試驗研究地鐵車運行狀態(tài)新風量

王彥魯

摘 要：選取了兩條地鐵線路的B型車作為研究對象，試驗測試了運行狀態(tài)下新風量和車內(nèi)外壓差，并分析總結了新風量和車內(nèi)外壓差變化規(guī)律。對比了運行狀態(tài)下的新風量和靜止狀態(tài)時的新風量，并進行了分析總結。

關鍵詞：地鐵；運行；新風量；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，一些基礎研究則顯得不足。保證足夠的新風量不僅影響乘客的舒適性還關系到乘客的健康。新風量不足，車內(nèi)氧氣量就會不足，乘客易感到氣悶、疲勞。嚴重不足時，還會影響人的健康。靜止狀態(tài)下的新風量，我國已經(jīng)有了足夠的研究，對于運行狀態(tài)下的新風量的研究則相對較少。不論是國標還是歐標，對靜止新風量有相應的要求，對于運行狀態(tài)下的新風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，研究運行狀態(tài)下的新風量。

1 地鐵車通風系統(tǒng)

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

2 試驗測試

本文選取某城市兩輛地鐵車進行測試，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。采用試驗的方法對地鐵車運行狀態(tài)新風量進行研究。

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

具體試驗方法如下：在新風口布置若干風速測點，通過連接線連接到車內(nèi)，在地鐵車運行時實時記錄新風口的風速，與新風口通風截面積相乘即可得到新風量。新風口測點布置圖詳見圖2。

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

3 試驗結果及結果分析

3.1 新風量與車內(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模式進行運行，按頭車和尾車分別測量了正常通風模式下的運行新風量。測試結果匯總詳見表1。

由表1可知，被試車運行時，頭車空調(diào)新風量高于尾車空調(diào)新風量，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)外空氣壓差及新風量變化圖；圖5、圖6為02號車車內(nèi)外空氣壓差及新風量變化圖。

01號車測試時共經(jīng)過6個站點（含起始站和終點站）。02號車測試時共經(jīng)過10個站點（含起始站和終點站）。01號車和02號車都是以ATO模式運行，在每一站都會停車，不同的是01號車停車時不開關門，02號車停車后車門會打開。因而02號車每一次開關門都會出現(xiàn)壓力為0的時刻，新風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)新風量兩車變化規(guī)律并不相同。

頭車運行時，被試車廂位于貫穿風的上游，受下游的擾動小，因而呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。尾車運行時，被試車廂位于貫穿風的下游，受到上游各個車廂貫穿風的疊加影響，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。在被試車運行過程中使用壓差計對不同車廂間的壓力差進行了測試。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。即貫穿風影響的是車內(nèi)動壓。同時也表明運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行時，車內(nèi)外壓差大時，相當于機外靜壓減小，不利于新風的獲取。車內(nèi)外壓差小時，相當于增加了空調(diào)機組機外靜壓，更易于獲取更多的新風。頭車在啟動加速時，車內(nèi)外壓差減小，新風量增大；達到一定速度后開始減速，車內(nèi)外壓差增大，新風量減小。在運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)外壓差和新風量還會有一定的波動。

在被試地鐵車作為尾車運行時，啟動加速時，車內(nèi)外壓差增大，達到一定速度后開始減速，車內(nèi)外壓差減小，在運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)新風量除與車內(nèi)外壓差有聯(lián)系外還與貫穿風有很大的聯(lián)系，并未呈現(xiàn)出統(tǒng)一的變化規(guī)律。

3.2 運行狀態(tài)新風量與靜止新風量對比

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

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

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

4 結論及不足

地鐵車運行時，不同車廂新風量是不同的，作為尾車運行時新風風量明顯少于作為頭車運行時新風量。

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

地鐵車運行狀態(tài)新風量不僅影響乘客的舒適性還關系到乘客的健康，在靜止狀態(tài)新風量要滿足標準要求的同時，運行狀態(tài)新風量也應掌握。

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

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