地铁是一类特殊的建筑,是由多个车站通过隧道连接成的一个整体。地铁系统整体位于地下,是一个相对封闭的场所。内部空间(包括隧道和站台,站厅等)较大,但与外界连通的开口相对较少,只有少量的通风井和车站的出入口与外界直接连通。由于功能上的要求,地铁一般是全年运行的,在车站和隧道内有大量的人流和车流。而且流量在不断地变化。
从环控的角度,地铁有以下特点:
1. 受阳光,雨雪等外界气象条件的影响较小。
2. 有显著的内热源。包括列车牵引、刹车系统散热,列车空调散热,人员散热等,是影响隧道及站台的热环境的主要因素。因此,地铁热环境的主要问题是过热,而不是过冷。
3. 由于客流量的变化,内热源的强度也随之变化。其中既有以天,星期,年为周期的周期性变化,也有不规则的变动。
4. 由于被厚土层覆盖,维护结构的蓄热量很大,热惰性明显。因此热环境要经历一个长期的变化过程才能达到稳定。从建成运行起,一般要经历"结露防湿"(1~2年),"升温"(5~15年)两阶段后,才能达到"温度稳定"的阶段。
5. 列车在隧道内的高速运动会引起"活塞风"。活塞风的风量很大,是隧道内通风换气的主要动力,对无屏蔽门系统,也是车站通风换气的主要动力之一。D但活塞风带来的负面影响也是明显的。对于无屏蔽门的地铁系统,由于活塞风将大量隧道空气及室外空气带入车站,车站空调负荷比有屏幕门的系统成倍增加
6. 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。在地铁运营初期,环控系统能耗甚至超过总能耗的50%,严重影响到地铁的运营经济性。因此,节能,是地铁环控系统必须考虑的问题。
7. 由于地铁内部空间相对封闭,隧道内就更为狭窄。对于某些单线隧道,列车与隧道间隙很小,无法容人通过。而且地铁客流量大,高峰时车站及列车都相当拥挤,因此地铁一旦发生事故(包括阻塞或火灾),人员难以疏散,必须在设计时予以充分的考虑。
地铁环境的这些特点,使得地铁的环境控制不同于常规的建筑。其中既有有利的因素,也有不利条件。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之上,采用合理的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。