压变化和噪声。
(2)列车阻塞运行时，能确保隧道内空气流通，乘客们感到舒适。
(3)发生灾情时，能控制烟、热、气扩散方向，为乘客撤离和救援人员进入提供安全保障。
(一)通风空调系统的制式
根据城市轨道交通隧道通风换气的形式以及隧道与车站站台层的分隔关系，城市轨道交通通风空调系统一般划分为三种制式：开式系 统、闭式系统和屏蔽门系统。
1．开式系统
隧道内部与外界大气相通，一般仅考虑活塞通风或机械通风，是利用活塞天井、车站出入口及两端洞口与室外空气相通，进行通风换 气，还是利用外界空气冷却车站和隧道。这种系统多用于当地最热月的月平均温度低于25℃且运量较少的地铁与轻轨系统。我国目前主要用于北方城 市，如北京地铁一号线和二号线。
(1)活塞通风
当列车的正面与隧道断面面积之比，又称为阻塞比大于0．4时，由于列车在隧道中高速行驶，如同活塞作用，使列车正面的空气受压 ，形成正压，列车后面的空气稀薄，形成负压，由此产生空气流动。利用这种原理通风，称之为活塞效应通风。一般地，当活塞风井间距小于300m、 风道的长度在25m以内、风道面积大于10m。时，有效换气量较大，在隧道顶上设风口效果更好。
(2)机械通风
当活塞式通风不能满足地铁与轻轨排除余热与余温的要求时，要设置机械通风系统。
根据实际情况，可在车站和区间隧道分别设置独立的通风系统，车站通风一般为横向的送排风系统；区间隧道一般为纵向的送排风系 统。这些系统应同时具备排烟功能。
2．闭式系统
闭式系统是一种地下车站内空气与室外空气基本不相连通的方式，即城市轨道交通车站内所有与室外连通的通风井及风门均关闭，夏 季车站内采用空调，仅通过风机从室外向车站提供所需空调的最小新风量或全新风。区间隧道则借助活塞效应利用车站空调风冷却区间隧道温度。另 还有一种闭式系统，其空气处理模式方面同上述闭式系统，只是将隧道事故风机多工能化以取代组合空调机组的离心风机和回、排风机。在土建结构 的风道内设置结构式空调设备、空气过滤装置和翅片式换热装置。
3．屏蔽门系统
屏蔽门系统是连接站台公共区与轨道交通的可控通道。在列车进站时配合列车车门打开或关闭滑动门，为乘客提供上下车道。其功能 有：①有效防止乘客有意或无意跌人轨道，提高对乘客的安全保障；②减小噪声及活塞风对乘客的影响，改善了乘客候车环境的舒适度；③简化车站 空调通风系统，节能并减小工程投资。
屏蔽门系统有系统级、站台级、人工操作三种控制模式。系统级控制是执行系统命令的控制模式；站台级控制是执行站台PSL操作盘发 出命令的控制模式；手动操作是站台工作人员在站台侧用专用钥匙或乘客在轨道侧推动解锁装置打开滑动门。此外，屏蔽门系统还有火灾控制模式， 在相应的火灾模式下，车站值班人员可在车站控制室里操作消防联动盘来操作屏蔽门紧急开关，配合打开滑动门，疏散乘客和配合环控系统排烟。上 述模式的控制优先权从高到底依次为：人工操作模式、火灾控制模式、站台级控制模式、系统级控制模式。
(二)通风空调设备
通风空调设备包括冷水机组、风阀类设备、风机及消声设备、空气处理设备区间隧道通凤设备。下面介绍几种主要设备：
1．消声器
消声器是安装在空气动力设备(如鼓风机、空压机)的气流通道上或进、排气系统中的降低噪声的装置。消声器能够阻挡声波的传播， 允许气流通过，是控制噪声的有效工具。
地铁工程中使用的消声器一般有两种：一种为土建风道金属外壳卡式消声器，一般采用现场结构组装式；一种为通风空调系统管道式 消声器，一般为整体式。吸声材料大多采用离心玻璃棉板或毡。
车站内的消声器设计一般有以下要求：
(1)传至站厅、站台公共区的最大噪声小于70dB。
(2)传至设备与管理用房的工作和休息室的最大噪声小于60dB。
(3)传至风亭外的最大噪声，昼间应小于70dB，夜间应小于55dB。
(4)区间通风系统设备早晚正常通风运转时，传到区间隧道内噪声应不大于85dB。
(5)各空调通风设备机房内的噪声应小于90dB。
(6)在发生阻塞或火灾情况时，应尽可能降低到风亭外的噪声。
2．风阀类设备
城市轨道交通工程中车站内使用了大量的风阀：一是由于城市轨道交通工程内部空间狭小，层高有限，很多风道需要采用建筑风道； 二是因为设备用房的排水、回风、排烟等管路存在复用的形式。因此，运行模式的转换需要通过风阀来进行。风阀主要类型可分为：组合风阀和单体 风阀(防火阀、排烟防火阀等)两类。
电动组合风阀是组织城市轨道交通通风空调系统各种模式运行的主要部件，承担着不同模式下系统风量的分配，通过控制不同位置上 风阀的开关状态改变气流的路径，实现系统功能(排风、排烟、送风)的切换。从我国目前用的电动组合风阀来看，面积为20m。左右，其特点有： ‘
(1)由若干单元阀组成。
(2)承受静压l400Pa时开启自如。
(3)组合阀只设一个执行机构来执行命令。
(4)全程时间不大于60s。
(5)与区间送排风、排烟风道相接的风阀需耐高温150℃、连续运行1h，仍能正常启闭；与车站排烟、热风道相接的组合式风阀需耐高 温250℃、连续运行1h，仍能正常启闭。
(6)全开启的流通面积不小于外轮廓尺寸面积的85％。
(7)符合立式安装及卧式安装的要求。
(8)可手动、运动调节，带运行状况的反馈信号。
防火阀、排烟防火阀是城市轨道交通环控系统中通风空调管路及排烟管路上所使用的部件，为消防专用设施。其设置的一般原则为：
(1)在下列情况之一的通风、空调系统的风管应设置防火阀：管道穿越防火分区的隔墙处；管道穿越通风、空气调节机房及重要的或火 灾危险性大的房间隔墙和楼板处；垂直风管与每层水平交接处的水平管段；管道穿越变形缝的两侧。上述部位的防火阀，当火灾中管道中气体的温度 达到70℃时，应自动关闭。
(2)排烟系统的隔离：在排烟机房的入口处，设置当烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀；排烟机应保证在280℃时能连续工 作30min；在排烟支管上设置当烟气温度超过280℃时能自动关闭的排烟防火阀。
3．风机
目前城市轨道交通中风机形式常见的有三种：贯流风机、离心风机和轴流风机。
贯流风机的特点是气流横贯轴向流人、流出，气流平稳、动压高、噪音低；目前仅用于某些风机盘管、进出站口小型风幕机上。离心 风机因其具有效率高、噪声低、风量大、运行平稳的特点，一般用在低压或高压送风系统中。轴流风机的特点是占地面积小、结构简单(由机壳、叶轮 、静叶支撑、整流罩、电机等组成)、便于维修、风压较低、噪声较高、风量大、效率高且接管方便，正好符合地下工程通风空调系统的特点。所以一 般车站站厅层、站台层公共区用的回、排风机和区间隧道用的TVF风机(兼容排烟功能)均属此类。
(三)通风建筑物
通风建筑物包括：地面风亭、风道、风机室等。
1.风亭
换气质量的好坏直接影响地铁和轻轨的环境，而风亭是地铁和轻轨与外界交换空气的主要渠道，因此，风亭的设计就显得格外重要。
地铁和轻轨的进风亭应设于空气洁净的地方，送、排风口不得正对邻近建筑物，相隔距离应不小于5m；人行道旁的送排风口应高出人 行道2m以上；当风亭为敞顶低风亭时，风亭距地面的高度应不小于1．2m，且满足防淹的高度要求；当进风亭与排风亭合建时，排风口要高出进风口5m 。
风亭的冷却塔应尽量与街面建筑物相结合，单建的风亭应设有检查门，风亭内应有检查梯及照明设施。
拟附建在规划建筑物内的风亭，应考虑今后与该建筑物施工建造的接口问题，以免相互造成功能及景观上的影响。
2．风道
风道作为连接隧道及地面风亭的一段渠道，它在隧道边墙上形成的风洞，其上边应尽量靠近隧道顶板，其下边应尽可能接近轨顶平面 。风道断面一般为4m宽，即使在最狭窄的地方也不应小于2m×3m。
风道断面为矩形或正方形，其覆盖厚度应不小于1m，选择深埋时，应考虑风道线路遇到城市地下建筑物及管网。风道应有经常的电力 照明。风道的纵向坡度不得小于3‰，中央应设150mm×150mm的敞口排水沟，沟边至风道侧壁的横向坡度不得小于2‰。
3．风机室
风机室一般设置在靠近区间隧道或车站隧道的风道内，本身就是风道的扩大部分。风机室的尺寸应根据安装在其中的风机限界、风机 安装及拆卸的方便条件以及通风设备运用的便利条件来决定。
风机室内，除风机外，还应设有金属闸门，借助这些闸门可使1台或2台风机停止工作。若在风机室内安装两台风机，则最方便的方法 是前后交错排列。若并排安设，则在两侧北都必须设置过道。
风机室的地板最好应用瓷砖铺砌，并应有从风机室两侧向中央倾斜的横向坡，在风机室中央应设有宽200mm、深150mm的排水沟。