地下铁道是解决现代城市交通拥挤问题的有效手段,今后的二、三十年是我国城市地铁交通发展的高峰期。地铁环境控制系统是整个地铁工程的重要组成部分,因此如何优化设计地铁环控系统,降低环控系统运行费用,是值得关注的一个重要课题。本课题的研究目的在于在保证地铁系统的正常运营和乘客的热舒适性基础上,根据不同季节的气象条件以及不同时刻的列车密度和客流情况来控制地铁空调通风系统的正常运行,制定最佳的节能而有效的通风系统运行方案。在参考了国内外大量关于地铁环控系统研究资料的基础上,本课题结合天津地铁1号线改扩建工程,主要做了以下几个方面的工作:对地铁车站公共区的热负荷进行了分析计算,得出一天之中由于客流量、行车密度的变化而引起的车站公共区负荷的波动规律,进而确定地铁车站公共区逐时通风量,为确定变风量环控方案提供基础资料。在对地铁车站公共区逐时热负荷的研究基础上,结合天津市地铁1号线环控系统初步设计方案,提出变风量环控系统的两种控制方案。一种方案是将风机系统配置变频控制器,使其按照负荷变化作闭环控制的连续反馈调节;第二种方案是风机按照时间程序作分级运行。为了验证第二种方案的可行性,对风机变频特性进行了试验研究,并用数值计算方法对此方案进行了模拟验证。本课题应用计算流体力学(CFD)模拟的方法,借助于Airpak软件,选择小白楼站(岛式站台)和洪湖里站(侧式站台)两个典型车站进行了研究。模拟车站公共区的温度场和速度场,以评价变风量环控系统的环控效果。研究结果表明,在空调通风系统变频调速设计中,令风机按照时间程序作分级运行,可以满足地铁环控要求,并具有一定的经济性、可靠性和实用性。本研究为优化系统设计提供了有价值的参考依据。