Описание системы вентиляции Новосибирского метрополитена

ОПИСАНИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СЕТИ МЕТРОПОЛИТЕНА КАК ОБЪЕКТА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Требования к состоянию воздушной среды в тоннеле метрополитена

 

Метрополитены находятся в крупных городах, состояние воздушной среды в которых может быть различным в зависимости от особенностей климата, наличия промышленных зон, озеленения и т. д. Поэтому вентиляция тоннелей и станций метрополитенов должна не только отвечать санитарным нормам, но и проектироваться с учетом местных условий.

В составе чистого атмосферного воздуха содержится кислород, азот, аргон, углекислый газ и в очень небольших количествах неон, гелий, криптон, ксенон и водород. Как правило, только значительные изменения этого состава могут оказаться опасными для человека. Например, самочувствие человека может ухудшиться при содержании кислорода в воздухе менее 17% и более 23% или при увеличении содержания углекислого газа до 1%. При этом значение имеет не только количество в воздухе того или иного составляющего, но и время пребывания человека в образовавшейся газовой среде, т. е. чем меньше человек находится в среде воздуха, имеющего, например, завышенный процент углекислого газа, тем меньше он ощущает эти изменения. Человек постоянно пополняет количество углекислого газа в вагоне, вдыхая с воздухом 0,03—0,05% его, а выдыхая в 100 раз больше.

В соответствии с санитарными нормами концентрация углекислого газа не должна превышать 20 мг/м³. При большей, чем указано в нормативах, концентрации углекислого газа у людей может наступить потеря сознания, поэтому в главную задачу вентиляции входит не допустить опасных для человека концентраций вредных газов.

Также определяющее влияние на самочувствие человека имеют метеорологические факторы: температура, относительная влажность, барометрическое давление и подвижность воздуха.

Для станций и вестибюлей метрополитена характерно наличие значительных площадей холодных поверхностей, ограждающих конструкции (стен), и высоких скоростей воздушных потоков, возникающих из-за поршневого воздействия поездов. В этой связи обслуживающий персонал и пассажиры ощущают практически не ту температуру, которую показывает термометр, а несколько меньшую, называемую эффективно-эквивалентной, т. е. когда усиливается отдача тепла от человека к холодным стенам (экранам) и отдача конвекцией путем интенсивного «смывания» воздухом, а также когда скорость воздуха превышает 4 м/с, человек испытывает более низкую температуру, чем показывает термометр, и неприятные ощущения. Защитой от таких явлений для обслуживающего персонала может служить специальная одежда, укрытия в виде кабин, а также помещения, оборудованные промышленными телевизионными установками, позволяющими персоналу находиться в местах, удобных для работы, и видеть все происходящее на станции на экране.

Так как пассажиры находятся на станциях, в наклонных ходах эскалаторов и других сооружениях метрополитена незначительное время, на них указанные выше факторы особого влияния не оказывают.

Более серьезные задачи перед вентиляцией возникают в теплый, особенно в жаркий период года. При температуре окружающего воздуха, примерно равной температуре человеческого тела, и относительной влажности около 100% нарушается нормальная отдача тепла организмом, вследствие чего температура человеческого тела повышается. В этом случае у человека может наступить состояние теплового удара.

Задачей вентиляции станций и тоннелей является не только поддержание в местах пребывания пассажиров и обслуживающего персонала заданных метеорологических условий и химического состава воздуха, удовлетворяющих гигиеническим требованиям, но и создание необходимых режимов проветривания при нарушении нормальной работы устройств метрополитена и задымлении.

В метрополитенах, как правило, предусматривается удаление с воздухом из сооружений на поверхность скапливающихся теплоты, влаги, газов и подача свежего воздуха в сооружения. Организация различных схем движения воздушных потоков с учетом технологии работы метрополитена (движение поездов, пассажиропотоки по времени суток и направлениям, состояние воздушной среды на поверхности, исправная работа вентиляционных агрегатов, квалифицированное обслуживание вентиляционных устройств, четкая система управления и диспетчерского контроля) является основой осуществления вентиляции станций и тоннелей.

 

Описание системы вентиляции Новосибирского метрополитена

 

Для обеспечения основного принципа вентиляции сооружений метрополитена, заключающегося в поддержании в допустимых пределах параметров и состава воздуха, необходимо подавать чистый воздух к местам наибольшего скопления пассажиров и длительного пребывания обслуживающего персонала с последующим распределением воздуха по всем тоннелям.

Вентиляция Новосибирского метро осуществляется путем нагнетания воздуха в тоннели и его последующим распределением. При вентиляции с искусственным побуждением воздух принудительно подается в тоннели или только из него извлекается (вентиляторами). Для продольного способа сам тоннель служит воздуховодом, по которому проходит необходимый для вентиляции воздух.

Такой способ вентиляции в метро Новосибирска применен вследствие его мелкого заложения (глубина менее 20 м), и малого расстояния между станциями (в пределах 0,7 – 1,5 км).

Системы тоннельной вентиляции метрополитенов проектируются с учетом в первую очередь теплового баланса, обеспечивающего в тоннелях и на станциях допустимые параметры температуры и относительной влажности воздуха. При этом, для обеспечения нормальных условий эксплуатации (сохранение отделочных материалов, исключение возможного замораживания систем водоотлива, водопровода и канализации) температура воздуха на станциях по существующим нормам должна быть не менее + 10ºС. По СНиП 3208-99 регламентируемая подача воздуха на станцию метрополитена должна обеспечиваться в объеме 30 м³/час на одного пассажира и 50 м³/час в часы «пик».

Согласно пункту 7.3 норм проектирования, схемы тоннельной вентиляции могут быть однонаправленными или двунаправленными, при этом в практике проектирования преобладает применение двунаправленных схем вентиляции включающих:

· летний режим, когда воздух подается через станционные вентиляционные камеры, а удаляется через перегонные;

· зимний режим, когда воздух подается через перегонные венткамеры, а удаляется через станции.

Тоннельная вентиляция метрополитена мелкого заложения имеет свои особенности при эксплуатации в регионах с резко-континентальным климатом. Например, более чем 15-летний опыт эксплуатации Новосибирского метрополитена показал, что для сохранения требуемых температур воздуха на станциях и в тоннелях в зимний период, тоннельные вентиляторы должны отключаться при наступлении отрицательных среднесуточных температур атмосферного воздуха. Такой сезонный характер работы вентиляции обусловлен главным образом недостаточными теплоаккумулирующими возможностями грунтов, окружающих вентиляционные шахты и тоннели, из-за их мелкого заложения (как следствие – малой длины). Вентиляция метрополитена в зимний период осуществляется за счет поршневого действия поездов в тоннелях и за счет естественной тяги. При этом на крайних станциях линии метрополитена (на тупиковых станциях и станциях вблизи выхода в атмосферу) может сложиться неблагоприятная ситуация, при которой совместное действие естественной тяги и поршневого действия поездов вызовут переохлаждение пассажирских помещений станции холодным атмосферным воздухом.