地鐵車廂內(nèi)人員新風量的研究

1、地鐵車廂內(nèi)人員新風量的研究摘要 通過對有屏蔽門時地鐵隧道和車廂內(nèi)2濃度的建模與 分析 指出,在冬季如關(guān)閉地鐵線各車站軌頂站臺底的排風機,僅依靠活塞風,在早晚頂峰時期能滿足隧道中的溫度要求,但不能滿足列車內(nèi)人員的衛(wèi)生要求。經(jīng) 計算 得出,最不利段隧道內(nèi)早晚頂峰時最小新風量為413/,此值正好與車站軌頂站臺底排風機風量相吻合,說明有屏蔽門時早晚頂峰時必須開啟車站軌頂站臺底的排風機。關(guān)鍵詞 地鐵 屏蔽門 2濃度 新風量1 問題 的提出地鐵環(huán)境控制(以下簡稱環(huán)控)是地鐵可以正常運行的重要保證,車廂內(nèi)環(huán)境品質(zhì)()的控制是地鐵環(huán)控的重要 內(nèi)容 , 目前 國內(nèi)外的 研究 與實際工程設計17均主要針對地鐵站廳

2、、站臺和隧道的空氣新風量進展分析,提出相應的技術(shù)指標,并未涉及乘客逗留時間長、人員密度大的車廂內(nèi)部的人員新風量問題。目前對車廂內(nèi)部的研究僅指車輛消費廠家配置通風空調(diào)系統(tǒng),其中新風量和空調(diào)負荷的算法和固定建筑一樣,沒有考慮列車停站時的換氣量、運行時產(chǎn)生的一系列壓力問題以及隧道空氣并非室外新風的問題。 文獻 1中還規(guī)定:空調(diào)車新風量203/(人·),正壓510,能提供45的應急通風,每節(jié)地鐵列車通風量不少于40003/,目前設計通風量為700080003/。然而地鐵列車車廂內(nèi)的新風量,實際是隧道內(nèi)的空氣,并非真正意義上的新風。無屏蔽門時,由于站臺送風、列車運行的活塞風作用,站臺空氣和隧道

3、空氣有一定的摻混,摻混系數(shù)隨著站臺送風速度和活塞風作用的增強而減小,但摻混量是增加的。為減少站臺空調(diào)能耗,減少摻混量,一般在站臺兩端設置迂回風道,減少活塞風對站臺的 影響 ,目前地鐵運行情況和2003年8月清華大學對廣州地鐵一號線測試結(jié)果說明,這種構(gòu)造能滿足地鐵列車車廂內(nèi)人員要求。地鐵有屏蔽門時,在夏季或過渡季,一般都要開啟車站軌頂站臺底排風機,其排風量為40503/,由模擬可知,這時隧道內(nèi)新風量已大于無屏蔽門時的機械通風工況。但在冬季,隧道中溫度不是很高,如關(guān)閉地鐵線所有車站軌頂站臺底的排風機,僅依靠活塞風道的進、排風量是否能滿足列車內(nèi)人員衛(wèi)生要求?筆者將對此進展討論。2 車廂內(nèi)2濃度的研究

4、 不管有無屏蔽門,以車廂為控制體,車廂殼體為邊界,地鐵列車在隧道中運行時流入流出控制體的2濃度平衡示意圖見圖1。式中 0為站臺的2體積分數(shù),%,可作為列車的初始2體積分數(shù);為車廂內(nèi)2的最終體積分數(shù),%,該值應不大于滿足車廂內(nèi)人員衛(wèi)生要求的2的允許濃度;為列車運行時間,1700的區(qū)間大概運行116。由圖2可知,當車廂內(nèi)2初始體積分數(shù)變小時,隧道內(nèi)空氣的2體積分數(shù)可以高一些。而車廂內(nèi)2初始體積分數(shù)主要跟車站站臺內(nèi)的2體積分數(shù)有關(guān)。根據(jù)文獻2,對上海地鐵一號線部分站臺的2濃度進展測試,其質(zhì)量分數(shù)為0.064%0.083%(體積分數(shù)為0.042%0.055%)。假設車廂內(nèi)2初始質(zhì)量分數(shù)為0.083%(

5、體積分數(shù)0.055%),由圖2可知,隧道內(nèi)2質(zhì)量分數(shù)應不大于0.0955%(體積分數(shù)不大于0.063%),就可以滿足最不利工況下車廂內(nèi)人員衛(wèi)生的新風量要求。進一步討論的問題是,為保證隧道內(nèi)2質(zhì)量分數(shù)不大于0.0955%(體積分數(shù)不大于0.063%),隧道的通風量與2濃度的關(guān)系。3 隧道內(nèi)2濃度的 研究 圖3中,在時間內(nèi),假設從活塞風井進入隧道的室外空氣量能把列車各車廂排放出的2稀釋到隧道允許體積分數(shù)0.063%(質(zhì)量分數(shù)0.0955%)以下,就可以認為隧道內(nèi)2濃度不再升高,也就滿足了車廂內(nèi)人員的衛(wèi)生要求。應滿足如下不等式:4 結(jié)論地鐵無屏蔽門時,不管是開式運行還是閉式運行,由于列車的活塞風作用,能滿足地鐵列車車廂內(nèi)人員的衛(wèi)生要求;地鐵有屏蔽門時,在夏季或過渡季,一般都要開啟車站軌頂站臺底排風機,其排風量為40503/,由模擬可知,這時隧道內(nèi)新風量已大于無屏蔽門時的機械通風工況。但在冬季,隧道中的溫度不是很高,如關(guān)閉地鐵線所有的車站軌頂站臺底的排風機,僅依靠活塞風道的進、排風量,在早晚頂峰時期是不能滿足列車內(nèi)人員衛(wèi)生要求的,經(jīng) 計算 ,最不利段隧道內(nèi)早晚頂峰時最小新風量為413/,這正好是車站軌頂站臺底排風機的排風量,也就是說,有屏蔽門時,早晚頂峰時必須開啟車站軌頂站臺底的排風機。參考 文獻 2 唐漪靈,朱獻忠,嚴惠琴,等.上海地鐵站空氣微生物污染情況調(diào)查.中國衛(wèi)生檢驗雜志,1