城市地下空间通风与环境控制技术 - 城市地下空间出版工程·运营与维护管理系列 - 中国高校教材图书网
| 内容简介： |
城市地下空间通风与环境控制技术的主旨是保障城市地下空间的安全、健康、舒适和节能环保。全书的主要特色是围绕地下商场、地铁车站、地下车库、地下综合体联络通道、地下科学实验室、地下公路隧道等典型城市地下空间，系统阐述了以下三方面的内容：①主要污染物来源及其扩散特性；②运营通风设计方法与适用的环境控制技术；③火灾等事故条件下的烟气扩散规律及防排烟控制技术。全书结合作者多年来的研究，内容反映了当前在城市地下空间通风与环境控制技术方面的一部分新成果与新趋势，有助于读者加深对地下空间环境控制技术新进展的了解与认识，并推动相关研究的深化和新成果的应用转化。
《城市地下空间通风与环境控制技术》可供从事城市地下空间通风与环境控制的设计、运行与管理以及政府相关部门决策、制定行业规范等技术人员参考与应用，也可供高等院校土木工程及建筑环境与能源应用工程等相关专业作教学使用。
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| 作者简介： |
张旭，博士，同济大学机械与能源工程学院教授，同济大学机械与能源工程学院暖通空调研究所所长，博士生导师，全国高校建筑环境与能源应用工程教学指导委员会副主任，上海制冷学会副理事长兼秘书长，《暖通空调》杂志理事会副主任，《同济大学学报》（自然科学版）编委。目前，已发表科研论文400余篇，其中被SCI和EI收录100余篇，主编《热泵技术》、《能源环境技术》等专著。
自1982年以来，一直从事暖通空调和建筑节能领域的教学和科研工作。先后主持和参加20余项国家自然科学基金项目、国家863项目、国家科技支撑计划重点项目、国际合作科研项目、教育部“高等学校骨干教师资助计划”项目和重大市政工程中相关关键技术的研究。研究方向为复杂通风系统及其相关基础理论，暖通空调基础理论研究（热舒适、室内空气品质），空调热湿交换过程及其应用，新型暖通空调制冷系统（多联机性能，地源热泵，新型末端），能源与环境综合评价方法（生命周期评价）及大气污染控制，低成本村镇能源系统评价与构建模式等。部分研究成果曾获“九五”国家重点科技攻关计划重大科技进步奖，国防科学技术进步二等奖，重庆市科学技术进步二等奖，上海市教学成果二等奖，上海市科技进步二等奖、三等奖等。另外，与地下空间通风与环境控制有关的部分研究成果即“城市长大隧道环控与防灾及节能综合技术研究与应用”获2008上海市科技进步三等奖，“超大特长盾构法隧道设计关键技术”获2012上海市科技进步二等奖。
叶蔚，博士，同济大学机械与能源工程学院暖通空调研究所助理教授，硕士生导师。主要从事长大空间复杂通风理论、室内空气品质等相关研究。先后主持国家自然科学基金面上项目1项，国家自然科学基金青年科学基金项目1项，“十三五”国家重点研发计划专项子课题2项，中国博士后科学基金特别资助（第10批）1项，中国博士后科学基金面上资助（一等）项目（第57批）1项。出版专著1部，发表论文70余篇，其中以通讯作者身份发表的论文被SCI，EI，CSCD收录的有20余篇。入选同济大学青年优秀人才培养行动计划，曾获“同济大学优秀博士学位论文”及3次国内学术会议“优秀论文”奖。
徐琳，博士，山东建筑大学副教授，硕士生导师。主要研究方向是建筑节能、隧道通风及防火。先后主持完成国家自然科学基金项目1项，山东省自然科学基金项目1项，作为主要研究人员参与山东省自然科学基金项目2项，上海市科委重大科技攻关项目1项。研究成果曾获上海市科技进步三等奖，山东省省级教学成果二等奖。在隧道通风及防火领域发表科研论文30余篇，完成多项隧道、地铁、城市地下联络通道工程项目的通风设计、性能化消防等论证工作。拥有丰富的工程项目设计、咨询经验。
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| 章节目录： |
总序
前言
1 绪论
1．1 城市地下空间的类型与特点
1．1．1 地下人防工程
1．1．2 地下商场
1．1．3 地下车库及其交通联络通道
1．1．4 地铁车站
1．1．5 公路隧道
1．1．6 地下科学实验室
1．2 城市地下空间的发展
1．2．1 城市地下空间的现状
1．2．2 城市地下空间的展望
1．3 城市地下空间的环境特点与主要污染物
1．3．1 城市地下空间的环境特点
1．3．2 城市地下空间的典型污染源和污染物
1．4 城市地下空间的环境控制技术
1．4．1 地下空间环境控制技术现状
1．4．2 相关标准和规范
参考文献
2 地下商场的通风与环境控制
2．1 地下商场的热湿负荷
2．1．1 地下商场的冷热负荷特性
2．1．2 地下商场的湿负荷特性
2．2 地下商场的污染物特征
2．2．1 常见污染物水平
2．2．2 地下商场的空气质量要求
2．3 地下商场的运营通风、空调设计理论
2．3．1 地下商场的最小新风量及通风量计算方法
2．3．2 地下商场的空调冷热负荷计算方法
2．3．3 地下商场的空调湿负荷计算方法
2．3．4 地下商场污染物的净化方法
2．4 地下商场的防排烟设计与人员逃生
2．4．1 地下商场的火灾诱因及重点防控对象
2．4．2 地下商场消防与防排烟设计
2．4．3 地下商场的人员逃生与疏散
参考文献
3 地下车库、地下联络通道、地下人防工程及地下实验室的通风与环境控制
3．1 典型污染物及其放散特征
3．1．1 地下车库、地下联络通道污染物放散特征
3．1．2 机动车尾气排放量的估算方法
3．1．3 地下人防工程污染物放散特征
3．2 地下车库的通风
3．2．1 地下车库CO浓度标准
3．2．2 地下车库CO浓度水平调研
3．2．3 地下车库的运营通风量计算
3．2．4 自然通风可行性与设计方法
3．2．5 无风管诱导通风系统的设计方法
3．2．6 地下车库的防排烟设计方法
3．3 城市地下交通联络通道的通风
3．3．1 城市地下交通联络通道的特殊性
3．3．2 城市地下交通联络通道的运营通风
3．3．3 城市地下交通联络通道的防排烟设计
3．4 地下人防工程的通风
3．4．1 地下人防工程的战时通风与平战转化
3．4．2 地下人防工程的平时保护性通风措施
3．5 地下实验室的通风与环境控制
3．5．1 地下实验室通风系统设计
3．5．2 地下实验室通风系统主要设备
参考文献
4 地铁车站的通风与环境控制
4．1 地铁车站的热湿负荷
4．1．1 地铁车站的热负荷特性
4．1．2 地铁车站的湿负荷特性
4．2 地铁车站的污染物特征
4．2．1 地铁车站及车厢的空气品质要求
4．2．2 主要污染源及污染水平
4．3 地铁车站的运营通风、空调设计
4．3．1 地铁车站通风空调设计中的开式系统与闭式系统
4．3．2 采用屏蔽门系统的车站通风空调设计
4．3．3 地铁车站区间活塞风及自然通风的利用
4．4 地铁车站的防排烟设计与人员逃生
4．4．1 地铁车站的烟气传播规律与防排烟设计
4．4．2 地铁车站的人员疏散与逃生
4．4．3 地铁车站区间隧道的烟气传播规律与防排烟设计
参考文献
5 城市公路隧道的污染物浓度分布规律与限值
5．1 公路隧道的污染物与设计限值
5．1．1 CO设计浓度的发展历史
5．1．2 烟尘的设计浓度
5．1．3 NOx的设计浓度
5．2 公路隧道通风方式及其主要特点
5．2．1 公路隧道主要的通风方式
5．2．2 纵向通风的主要特点
5．2．3 半横向和全横向通风的主要特点
5．3 公路隧道污染物浓度分布规律及计算
5．3．1 纵向通风的污染物浓度分布规律的计算
5．3．2 半横向通风的污染物浓度分布规律的计算
5．3．3 全横向通风的污染物浓度分布规律的计算
5．3．4 温升对污染物浓度分布规律的影响
5．4 公路隧道内CO浓度限值的讨论
5．4．1 CO浓度与CFK方程
5．4．2 改进的CFK方程与参数取值
5．4．3 隧道CO设计浓度的讨论
参考文献
6 城市公路隧道的通风技术发展
6．1 公路隧道需风量的计算方法
6．1．1 稀释CO的需风量
6．1．2 稀释烟尘的需风量
6．1．3 换气次数的需风量
6．2 公路隧道主要阻力和动力的计算
6．2．1 公路隧道自然通风力和交通通风力
6．2．2 公路隧道通风阻力的计算
6．3 纵向通风的设计与计算
6．3．1 全射流纵向通风
6．3．2 集中送入式纵向通风
6．3．3 通风井排出式纵向通风
6．3．4 通风井送排式纵向通风
6．3．5 吸尘式纵向通风
6．4 半横向和全横向通风的设计计算
6．4．1 半横向通风
6．4．2 全横向通风
6．5 现代隧道通风技术的发展
6．5．1 公铁共建隧道的压力波
6．5．2 回旋通风隧道的可行性
6．5．3 隧道温升与喷雾降温技术的应用
6．5．4 隧道多匝道的气流分布特性
参考文献
7 城市公路隧道火灾烟气扩散及通风控制理论
7．1 公路隧道火灾事故调研
7．1．1 公路隧道火灾事故原因分析
7．1．2 隧道火灾燃烧控制机理分析
7．2 公路隧道火灾场景设计
7．2．1 热释放速率
7．2．2 火灾烟气生成量
7．2．3 公路隧道火灾场景设置
7．3 公路隧道内风流压力平衡及纵向风速计算
7．3．1 烟阻塞效应的提出
7．3．2 公路隧道内纵向风速变化规律
7．4 排风口烟阻塞效应分析
7．4．1 临界热烟气层厚度
7．4．2 公路隧道用大尺度排风口的烟气扩散特性
7．5 火焰、浮羽流烟气热参数理论预测
7．5．1 火焰结构分区
7．5．2 浮羽流起点燃烧热参数的确定
7．5．3 纵向风流作用下羽流偏转流动模型
7．6 自然通风排烟隧道的限制
7．7 纵向通风隧道火灾烟气控制
7．7．1 临界风速的合理确定
7．7．2 不同国家规范对隧道设计风速的要求
7．7．3 分段纵向排烟隧道烟气控制与纵向风速的关系
7．8 集中排烟隧道火灾烟气扩散规律及控制
7．8．1 隧道内烟气扩散规律分析
7．8．2 耦合烟气控制参数寻优分析
参考文献
8 城市地下空间运营节能措施
8．1 地源热泵与地下空间的通风与空调系统
8．1．1 地下空间土壤源热泵系统的利弊
8．1．2 地下空间土壤源热泵系统的研究进展
8．1．3 地下空间土壤源热泵技术的应用
8．2 地下空间通风空调系统的节能措施
8．2．1 通风系统的变频调节与智能控制
8．2．2 复合通风在地下空间的发展
8．2．3 需求控制通风（DCV）在地下空间的发展
8．3 地下空间通风空调系统的改进措施
8．3．1 地下车库
8．3．2 地铁
8．3．2 地下商场
参考文献
附录
附录A 有罩设备和用具显热散热冷负荷系数
附录B 无罩设备和用具显热散热冷负荷系数
附录C 照明设备散热的冷负荷系数
附录D 人体显热散热的冷负荷系数
附录E 不同条件下成年男子散热、散湿量
索引
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| 精彩片段： |
相对于城市地面建筑，城市地下空间在结构上具有封闭性、半封闭性的特征，在运营阶段主要通过机械通风或合理的自然通风保证空间内部具有健康、舒适的空气品质。城市地下空间的环境控制系统的热、湿负荷特性和污染物扩散特性与地面建筑相比存在明显差异，需要对热、湿扰量或污染源进行深入分析，以提高环境控制系统的可靠性。通常，城市地下空间人流密度较大、疏散通道有限，在事故条件下只能通过机械通风对火灾烟气或其他有害气体进行控制，缩小其扩散范围，同时利用合理的气流组织提供可靠的人员逃生时间与空间。因此，无论是在运营还是事故条件下，良好、适宜的通风方式与可靠、节能的环境控制系统是地下空间运营与维护最重要的技术环节之一，也是目前设计、施工、运营、管理和应急处置等部门亟须解决的问题之一。
本书系统介绍了国内外同行及作者近年来在城市地下空间通风与环境控制技术方面的调查和部分研究成果，针对典型城市地下空间的功能和特点，分析了不同地下空间污染物的来源及其扩散特性、设计阶段运营通风量的计算方法、事故条件下有害气体的控制策略和不同环境控制技术的特点。全书主要内容安排如下：
第1章主要介绍了目前国内城市地下空间的发展状况及其在通风与环境控制方面所面临的问题。总结了城市地下空间的主要污染物与污染源，分析了城市地下空间通风及环境控制技术应用与研究现状，指出了针对运营通风和事故通风分别需要解决的工程问题，提出城市地下空间通风与环境控制技术的发展趋势和亟须开展的研究工作。
第2章主要介绍了地下商场的通风与环境控制技术。通过对地下商场建筑的热、湿负荷特性以及常见污染物种类和浓度特征的分析，介绍了目前主要的地下商场运营通风和空调设计方法、防排烟设计方法和人员逃生的相关理论。
第3章主要介绍了地下车库、地下联络通道、地下人防工程及地下实验室等城市地下空间的通风与环境控制技术。给出了地下车库运营通风和防排烟系统的设计方法、自然通风的可行性分析以及近年来发展较快的无风管诱导通风系统。分析了地下联络通道的特殊性，以及对应的运营通风和事故通风的应对措施。比较了地下人防工程战时通风和平时通风的差异性。介绍了一些地下实验室通风设计技术的研究进展。
第4章主要介绍了地铁车站的通风与环境控制。通过对地铁车站热、湿负荷特性和污染物分布特性的分析，给出了地铁车站运营通风及空调系统的设计方法，探讨了采用开式、闭式或屏蔽门系统对车站通风空调设计的影响，介绍了地铁车站遇到火灾事故时人员逃生及防排烟系统的主要设计方法。
第5章主要介绍了城市公路隧道的污染物扩散特性。介绍了现有国内外规范中隧道中的CO、烟尘和N（）.的设计浓度限值。根据城市公路隧道主要空气污染物在不同通风类型隧道中的浓度分布特性，以CO为例，讨论了不同通风类型隧道中CO浓度限值的确定方法。
第6章主要介绍了城市公路隧道的运营通风技术及其发展。根据地下空间运营通风技术的相关设计规范及筛选原则，介绍了城市公路隧道常用通风技术的分类，根据典型地下空间的污染扩散及负荷特性，给出了城市公路隧道设计运营通风量的计算理论与方法。此外，介绍了公铁共建隧道的压力波、回旋通风隧道、隧道温升与喷雾降温、多匝道隧道的通风等现代隧道通风面临的新挑战和新技术。
第7章主要介绍了城市公路隧道火灾烟气扩散及通风控制基本理论。结合上海多条越江隧道实际工程，详细探讨了纵向通风排烟隧道、纵向通风配合集中排烟隧道火灾烟气的扩散规律及通风关键参数的确定。
第8章在针对运营通风系统运行模式分析的基础上，结合设备性能改进和节能控制技术，从地下空间土壤源热泵系统、通风空调系统的智能控制等方面提供了运营通风的节能措施，不仅可以降低运行成本，也为节能减排提供了依据。
本书由张旭等人合著，张旭负责确定全书的章节安排和统稿。书中还引用了课题组研究生的部分研究成果以及国内外同行学者的一些研究成果，在此一并致谢。
本书的部分研究工作得到国家自然科学基金项目（ 51108254）、上海市重大科技攻关专项（04dz12020）、山东省自然科学基金项目（ZR2009FQ008）、山东建筑大学泰山学者岗位团队的支持，在此深表感谢。本书的组织和撰写，得到了同济大学、山东建筑大学、上海申通地铁集团有限公司、上海市隧道工程轨道交通设计研究院等单位的大力支持和帮助，在此谨表谢意。同时，特别感谢同济大学出版社对本书出版过程中的大力支持和无私帮助。
由于本书所涉及的部分内容较为新颖，国内外相关的研究成果又较少，研究对象包含的影响因素多且涉及面广，具有明显的复杂性和不确定性，故本书的部分研究内容有待进一步深入和完善，书中纰漏和不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。
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