地鐵車輛空調(diào)風(fēng)道清潔設(shè)計(jì)優(yōu)化研究

張自強(qiáng)

摘 要：國(guó)內(nèi)地鐵行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段，各大中型城市的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)格局已初步實(shí)現(xiàn)，地鐵在逐漸成為現(xiàn)代化大城市的主要交通工作的同時(shí)，對(duì)提升地鐵客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量的訴求也隨之增加。在地鐵車輛設(shè)計(jì)階段，通過設(shè)計(jì)優(yōu)化提升，可有效地改善車廂內(nèi)的空氣質(zhì)量，提升市民乘車的舒適度，同時(shí)降低后期運(yùn)營(yíng)單位的維保難度和成本。本文主要對(duì)地鐵車輛空調(diào)風(fēng)道清潔的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：車輛；風(fēng)道清潔；設(shè)計(jì)優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 研究的意義和目的

隨著城市的發(fā)展和人們生活節(jié)奏的加快，地鐵日趨成為人們出行不可或缺的交通工具。地鐵因其具有運(yùn)量大、速度快、污染少、安全舒適、與城市道路無平面交叉等優(yōu)勢(shì)，可以有效地降低地面噪聲，減少城市污染，改善地面交通狀況，帶來顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。由此，地鐵正逐漸成為現(xiàn)代化大城市的主要交通工具。但是，地鐵同時(shí)具有封閉性強(qiáng)、起停頻繁、客流量大等固有特點(diǎn)，無疑對(duì)地鐵運(yùn)行的舒適性提出了非常高的要求。

地鐵車廂是一個(gè)人流密集、相對(duì)封閉的空間，尤其在大型城市，如北京、上海、廣州等，較大的人流導(dǎo)致車廂內(nèi)會(huì)存在較為嚴(yán)重的空氣污染。而列車空調(diào)系統(tǒng)只能保持車廂內(nèi)溫度的舒適性，而無法起到凈化空氣的作用，且列車空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)取自地鐵隧道內(nèi)的空氣，其空氣質(zhì)量受到了地鐵運(yùn)行產(chǎn)生的顆粒物和排放物的影響，也包括隧道內(nèi)沉積的灰塵等。而空調(diào)系統(tǒng)的空氣過濾裝置只是為保護(hù)空調(diào)設(shè)備而設(shè)置，無法過濾小型顆粒物及粉塵。為有效解決車輛空氣污染，維持車廂內(nèi)的空氣質(zhì)量，各運(yùn)營(yíng)單位提高對(duì)空調(diào)風(fēng)道清潔的維保周期就變得十分必要。

2 地鐵空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道清潔現(xiàn)狀及存在的問題

地鐵車輛高度受地下洞體高度限制，車輛設(shè)計(jì)時(shí)既要滿足車輛限界的要求，又要最大限度地保證車輛內(nèi)的乘坐空間。這導(dǎo)致地鐵車廂上部留給空調(diào)系統(tǒng)的安裝空間較為有限，如標(biāo)準(zhǔn)B型車空調(diào)風(fēng)道的高度一般不大于300mm，更有一些非標(biāo)B型車的空調(diào)風(fēng)道高度不足200mm（天津地鐵1號(hào)線風(fēng)道最大高度僅有165mm，最小高度僅為110mm）。同時(shí)為保證車廂整體內(nèi)裝效果的美觀，客室風(fēng)道通常被封閉于內(nèi)裝頂板上方。

如果需要對(duì)客室風(fēng)道進(jìn)行清潔，需要拆卸客室扶手、空調(diào)出風(fēng)格柵、內(nèi)裝頂板等多處互為搭接的部件，如圖1所示，需投入大量的人力，且內(nèi)裝部件頻繁拆裝易導(dǎo)致連接件的松動(dòng)、螺紋異扣等部件損耗問題，更為重要的是完成以上的工序需要耗費(fèi)大量時(shí)間，致使列車長(zhǎng)時(shí)間停扣無法投入運(yùn)營(yíng)，增加車輛運(yùn)用壓力。并且，這樣的工序也無法與車輛現(xiàn)有定修規(guī)程進(jìn)行匹配，若在更高級(jí)別的修程中開展此項(xiàng)工作，則檢修周期過長(zhǎng)，無法達(dá)到保持風(fēng)道潔凈的目的。

另外，既有的風(fēng)道均為整體式設(shè)計(jì)，風(fēng)道僅在出風(fēng)口位置和空調(diào)機(jī)組位置設(shè)有開口，如圖2所示。受限于風(fēng)道的尺寸和可操作空間，使用人力僅能對(duì)開口附近的區(qū)域進(jìn)行清潔。若采用小型清洗機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)道內(nèi)部分區(qū)域的清洗，但清洗范圍仍不徹底且清潔效果不如人工清潔理想，運(yùn)營(yíng)成本也會(huì)對(duì)應(yīng)增加。

3 地鐵空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道清潔設(shè)計(jì)優(yōu)化方案

介于目前地鐵車輛空調(diào)風(fēng)道維?，F(xiàn)狀，本文從設(shè)計(jì)的角度去解決后期運(yùn)營(yíng)中的風(fēng)道清潔問題，優(yōu)化方案主要依靠風(fēng)道和內(nèi)裝兩大部件的重新設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。

3.1 設(shè)計(jì)方案一

以天津地鐵1號(hào)線風(fēng)道結(jié)構(gòu)為例，風(fēng)道采用了不同斷面的小風(fēng)道和大風(fēng)道，將兩種分道從整體式設(shè)計(jì)優(yōu)化為帶檢修門的形式。如圖3所示，藍(lán)色區(qū)域?yàn)榇?、小風(fēng)道所設(shè)檢修門，同時(shí)針對(duì)內(nèi)裝部分，將小風(fēng)道處的內(nèi)裝邊頂板和大風(fēng)道的下面的內(nèi)裝頂板設(shè)計(jì)成可以打開的形式。

小風(fēng)道方案：根據(jù)小風(fēng)道的斷面特點(diǎn)，左側(cè)面設(shè)計(jì)成可以打開的形式，但受門機(jī)構(gòu)和安裝吊的影響，這個(gè)側(cè)面不能做成通長(zhǎng)形式，為實(shí)現(xiàn)風(fēng)道全面清洗，在這個(gè)側(cè)面上開設(shè)盡可能多的檢查門。檢查門的尺寸需考慮操作空間的需要，如圖4所示。

大風(fēng)道方案：大風(fēng)道分為動(dòng)壓腔和靜壓腔，動(dòng)壓腔下表面設(shè)置檢查門，為了方便清洗靜壓腔，動(dòng)壓腔與靜壓腔之間的隔板設(shè)計(jì)成可拆卸的形式。保證人工清洗的可操作性，如圖5所示。

中頂板開啟方案：將傳統(tǒng)方案中的內(nèi)裝中頂板沿縱向斷開，分為3條頂板，兩邊的中頂板與燈具的安裝梁插接，中間的中頂板固定在內(nèi)裝二次骨架上。在風(fēng)道清掃時(shí)，可先拆下小中頂板，然后拆下兩側(cè)的中頂板冊(cè)，露出風(fēng)道下面的檢查門。打開檢查門進(jìn)行清掃作業(yè)，如圖6所示。

3.2 設(shè)計(jì)方案二

方案二的整體設(shè)計(jì)思路與方案一相同，通過內(nèi)裝和風(fēng)道設(shè)計(jì)的優(yōu)化，增加風(fēng)道清潔的檢查門，并保證在較為簡(jiǎn)便的條件下，人工清潔在空間和工藝上的可操作性。

與方案一的區(qū)別在于將主風(fēng)道的底板完全由客室中頂板替代，相當(dāng)于將內(nèi)裝版和風(fēng)道下表面的功能合二為一。清潔風(fēng)道時(shí)，直接將對(duì)應(yīng)內(nèi)裝板拆卸，直接可清潔主風(fēng)道，靜壓風(fēng)道與主風(fēng)道間留有檢修空間，可同時(shí)清潔內(nèi)壓風(fēng)道，如圖7所示。

4 設(shè)計(jì)方案比較

方案一與方案二均能實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)道有效清潔的目的，在較為簡(jiǎn)單的前置工藝條件下，可通過人工清洗的方式進(jìn)行風(fēng)道全區(qū)域的清洗。方案一保持了風(fēng)道與內(nèi)裝板的獨(dú)立性，在保證長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)后，風(fēng)道的保溫性和氣密性方面優(yōu)于方案二；而方案二采用了高集成設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了部件的數(shù)量，有利于各單元模塊的布置，同時(shí)檢修空間和拆裝工作量較方案一有明顯優(yōu)勢(shì)。

結(jié)語

對(duì)地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道清潔優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究，從設(shè)計(jì)的角度規(guī)避了既有方案進(jìn)行風(fēng)道清潔時(shí)存在的困難，簡(jiǎn)化了后期維保檢修工藝，降低了運(yùn)營(yíng)單位對(duì)空調(diào)風(fēng)道清潔的人力成本和時(shí)間成本，同時(shí)有利于增加對(duì)風(fēng)道的清潔的檢修頻率，進(jìn)一步提升了地鐵運(yùn)營(yíng)單位客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]齊萬明.關(guān)于地鐵車輛空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)問題的幾點(diǎn)思考[J].民營(yíng)科技，2016（11）：13.

[2]陳汶彬.地鐵車輛空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)問題的探討[J].科技風(fēng)，2011（10）：64.

[3]龔繼如.地鐵車輛空調(diào)風(fēng)道氣流仿真與送風(fēng)均勻性優(yōu)化[J].發(fā)電與空調(diào)，2012（6）：75-78，54.

[4]郭玲.城軌車輛空調(diào)風(fēng)道內(nèi)顆粒物沉積規(guī)律研究[M].青島：青島理工大學(xué)出版社，2015：81.

[5]龍靜，王書敖.地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)風(fēng)道分析[J].電力機(jī)車與城軌車輛，2004（4）：40-42.endprint