我國都會區人口稠密，在土地有限而人口密度提昇，使得交通日益頻繁與壅塞，因此，大眾化軌道運輸系統在都市交通中是不可或缺的一環。在考量到都會區土地的使用下，透過軌道地下化將交通運輸立體化，藉以改善都會區之交通問題。
在地下軌道運輸系統中規劃時，由於地下車站和區間隧道為一個大型狹長與外界接觸面較小的地下空間，在考量到人員的舒適感和維持設備的正常運作下，因此需要導入隧道通風設計，透過通風系統建立隧道內一良好的環境；以及當事故、火災發生時，濃煙的排除與人員的安全疏散。
本研究中以地下鐵環境模擬程式-SES為模擬工具，並透過實際案例進行模擬分析，探討軌道運輸系統中其通風系統之運轉操作模式，其中，包含正常運轉模式、緊急運轉模式及塞車運轉模式，藉以評估地下軌道運輸系統之環境是否符合安全標準，並提供一安全使用之空間。
最後依循SES模擬結果提出相關建議作為地下化軌道運輸系統中通風運轉模式之參考依據，以利工程上之整合發展。

Underground fixed guideway system has become an important solution to alleviate over-crowded population problems , especially in urban areas.
During the planning stage, the station and the underground tunnel formed an enclosure which necessitated environmental control in order to facilitate thermal comfort and safety in case of fire.
In this study, SES program has been utilized as a tool in evaluating the performance of the tunnel ventilation system under normal, congestion , and emergency operation modes, using an actual railway underground project as an example.
Conclusions has been drawn that safety criteria can be met successfully, following the SES simulation results with recommendations made to facilitate successful ventilation modes.

目錄 I
圖目錄 V
表目錄 VIII
摘要 IX
ABSTRACT X
符號說明 XI

第一章 緒論
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究內容與架構 5

第二章 文獻回顧
2.1 地下鐵路隧道通風系統概述 8
2.2 國內外之地下鐵路隧道通風系統之發展現況分析 13
2.2.1 日本青函隧道(Seikan Tunnel) 13
2.2.2 英法海底隧道(Channel Tunnel) 18
2.2.3 英國倫敦地下鐵路(London Underground) 21
2.2.4 台灣大台北市區鐵路地下化工程 24 
第三章 地下鐵環境模擬程式(SES)之說明
3.1 SES程式簡介 27
3.2 SES隧道通風模擬之基本理論 29
3.2.1 柏努力(Bernoulli)流動理論 29
3.2.2 隧道內之靜壓損失 32
3.2.3 活塞效應所產生之壓力差 35
3.3 SES程式內部架構說明 36
3.3.1 程式架構 36
3.3.2 列車性能副程式 38
3.3.3 空氣動力副程式 40
3.3.4 溫／濕度副程式 44
3.3.5 蓄熱／環境副程式 46
3.3.6 火災副程式 48
3.4 臨界風速 50
3.5 SES程式模擬操作說明 53

第四章 隧道通風系統模擬分析
4.1 隧道通風系統模擬簡介 59
4.2 隧道通風系統操作模示說明 65

4.3 SES程式模擬輸入條件參數 67
4.3.1 外氣條件 69
4.3.2 隧道之空氣速度限制 69
4.3.3 列車車輛資料 70
4.3.4 隧道及車站設定參數 71
4.3.5 熱力性質參數 74
4.3.6 隧道幾何尺寸與熱力特性 75
4.3.7 正常運轉模式之參數設定及模擬說明 77
4.3.8 緊急運轉模式之參數設定及模擬說明 78
4.3.9 塞車運轉模式之參數設定及模擬說明 80
4.4 地下鐵環境模擬結果 81
4.4.1 正常運轉模式之模擬結果 81
4.4.2 緊急運轉模式之模擬結果 85
4.4.3 塞車運轉模式之模擬結果 107

第五章 結論與建議
5.1 結論 117
5.2 建議 121

參考文獻 122
附錄一 車站內通風機(SAF、EAF)之性能曲線圖 125
附錄二 豎井通風機(TVF)之風機性能曲線圖 126

[1]Alan Beard and Richard Carvel, “The Handbook of Tunnel Fire Safety”, Thomas Telford, 2004.
[2]交通部台北市區地下鐵工程處-南港專案，「汐止至板橋隧道通風系統工程SES模擬設計報告」，2004。
[3]黎錦雄，「地鐵環控系統設計概述」，地鐵設計實踐與探索，中國鐵道出版社，2009。
[4]C M Fleischmann, P J Pagni, and R B Williamson, “Preliminary Backdraft Experiments”, Proceedings of 12th Joint Meeting of UJNR Panel on Fire Research and Safety, 1992 Oct. 27-Nov. 2.
[5]Charles M. Fleischmann, “Backdraft Phenomena”, U.C. Berkeley Ph.D. Thesis, 1994.
[6]張祉道，「公路隧道的火災事故通風」，現代隧道技術期刊 Vol40 No.1，2003。
[7]JR北海道函館支社，http://jr.hakodate.jp/default.htm
[8]吳明毅，「隧道通風工程設計手冊」，中興工程顧問社，1999。
[9]英國倫敦大眾捷運系統聯合開發考察報告，http://ktrans.tripod.com/works/london/catalog.htm
[10]倫敦地鐵官方網站，http://www.tfl.gov.uk/
[11]台灣鐵路管理局網站，http://service.tra.gov.tw/tw/stations/stations.aspx
[12]交通部鐵路改建工程局網站，http://www.rbtr.gov.tw/
[13] 楊冠雄，「地下鐵環境模擬電腦程式研究及應用發展」，中華顧問工程司，1992。
[14]United State Department of Transportation, “Subway Environmental Design Handbook, Vol I, Principles and Applications”, 1976, 3.
[15]Heselden A J M. “Studies of fire and smoke behavior relevant to tunnels”, In: Proceedings of the 2nd International Symposium of Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels Cambridge, UK, 1976.
[16]Danziger N H, Kennedy W D. “Longitudinal ventilation analysis for the Glenwood canyon tunnels”, In: Proceedings of the 4th International Symposium Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels. York, UK, 1982:169-186.
[17]Kennedy W D, Parsons B. “Critical velocity: past, present and future”, In: One Day Seminar of Smoke and Critical Velocity in Tunnels, London, 1996.
 
[18]Kennedy, W.D., J.A. Gonzalez, and J.G. Sanchez, “Derivation and application of the SES critical velocity equations”, ASHRAE Transactions 102(2):40-44, 1996.
[19]ASHRAE HANDBOOK, “HVAC Applications SI Edition” Ch13 Enclosed Vehicular Facilities, 2007.
[20]ASHRAE HANDBOOK, “FUNDAMENTALS SI Edition” Ch14 Climatic Design Information, 2009.
[21]National Fire Protection Association, NFPA, “Standard for fixed guideway transit and passenger rail systems ” Standard 130, 2007.
[22]United State Department of Transportation, “Subway Environmental Design Handbook, Vol II, Subway Environmental Simulation, SES Computer Program version 3, Part1:User’s Manual”, 1980, 11.
[23]高雄捷運股份有限公司，「高雄都會區大眾捷運系統紅橘線路網建設案-環控工程紅線地鐵環境模擬分析報告」，2002。