王彥魯

摘 要：選取了兩條地鐵線路的B型車作為研究對象，試驗(yàn)測試了運(yùn)行狀態(tài)下新風(fēng)量和車內(nèi)外壓差，并分析總結(jié)了新風(fēng)量和車內(nèi)外壓差變化規(guī)律。對比了運(yùn)行狀態(tài)下的新風(fēng)量和靜止?fàn)顟B(tài)時的新風(fēng)量，并進(jìn)行了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：地鐵；運(yùn)行；新風(fēng)量；壓差

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.089

近年來，我國軌道交通行業(yè)取得了飛速發(fā)展。相對于整個行業(yè)的飛速發(fā)展，一些基礎(chǔ)研究則顯得不足。保證足夠的新風(fēng)量不僅影響乘客的舒適性還關(guān)系到乘客的健康。新風(fēng)量不足，車內(nèi)氧氣量就會不足，乘客易感到氣悶、疲勞。嚴(yán)重不足時，還會影響人的健康。靜止?fàn)顟B(tài)下的新風(fēng)量，我國已經(jīng)有了足夠的研究，對于運(yùn)行狀態(tài)下的新風(fēng)量的研究則相對較少。不論是國標(biāo)還是歐標(biāo)，對靜止新風(fēng)量有相應(yīng)的要求，對于運(yùn)行狀態(tài)下的新風(fēng)量則沒有明確的要求。本文以地鐵車頭車（尾車）作為研究對象，研究運(yùn)行狀態(tài)下的新風(fēng)量。

1 地鐵車通風(fēng)系統(tǒng)

地鐵車空調(diào)的通風(fēng)系統(tǒng)主要由新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)和廢排組成。車外的新鮮空氣與車內(nèi)的回風(fēng)混合后經(jīng)過蒸發(fā)器（或者加熱器）通過風(fēng)道送至車內(nèi)，車內(nèi)的空氣一部分通過回風(fēng)口與新風(fēng)混合，另一部分則通過廢排風(fēng)道或者散排排至車外。示意圖詳見圖1。

2 試驗(yàn)測試

本文選取某城市兩輛地鐵車進(jìn)行測試，為方便區(qū)分，被試車分別命名為01和02。01號車和02號車在不同的地鐵線路運(yùn)行。兩條地鐵線均為地下站，被試車均為B型車，選取頭車作為研究對象。采用試驗(yàn)的方法對地鐵車運(yùn)行狀態(tài)新風(fēng)量進(jìn)行研究。

01號車測試時共經(jīng)過6個站點(diǎn)（含起始站和終點(diǎn)站）。02號車測試時共經(jīng)過10個站點(diǎn)（含起始站和終點(diǎn)站）。01號車和02號車都是以ATO模式運(yùn)行，在每一站都會停車。

具體試驗(yàn)方法如下：在新風(fēng)口布置若干風(fēng)速測點(diǎn)，通過連接線連接到車內(nèi)，在地鐵車運(yùn)行時實(shí)時記錄新風(fēng)口的風(fēng)速，與新風(fēng)口通風(fēng)截面積相乘即可得到新風(fēng)量。新風(fēng)口測點(diǎn)布置圖詳見圖2。

車內(nèi)的壓力采用壓差計(jì)進(jìn)行測量，測試儀一端布置在車內(nèi)，另一端通過導(dǎo)管連接到車外。采用的是定時長記錄。

3 試驗(yàn)結(jié)果及結(jié)果分析

3.1 新風(fēng)量與車內(nèi)外靜壓差

01號車和02號車選自同一生產(chǎn)廠家，地鐵車空調(diào)也選自相同的空調(diào)廠。測試時地鐵車以ATO模式進(jìn)行運(yùn)行，按頭車和尾車分別測量了正常通風(fēng)模式下的運(yùn)行新風(fēng)量。測試結(jié)果匯總詳見表1。

由表1可知，被試車運(yùn)行時，頭車空調(diào)新風(fēng)量高于尾車空調(diào)新風(fēng)量，頭車車內(nèi)外空氣壓差明顯低于尾車。

圖3、圖4為01號車車內(nèi)外空氣壓差及新風(fēng)量變化圖；圖5、圖6為02號車車內(nèi)外空氣壓差及新風(fēng)量變化圖。

01號車測試時共經(jīng)過6個站點(diǎn)（含起始站和終點(diǎn)站）。02號車測試時共經(jīng)過10個站點(diǎn)（含起始站和終點(diǎn)站）。01號車和02號車都是以ATO模式運(yùn)行，在每一站都會停車，不同的是01號車停車時不開關(guān)門，02號車停車后車門會打開。因而02號車每一次開關(guān)門都會出現(xiàn)壓力為0的時刻，新風(fēng)量在停車開門時也會有波動。

由圖3和圖5可知，被試車頭車運(yùn)行時，在相鄰兩站之間壓力整體呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢，空調(diào)新風(fēng)量整體呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。由圖4和圖6可知，被試車尾車運(yùn)行時，在相鄰兩站之間壓力整體呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，而空調(diào)新風(fēng)量兩車變化規(guī)律并不相同。

頭車運(yùn)行時，被試車廂位于貫穿風(fēng)的上游，受下游的擾動小，因而呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。尾車運(yùn)行時，被試車廂位于貫穿風(fēng)的下游，受到上游各個車廂貫穿風(fēng)的疊加影響，并未呈現(xiàn)出明顯、一致的變化規(guī)律。

車內(nèi)外靜壓差是車內(nèi)靜壓與車外靜壓的差值。在被試車運(yùn)行過程中使用壓差計(jì)對不同車廂間的壓力差進(jìn)行了測試。測試表明同一列車的不同車廂在同一時間靜壓是相同的，不同的是動壓。即貫穿風(fēng)影響的是車內(nèi)動壓。同時也表明運(yùn)行過程中頭車和尾車車內(nèi)外壓差不同是由車外壓力不同造成的。

在被試地鐵車作為頭車運(yùn)行時，車內(nèi)外壓差大時，相當(dāng)于機(jī)外靜壓減小，不利于新風(fēng)的獲取。車內(nèi)外壓差小時，相當(dāng)于增加了空調(diào)機(jī)組機(jī)外靜壓，更易于獲取更多的新風(fēng)。頭車在啟動加速時，車內(nèi)外壓差減小，新風(fēng)量增大；達(dá)到一定速度后開始減速，車內(nèi)外壓差增大，新風(fēng)量減小。在運(yùn)行過程中還會有不斷的加減速并受到車外氣流的影響，因而車內(nèi)外壓差和新風(fēng)量還會有一定的波動。

在被試地鐵車作為尾車運(yùn)行時，啟動加速時，車內(nèi)外壓差增大，達(dá)到一定速度后開始減速，車內(nèi)外壓差減小，在運(yùn)行過程中還會有不斷的加減速并受到車外氣流的影響，因而車內(nèi)外壓差還會有一定的波動。由于尾車空調(diào)新風(fēng)量除與車內(nèi)外壓差有聯(lián)系外還與貫穿風(fēng)有很大的聯(lián)系，并未呈現(xiàn)出統(tǒng)一的變化規(guī)律。

3.2 運(yùn)行狀態(tài)新風(fēng)量與靜止新風(fēng)量對比

地鐵車整車空調(diào)型式試驗(yàn)中的風(fēng)量測試為靜止試驗(yàn)，而實(shí)際運(yùn)行中，影響乘客舒適度甚至健康的則是運(yùn)行狀態(tài)新風(fēng)量。表2為被試車運(yùn)行狀態(tài)測得的新風(fēng)量與靜止時測得的新風(fēng)量對比結(jié)果。

由表2可知，除02車被試車廂作為尾車ATO運(yùn)行時與靜止新風(fēng)量接近，其余均相差較大。同一車廂分別作為頭車和尾車運(yùn)行時風(fēng)量差距也很大，其均值與靜止新風(fēng)量也有一定的差距。由此可見，僅僅測知地鐵車靜止?fàn)顟B(tài)新風(fēng)量無法準(zhǔn)確得到精確的運(yùn)行狀態(tài)新風(fēng)量。

地鐵車運(yùn)行狀態(tài)新風(fēng)量與空調(diào)性能和運(yùn)行線路息息相關(guān)。為了獲取準(zhǔn)確得到地鐵車運(yùn)行狀態(tài)新風(fēng)量，需要增加地鐵車運(yùn)行線路風(fēng)量測試。由于同一車廂不同方向運(yùn)行時風(fēng)量不同，因此，整列測量、綜合評價，才更加合適。評價地鐵車新風(fēng)量是否合適，不僅靜止?fàn)顟B(tài)新風(fēng)量要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，運(yùn)行狀態(tài)新風(fēng)量也是需要考慮的重要因素。

4 結(jié)論及不足

地鐵車運(yùn)行時，不同車廂新風(fēng)量是不同的，作為尾車運(yùn)行時新風(fēng)風(fēng)量明顯少于作為頭車運(yùn)行時新風(fēng)量。

頭車運(yùn)行時，被試車廂位于貫穿風(fēng)的上游，受下游的擾動小，因而呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。尾車運(yùn)行時，被試車廂位于貫穿風(fēng)的下游，受到上游各個車廂貫穿風(fēng)的疊加影響，并未呈現(xiàn)出明顯、一致的變化規(guī)律。

地鐵車運(yùn)行狀態(tài)新風(fēng)量不僅影響乘客的舒適性還關(guān)系到乘客的健康，在靜止?fàn)顟B(tài)新風(fēng)量要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的同時，運(yùn)行狀態(tài)新風(fēng)量也應(yīng)掌握。

本次試驗(yàn)只對頭車（尾車）新風(fēng)量進(jìn)行了測試，并未能對所有的車廂進(jìn)行測試，因而整車的新風(fēng)變化規(guī)律未能進(jìn)行系統(tǒng)研究。

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