地鐵站臺屏蔽門系統(tǒng)應(yīng)用與節(jié)能的探討

肖迎俊

摘 要：文章闡述了地鐵站臺屏蔽門系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)組成，分析了屏蔽門系統(tǒng)在我國不同地域城市地鐵站臺中的應(yīng)用現(xiàn)狀，及屏蔽門系統(tǒng)的節(jié)能原理與節(jié)能應(yīng)用誤區(qū)，并指出屏蔽門系統(tǒng)的推廣與發(fā)展反向。

關(guān)鍵詞：屏蔽門系統(tǒng)；地鐵；節(jié)能；活塞風(fēng)

1 屏蔽門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與功能

1.1 屏蔽門系統(tǒng)的組成

屏蔽門系統(tǒng)主要由中央接口盤（PSC）、就地控制盤（PSL）、門控單元（DCU）、門體、通訊介質(zhì)、通訊接口及外圍設(shè)備等組成。中央接口盤（PSC）又由主監(jiān)視系統(tǒng)（MMS）、兩個單元控制器（PEDC）、接線端子、接口設(shè)備及控制配電回路組成。典型站配置一個中央接口盤（PSC）、兩個就地控制盤（PSL）、每扇滑動門一個門控單元（DCU）。門體包括固定門（FIX）、端門（FED）、應(yīng)急門（EED）、滑動門（ASD）、司機(jī)門。

1.2 屏蔽門系統(tǒng)的功能

（1）地鐵車輛到站時配合列車電動塞拉門動作打開滑動門（ASD），方便乘客的上下車，乘客上下車完畢，關(guān)閉滑動門。

（2）站臺安裝屏蔽門系統(tǒng)，將人員在站臺側(cè)候車區(qū)域與軌道側(cè)車輛運(yùn)行區(qū)域隔開，避免了站臺側(cè)人員跌落或故意進(jìn)入軌道區(qū)域，造成安全隱患，而且克服了司機(jī)駕駛車進(jìn)站時的心理恐慌，為地鐵車輛的無人駕駛提供有力的條件。

（3）安裝屏蔽門系統(tǒng)后，保證了地鐵的正常運(yùn)營，不會因車站站臺的突發(fā)事故而延誤運(yùn)營。

（4）隔離了車輛運(yùn)行時產(chǎn)生的灰塵、噪音及活塞風(fēng)，改善了站內(nèi)乘客的候車及站務(wù)人員的工作環(huán)境。同時屏蔽門系統(tǒng)的滑動門（ASD）具有障礙防夾檢測功能，從而避免關(guān)門時夾傷乘客。

（5）屏蔽門系統(tǒng)安裝在站臺邊緣將站臺公共區(qū)與隧道軌行區(qū)完全屏蔽冷熱氣流的交換，避免車輛運(yùn)行時產(chǎn)生活塞風(fēng)造成的車站內(nèi)空調(diào)制冷量的損耗，從而降低了制冷系統(tǒng)的運(yùn)營損耗，節(jié)省了成本，同時還可以減少制冷系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)量及容量，減少前期土建工程的成本，產(chǎn)生了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

2 屏蔽門系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1981年在日本地鐵Portdown線路中采用了半封閉式的安全門系統(tǒng)，主要用來保證在站臺上乘客的候車安全。在1988年，新加坡NEL線首次采用了屏蔽門系統(tǒng)（Platform Screen Door System）。除保證了乘客的安全以外，也取得了明顯的節(jié)能效果。1997年，基于安全、節(jié)能和環(huán)保的要求，我國第一個地鐵屏蔽門系統(tǒng)安裝在香港新機(jī)場快線，該系統(tǒng)與整個地鐵車站相結(jié)合，形成了美妙的裝飾效果，令人贊嘆。中國大陸第一個安裝屏蔽門系統(tǒng)的是廣州地鐵，安裝屏蔽門后，大大減少了車站冷空氣在隧道里散失，與未安裝屏蔽門的地鐵站臺相比較，可節(jié)約環(huán)控控制系統(tǒng)20%左右的電能。隨后，屏蔽門系統(tǒng)在北京、沈陽、重慶、哈爾濱等城市新建地鐵線路中得到推廣應(yīng)用。目前，國內(nèi)采用站臺屏蔽門方案的地鐵主要集中在高溫高濕的南方地區(qū)，如香港機(jī)場快線、上海地鐵九號線、廣州地鐵二號線和三號線、深圳地鐵一期工程等。但隨著國民經(jīng)濟(jì)的提高和人民對舒適性要求的提高，在我國北方地區(qū)，例如天津地鐵2、3號線工程、哈爾濱地鐵1號線等項目，均在站臺公共區(qū)采用了設(shè)置站臺屏蔽門方案，北京地鐵新建線路也在考慮采用集成屏蔽門系統(tǒng)方案。目前，英國西屋（Westinghouse）公司、瑞士卡巴（KABA）公司、法國（Faiverley Transport S A）法維萊公司和日本那博克（NABCO）公司成為世界上最主要的4家屏蔽門生產(chǎn)廠家，它們提供了世界上約90%的屏蔽門系統(tǒng)。

3 屏蔽門系統(tǒng)的節(jié)能分析

3.1 屏蔽門系統(tǒng)節(jié)能原理

由于在地鐵站臺軌行區(qū)域與候車公共區(qū)域安裝了一道屏蔽門系統(tǒng)，使地鐵車輛散熱被阻攔在站臺候車公共區(qū)域，而列車得熱主要包括列車運(yùn)行產(chǎn)熱量和列車空調(diào)冷凝器散熱量，這兩部分熱量是地鐵系統(tǒng)中得熱量的主要來源。這樣，安裝有屏蔽門系統(tǒng)的站臺通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的制冷、通風(fēng)負(fù)荷只需考慮車站內(nèi)部設(shè)施設(shè)備、照明、廣告、乘客等的散熱，以及屏蔽門開啟時的對流換熱。一般來講，安裝有屏蔽門站臺的得熱量大約只占開/閉式車站得熱量的三分之一，同時由于屏蔽門的隔離作用，避免了車輛進(jìn)出車站時由于活塞風(fēng)造成地鐵隧道與站臺交換空氣時，站臺內(nèi)冷空氣的損失，從而降低了制冷系統(tǒng)的運(yùn)營損耗，節(jié)省了成本，同時還可以減少制冷系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)量及容量，減少前期土建工程的成本，產(chǎn)生了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。這就是屏蔽門系統(tǒng)節(jié)能的原理。

3.2 屏蔽門系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)用誤區(qū)

如上分析，在地鐵車站站臺設(shè)置屏蔽門系統(tǒng)，將地鐵車站站臺分成候車公共區(qū)域和區(qū)間軌行區(qū)域2個部分。在夏季，屏蔽門有效地把地鐵站臺及隧道中的車輛空調(diào)的冷凝器向隧道內(nèi)散發(fā)的熱量和車輛在運(yùn)行及制動過程中產(chǎn)生的熱量擋在了候車公共區(qū)域以外，并減少車站站亭口由于車輛運(yùn)行時的活塞作用吸入的大量新風(fēng)造成的負(fù)荷，以及減少由于活塞風(fēng)造成地鐵隧道與站臺交換空氣時，站臺內(nèi)冷空氣的損失形成的負(fù)荷，有效的降低了候車公共區(qū)域的空調(diào)制冷、通風(fēng)負(fù)荷，從而降低了車站環(huán)控制冷、通風(fēng)運(yùn)行能耗。然而，在地鐵隧道中，由于有車輛運(yùn)行及制動時產(chǎn)生的熱量、車載空調(diào)的冷凝器散發(fā)熱量等熱源，使得地鐵隧道中的溫度逐漸增加，可能會超過GB50157-2003《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的“地鐵隧道夏季的最高溫度應(yīng)符合下列規(guī)定：列車車廂設(shè)置空調(diào)，站臺安裝屏蔽門系統(tǒng)時，不得高于40℃。”的標(biāo)準(zhǔn)。因此，靠隧道內(nèi)壁土壤的蓄熱來吸收熱量和車輛運(yùn)行時產(chǎn)生活塞風(fēng)的隧道通風(fēng)方式已不能很好的達(dá)到排除熱量的目的，必須加設(shè)機(jī)械通風(fēng)設(shè)備（TVF系統(tǒng)、UPE/OTE系統(tǒng)），將這些熱量及時帶走，以保證地鐵的正常運(yùn)營。然而，有研究表明在北方地域城市地鐵中安裝屏蔽門后，冬季工況和過渡季節(jié)車站候車公共區(qū)須加設(shè)機(jī)械通風(fēng)設(shè)備（TVF系統(tǒng)、UPE/OTE系統(tǒng)）來符合站臺設(shè)備設(shè)施及人員對新風(fēng)和環(huán)境舒適程度的要求，我國北方地域常年持續(xù)高溫時間比南方地域短，而過渡季節(jié)和冬季持續(xù)時間較長，站臺安裝屏蔽門系統(tǒng)由于不能有效利用車輛運(yùn)行產(chǎn)生的活塞風(fēng)，反而需要采用機(jī)械通風(fēng)的方法來滿足站臺設(shè)備設(shè)施及人員對新風(fēng)和環(huán)境舒適程度的要求，與不安裝屏蔽門系統(tǒng)的地鐵站臺相比較，反而不節(jié)能。

4 結(jié)束語

為了在全國范圍內(nèi)廣泛地推廣屏蔽門系統(tǒng)，應(yīng)做到以下兩點(diǎn)：（1）對傳統(tǒng)屏蔽門系統(tǒng)進(jìn)行改造和創(chuàng)新，研發(fā)出能夠適合北方地區(qū)的屏蔽門系統(tǒng)；（2）國內(nèi)屏蔽門研發(fā)及生產(chǎn)部門應(yīng)該加大科研力度，盡早實現(xiàn)屏蔽門國產(chǎn)及量產(chǎn)化，降低屏蔽門系統(tǒng)的投資成本。

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