影響地鐵站臺環(huán)境質(zhì)量因素的探究

王青林

摘 要：針對城市軌道交通站臺的空氣質(zhì)量的影響因素提出分析，并對活塞風(fēng)、列車運(yùn)行、通風(fēng)空調(diào)運(yùn)行模式對城市軌道交通站臺通風(fēng)模式對站臺空氣質(zhì)量的影響，為獲得良好城市軌道交通站臺空氣品質(zhì)提供分析的依據(jù)，能更好的滿足城市軌道交通站臺空氣質(zhì)量的要求。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;站臺環(huán)境質(zhì)量;通風(fēng)模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.207

城市軌道交通的發(fā)展為城市擁擠的交通提供了很大便利，地鐵站臺環(huán)境質(zhì)量的控制問題也愈來愈引起關(guān)注，地鐵列車的行駛帶來的活塞風(fēng)造成車站通道和站臺上乘客的忍受較高風(fēng)速的干擾，列車剎車產(chǎn)生的大量散熱及客流量的劇增引起的站內(nèi)溫度逐年升高，好壞關(guān)系到乘客及乘務(wù)人員的身體健康以及在地鐵站臺的舒適性，城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是安裝于軌道交通車站的設(shè)備設(shè)施，用以調(diào)節(jié)城市軌道交通站臺的溫度、濕度及二氧化碳的濃度等涉及空氣質(zhì)量的因素，改善乘客候車環(huán)境和工作人員的工作環(huán)境，同時也為其他機(jī)電設(shè)備和設(shè)施提供良好的運(yùn)行環(huán)境，保證其穩(wěn)定運(yùn)行，為城市軌道交通穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。伴隨著城市軌道交通的發(fā)展，影響城市軌道交通站臺空氣質(zhì)量的越來越復(fù)雜，研究分析這些影響因素并針對的提出相應(yīng)措施成為目前地鐵建設(shè)過程中必不可少的環(huán)節(jié)之一。地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的目的就是要把站臺、站廳和區(qū)間隧道的熱環(huán)境維持在舒適范圍內(nèi)。站臺和站廳對環(huán)境的舒適度要求比較高，在區(qū)間隧道中，由于乘客都在列車中，對區(qū)間隧道的環(huán)境要求比較低。所以影響站臺和站廳環(huán)境的主要因素，活塞風(fēng)、列車產(chǎn)熱、顆粒物等污染、噪聲主要來自隧道。

1 活塞風(fēng)對站臺環(huán)境的影響

當(dāng)?shù)罔F列車在隧道中行駛時，隧道中的空氣被列車帶動而順著列車運(yùn)行前進(jìn)的方向流動，這種一現(xiàn)象稱為列車的活塞作用，而形成的氣流稱為活塞氣流。

當(dāng)車輛在寬闊的地面上運(yùn)行時，車輛前面的空氣被排擠到車輛的側(cè)面和上面，然后繞流到車輛的后面。車輛在隧道中行駛時，由于隧道壁所構(gòu)成空間的限制，所推擠的空氣不能全部繞流到車輛后面，必然有部分空氣會被車輛向前推動，排到隧道出口之外;在車輛尾部端后方造成一個負(fù)壓渦旋區(qū)域，因此也必然會有相應(yīng)空氣經(jīng)開口被引入到隧道中，由此形成活塞風(fēng)。

一般情況下，地鐵區(qū)間隧道的風(fēng)井設(shè)置模式分為兩種，雙活塞風(fēng)井模式和單活塞風(fēng)井模式。另外，對于較長的區(qū)間隧道，如果地理?xiàng)l件允許，一般會在區(qū)間隧道的中部設(shè)置活塞風(fēng)井，可以減少活塞風(fēng)效應(yīng)將隧道內(nèi)的熱量帶入車站，同時改善隧道區(qū)間的通風(fēng)。影響活塞風(fēng)因素很多，車輛對數(shù)及組數(shù)、車速、風(fēng)井?dāng)?shù)及位置、隧道結(jié)構(gòu)形式、車站結(jié)構(gòu)形式等。這些因素導(dǎo)致活塞對站臺控制質(zhì)量的影響比較復(fù)雜。

2 列車對站臺環(huán)境的影響

列車是活塞風(fēng)產(chǎn)生的動力來源之一，不僅影響站臺的速度場，而且也給站臺帶來隧道中的熱量，塵埃以及出入口附近的熱/冷量等，引起站臺公共區(qū)的空氣溫度和品質(zhì)的變化。經(jīng)過在沈陽地鐵現(xiàn)場測定，不同站臺結(jié)構(gòu)形式數(shù)據(jù)會有差別，其影響規(guī)律在進(jìn)站30s左右列車進(jìn)站口風(fēng)速變大，停車前12s速度突降1m/s，停穩(wěn)后風(fēng)速仍在波動;出站時風(fēng)速波動較進(jìn)站時小一些。

地鐵隧道通常設(shè)置在地下9～16m，一般認(rèn)為離地面較遠(yuǎn)的土建結(jié)構(gòu)溫度恒定，由于隧道內(nèi)土建結(jié)構(gòu)的蓄熱性能和列車運(yùn)行產(chǎn)生的熱量影響，隧道與室外溫差較大。站臺、站廳、隧道的溫度有一定差異，列車的進(jìn)站與出站會引起站廳溫度的波動，前者影響較后者大一些。

列車在進(jìn)出站對站臺塵埃的影響為較小，但受室外空氣污染指數(shù)影響。

在對車站噪聲環(huán)境測試發(fā)現(xiàn)，只有車站進(jìn)出站時，站臺噪聲比較高，時間持續(xù)大約50s左右，依據(jù)目前發(fā)車間隔最短在90s左右，噪聲不會造成持續(xù)影響。

3 通風(fēng)空調(diào)運(yùn)行模式對站臺環(huán)境的影響

目前地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在空調(diào)季節(jié)的運(yùn)行模式分為小新風(fēng)運(yùn)行模式、全新風(fēng)運(yùn)行模式、全通風(fēng)模式;非空調(diào)季節(jié)時采取活塞通風(fēng)，此時空調(diào)系統(tǒng)停運(yùn)。小新風(fēng)運(yùn)行模式主要是對站臺公共區(qū)域降溫除濕，保證站臺所需的最小新風(fēng)量，部分回風(fēng)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)降低能耗;全新風(fēng)運(yùn)行模式主要對公共區(qū)域降溫除濕，無回風(fēng)循環(huán)，全新風(fēng)運(yùn)行。兩者區(qū)別啟用條件不同，新風(fēng)焓值大于回風(fēng)混合電焓值時啟用小新風(fēng)，小于則啟用全新風(fēng)模式。

空調(diào)模式能有效的控制站臺區(qū)域的溫濕度，能有效的控制站臺區(qū)域的舒適度及站臺環(huán)境品質(zhì)，現(xiàn)在夏季溫度偏高的城市地鐵都采用空調(diào)模式。

在北方平均氣溫不高的城市一般則采用活塞風(fēng)及機(jī)械通風(fēng)（活塞風(fēng)不滿足時采用）方式來改善站臺區(qū)域的溫濕度及新風(fēng)量的要求。在活塞風(fēng)效應(yīng)作用下通過地鐵車站地面出入口（風(fēng)井）-人行通道-站廳-站臺的路徑吸入并分配到各個站內(nèi)區(qū)域內(nèi)，同時為同一路徑上同行的乘客提供新風(fēng)需求。在車站一般采用的送排風(fēng)的方式在完成新舊風(fēng)的交換，根據(jù)送排風(fēng)的方向采取縱向或橫向，從實(shí)際使用的結(jié)果可知，橫向送排風(fēng)效果更好。

4 結(jié)論

結(jié)合沈陽地鐵站臺通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際使用需求情況，分析目前國內(nèi)影響地鐵站臺空氣質(zhì)量的主要因素：

（1）充分利用活塞風(fēng)來調(diào)節(jié)站臺空氣品質(zhì)是最節(jié)能的方式，利用活塞風(fēng)井的設(shè)置可以更有效改變站臺空氣品質(zhì)。

（2）站臺的熱量主要來源于列車的制動、車站設(shè)備運(yùn)行、同時與乘客流動量有關(guān)，利用站臺屏蔽門可以減少列車與站臺的熱交換，能有效較低站臺溫度和噪聲，保證站臺環(huán)境的舒適度。

（3）站臺環(huán)控系統(tǒng)的運(yùn)行模式是改變站臺空氣品是的必要手段，是保證城市軌道運(yùn)行的保障之一。

綜上所述，由于城市軌道交通中站臺結(jié)構(gòu)的特殊性和空氣質(zhì)量的要求，在不用的季節(jié)采取不同的措施，保證不增加耗能的前提下，充分利用活塞風(fēng)及其通風(fēng)風(fēng)道的布置來提高對站臺空氣質(zhì)量的改善是比較完美解決途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒強(qiáng)，沈濤等.地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行模式分析與實(shí)現(xiàn)[J].城市軌道交通研究，2011（03）：52-54.

[2]曲立東.城市軌道交通環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[3]牛衛(wèi)星.地鐵環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)方案分析[J].智能建筑與城市信息，2003（12）：46.

[4]何強(qiáng).城市軌道交通環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].遼寧省交通高等專科學(xué)校學(xué)報Vol.19No.1，2017（02）.