屏蔽門對(duì)地鐵站內(nèi)環(huán)境影響的實(shí)驗(yàn)研究

1、屏蔽門對(duì)地鐵站內(nèi)環(huán)境影響的實(shí)驗(yàn)研究摘要為改善目前地鐵車站普遍存在的溫度偏高、活塞風(fēng)和噪聲問題,徐家匯地鐵站進(jìn)展了安裝屏蔽門系統(tǒng)的改造。本文通過對(duì)安裝屏蔽門前后長期的溫濕度測試和噪聲檢測,研究了屏蔽門系統(tǒng)對(duì)改善地鐵站內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明屏蔽門系統(tǒng)可有效降低夏季地鐵站臺(tái)和站廳的溫度和噪聲,有效進(jìn)步地鐵站的舒適性。本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論也為以后地鐵車站的建立和改造提供了現(xiàn)實(shí)根據(jù)和參考。關(guān)鍵詞地鐵;屏蔽門;熱舒適;噪聲1前言近年來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速開展和城市化進(jìn)程的加速開展,越來越多的中國城市選擇使用軌道交通的方法來解決日益嚴(yán)重的城市公共交通問題。預(yù)計(jì)到2022年,北京將建成軌道交通總長30

2、0k;而在“十一五期間,上海軌道交通運(yùn)營里程將到達(dá)400k。地鐵等軌道交通的迅速開展提升了城市的整體開展程度,但同時(shí)也帶來了宏大的能源消耗。地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)(簡稱環(huán)控系統(tǒng))的造價(jià)僅相當(dāng)于整個(gè)地鐵的8%10%,但在運(yùn)行過程中,用電量卻占了相當(dāng)?shù)谋戎?。帶空調(diào)的環(huán)控系統(tǒng)用電量約占整個(gè)地鐵耗電量的40%左右。傳統(tǒng)閉式系統(tǒng)車站與隧道完全連在一起,車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷主要來自地鐵列車,約占總冷負(fù)荷的60%。因此,越來越多的地鐵在站臺(tái)設(shè)置屏蔽門(platfrsreendr),將車站空調(diào)區(qū)域與隧道隔開,成為兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng),從而很大程度地減小了進(jìn)入站臺(tái)的列車發(fā)熱量。很多學(xué)者對(duì)屏蔽門的使用效果進(jìn)展了研究。

3、朱穎心等模擬分析了華東、華北地區(qū)地鐵站臺(tái)空調(diào)的能耗,結(jié)果說明安裝屏蔽門可顯著降低站臺(tái)空調(diào)能耗1。吳喜平等從理論上分析了屏蔽門系統(tǒng)對(duì)地鐵空調(diào)節(jié)電的作用,結(jié)論說明屏蔽門系統(tǒng)可有效節(jié)電節(jié)能2。張悅等以廣州地鐵一號(hào)線芳村站為例,就是否安裝屏蔽門系統(tǒng)進(jìn)展了方案比擬,結(jié)果說明車站系統(tǒng)設(shè)計(jì)總冷量和總風(fēng)量大大減少3。陳海輝等通過理論推算得到一座典型車站安裝國產(chǎn)化屏蔽門需增加初投資530萬元,4.3年可回收本錢4。但以上學(xué)者對(duì)屏蔽門系統(tǒng)的研究都停留在理論推算和模擬計(jì)算程度上,就筆者所查文獻(xiàn)中,目前國內(nèi)還沒有針對(duì)某一實(shí)際地鐵車站屏蔽門系統(tǒng)使用前后的實(shí)測研究。因此,本文將針對(duì)上海市徐家匯地鐵車站,通過安裝屏蔽門前長

4、期的溫濕度測試和安裝屏蔽門系統(tǒng)后的比照測試,研究屏蔽門系統(tǒng)對(duì)于改善地鐵車站室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和降低空調(diào)能耗的作用。2地鐵站屏蔽門改造本文以上海地鐵一號(hào)線徐家匯站為研究對(duì)象,該地鐵站位于上海徐家匯鬧市區(qū),共有13個(gè)出口,人流量大,車站空調(diào)系統(tǒng)能耗也較大。地鐵站內(nèi)的溫濕度主要由位于站廳兩側(cè)的兩臺(tái)空氣機(jī)組控制。作為上海首座屏蔽門加裝試點(diǎn)車站,在其站臺(tái)兩側(cè)共安裝了80扇全封閉式屏蔽門。圖1為安裝屏蔽門前后地鐵站臺(tái)的照片。安裝屏蔽門系統(tǒng)后,除增加了站臺(tái)旅客的平安性外,還可以有效的降低地鐵進(jìn)出車站時(shí)活塞風(fēng)對(duì)站臺(tái)內(nèi)環(huán)境的影響,減少進(jìn)入站臺(tái)的未經(jīng)處理的隧道熱空氣,進(jìn)步站臺(tái)熱舒適性。為定量反映屏蔽門系統(tǒng)的這一功能,本

5、文以徐家匯地鐵站為研究對(duì)象,對(duì)安裝屏蔽門前后站臺(tái)和站廳的室內(nèi)環(huán)境做了長期的測試,并進(jìn)展了比照分析。3實(shí)驗(yàn)儀器及測點(diǎn)布置為全面反映安裝屏蔽門系統(tǒng)前后地鐵車站內(nèi)溫濕度的變化,筆者分別在地鐵站站臺(tái)層的兩側(cè)和站廳層的中央布置了溫濕度測試儀器進(jìn)展長期熱環(huán)境跟蹤測試。測試儀器選用清華同方公司消費(fèi)的溫濕度自動(dòng)記錄儀器,詳細(xì)型號(hào)參數(shù)見表1。屏蔽門系統(tǒng)在改善地鐵車站熱濕環(huán)境的同時(shí),還可以有效降低列車進(jìn)站時(shí)站臺(tái)的噪聲。筆者采用手持式噪聲測量儀,對(duì)安裝屏蔽門前后地鐵站臺(tái)列車進(jìn)站時(shí)的噪聲進(jìn)展了測試,為確保測試結(jié)果的可信度,分別在站臺(tái)的東西兩側(cè)進(jìn)展了屢次測試。4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析4.1溫濕度比擬在安裝屏蔽門系統(tǒng)前,課題組對(duì)

6、徐家匯地鐵站進(jìn)展了長達(dá)一年的溫濕度測試。在安裝屏蔽門系統(tǒng)后,又對(duì)車站進(jìn)展了長期連續(xù)的測試。選取安裝屏蔽門系統(tǒng)前后室外參數(shù)根本一樣的兩天(2022-07-21和2022-07-27),這兩天均為陰天,室外實(shí)測的最高溫度分別為33和333,最低氣溫均為27。同時(shí),兩天的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行工況根本一樣,室內(nèi)裝修照明情況根本不變,后者客流量比前者略有增大。這兩天地鐵車站站臺(tái)層和站廳層室內(nèi)溫濕度的測試結(jié)果見圖25。圖2和圖3為站臺(tái)層?xùn)|西兩側(cè)的溫度測試結(jié)果。由圖可見,安裝屏蔽門系統(tǒng)后,站臺(tái)西側(cè)的溫度比無屏蔽門時(shí)平均降低了2左右,站臺(tái)東側(cè)的溫度平均降低了3左右,室內(nèi)熱舒適性改善明顯。由圖4和圖5可以看出,安裝屏蔽

7、門系統(tǒng)后,站廳層的氣溫比無屏蔽門時(shí)平均降低了0.5左右,相對(duì)濕度在大局部時(shí)間里也略有降低。因此,由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見,在華東地區(qū),夏季使用屏蔽門系統(tǒng)可有效降低進(jìn)入地鐵車站的冷負(fù)荷,消除活塞風(fēng)的影響,在維持同等溫濕度條件下,可顯著降低空調(diào)環(huán)控系統(tǒng)電耗。進(jìn)一步減少空調(diào)設(shè)備的裝機(jī)容量,降低投資、運(yùn)行及管理費(fèi)用。同時(shí)節(jié)省環(huán)控機(jī)房面積,縮短車站總長度,減少了土建投資,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。4.2噪聲比擬安裝屏蔽門系統(tǒng)可有效降低列車進(jìn)站時(shí)地鐵站站臺(tái)的噪聲。圖6為安裝屏蔽門前后站臺(tái)噪聲的測試結(jié)果。由圖6可知,安裝屏蔽門系統(tǒng)后,列車進(jìn)站時(shí),站臺(tái)東側(cè)最大噪聲降低了16db(a),站臺(tái)西側(cè)降低了18db(a)。可見屏蔽門

8、系統(tǒng)可有效降低列車進(jìn)出車站對(duì)站臺(tái)聲環(huán)境的影響,降低站臺(tái)噪聲,改善乘車環(huán)境。5結(jié)論本文以一實(shí)際地鐵車站為研究對(duì)象,通過實(shí)際測試研究了屏蔽門系統(tǒng)對(duì)地鐵站內(nèi)環(huán)境的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明在華東地區(qū)的夏季工況下,屏蔽門系統(tǒng)可有效降低進(jìn)入地鐵站臺(tái)的列車發(fā)熱量和活塞風(fēng)的影響,從而降低了車站空調(diào)環(huán)控系統(tǒng)負(fù)荷。在空調(diào)運(yùn)行工況不變的情況下,可降低站臺(tái)溫度23,降低站廳溫度0.5左右,節(jié)能效果明顯。同時(shí),屏蔽門系統(tǒng)還可有效降低列車進(jìn)出站對(duì)站臺(tái)聲環(huán)境的影響,顯著降低站臺(tái)的噪聲,進(jìn)步了站臺(tái)的舒適性。因此,在華東地區(qū),夏季使用屏蔽門系統(tǒng)不僅能顯著降低地鐵環(huán)控系統(tǒng)能耗,而且進(jìn)步了地鐵車站內(nèi)環(huán)境質(zhì)量,值得大力推廣。參考文獻(xiàn)1朱穎心,秦緒忠,江億.站臺(tái)屏蔽門在地鐵熱環(huán)境控制中的經(jīng)濟(jì)性分析j.建筑科學(xué),1997,13(4):4246.2吳喜平,王迪軍,羅燕萍.地鐵車站應(yīng)用屏蔽門對(duì)空調(diào)節(jié)電系統(tǒng)的分析j.華東電力,2001,30(2):2023.3張悅,王迪軍.廣州地鐵一號(hào)線芳村站增