[摘 要]为改善目前地铁车站普遍存在的温度偏高、活塞风和噪声问题,徐家汇地铁站进行了安装屏蔽门系统的改造。本文通过对安装屏蔽门前后长期的温湿度测试和噪声检测,研究了屏蔽门系统对改善地铁站内环境质量的作用。实验结果表明屏蔽门系统可有效降低夏季地铁站台和站厅的温度和噪声,有效提高地铁站的舒适性。本文的实验结果和结论也为以后地铁车站的建设和改造提供了现实依据和参考。
[关键词]地铁;屏蔽门;热舒适;噪声
1 前 言
近年来,随着国民经济的快速发展和城市化进程的加速发展,越来越多的中国城市选择使用轨道交通的方法来解决日益严重的城市公共交通问题。预计到2008年,北京将建成轨道交通总长300km;而在“十一五”期间,上海轨道交通运营里程将达到400km。地铁等轨道交通的迅速发展提升了城市的整体发展水平,但同时也带来了巨大的能源消耗。
地铁环境控制系统(简称环控系统)的造价仅相当于整个地铁的8%~10%,但在运行过程中,用电量却占了相当的比重。带空调的环控系统用电量约占整个地铁耗电量的40%左右。
传统闭式系统车站与隧道完全连在一起,车站通风空调系统的冷负荷主要来自地铁列车,约占总冷负荷的60%。因此,越来越多的地铁在站台设置屏蔽门(platformscreendoor),将车站空调区域与隧道隔开,成为两个相对独立的系统,从而很大程度地减小了进入站台的列车发热量。wwW.11665.COm
很多学者对屏蔽门的使用效果进行了研究。朱颖心等模拟分析了华东、华北地区地铁站台空调的能耗,结果表明安装屏蔽门可显著降低站台空调能耗[1]。吴喜平等从理论上分析了屏蔽门系统对地铁空调节电的作用,结论表明屏蔽门系统可有效节电节能[2]。张悦等以广州地铁一号线芳村站为例,就是否安装屏蔽门系统进行了方案比较,结果表明车站系统设计总冷量和总风量大大减少[3]。陈海辉等通过理论推算得到一座典型车站安装国产化屏蔽门需增加初投资530万元,4.3年可回收成本[4]。但以上学者对屏蔽门系统的研究都停留在理论推算和模拟计算程度上,就笔者所查文献中,目前国内还没有针对某一实际地铁车站屏蔽门系统使用前后的实测研究。因此,本文将针对上海市徐家汇地铁车站,通过安装屏蔽门前长期的温湿度测试和安装屏蔽门系统后的对比测试,研究屏蔽门系统对于改善地铁车站室内环境质量和降低空调能耗的作用。
2 地铁站屏蔽门改造
本文以上海地铁一号线徐家汇站为研究对象,该地铁站位于上海徐家汇闹市区,共有13个出口,人流量大,车站空调系统能耗也较大。地铁站内的温湿度主要由位于站厅两侧的两台空气机组控制。
作为上海首座屏蔽门加装试点车站,在其站台两侧共安装了80扇全封闭式屏蔽门。图1为安装屏蔽门前后地铁站台的照片。安装屏蔽门系统后,除增加了站台旅客的安全性外,还可以有效的降低地铁进出车站时活塞风对站台内环境的影响,减少进入站台的未经处理的隧道热空气,提高站台热舒适性。为定量反映屏蔽门系统的这一功能,本文以徐家汇地铁站为研究对象,对安装屏蔽门前后站台和站厅的室内环境做了长期的测试,并进行了对比分析。
3 实验仪器及测点布置
为全面反映安装屏蔽门系统前后地铁车站内温湿度的变化,笔者分别在地铁站站台层的两侧和站厅层的中央布置了温湿度测试仪器进行长期热环境跟踪测试。测试仪器选用清华同方公司生产的温湿度自动记录仪器,具体型号参数见表1。
屏蔽门系统在改善地铁车站热湿环境的同时,还可以有效降低列车进站时站台的噪声。笔者采用手持式噪声测量仪,对安装屏蔽门前后地铁站台列车进站时的噪声进行了测试,为确保测试结果的可信度,分别在站台的东西两侧进行了多次测试。
4 实验结果及分析
4.1 温湿度比较
在安装屏蔽门系统前,课题组对徐家汇地铁站进行了长达一年的温湿度测试。在安装屏蔽门系统后,又对车站进行了长期连续的测试。选取安装屏蔽门系统前后室外参数基本相同的两天(2005-07-21和2006-07-27),这两天均为阴天,室外实测的最高温度分别为33℃和33·3℃,最低气温均为27℃。同时,两天的空调系统运行工况基本相同,室内装修照明情况基本不变,后者客流量比前者略有增大。这两天地铁车站站台层和站厅层室内温湿度的测试结果见图2~5。图2和图3为站台层东西两侧的温度测试结果。由图可见,安装屏蔽门系统后,站台西侧的温度比无屏蔽门时平均降低了2℃左右,站台东侧的温度平均降低了3℃左右,室内热舒适性改善明显。
由图4和图5可以看出,安装屏蔽门系统后,站厅层的气温比无屏蔽门时平均降低了0.5℃左右,相对湿度在大部分时间里也略有降低。
因此,由实验结果可见,在华东地区,夏季使用屏蔽门系统可有效降低进入地铁车站的冷负荷,消除活塞风的影响,在维持同等温湿度条件下,可显著降低空调环控系统电耗。进一步减少空调设备的装机容量,降低投资、运行及管理费用。同时节省环控机房面积,缩短车站总长度,减少了土建投资,具有显著的经济效益。
4.2 噪声比较
安装屏蔽门系统可有效降低列车进站时地铁站站台的噪声。图6为安装屏蔽门前后站台噪声的测试结果。由图6可知,安装屏蔽门系统后,列车进站时,站台东侧最大噪声降低了16db(a),站台西侧降低了18db(a)。可见屏蔽门系统可有效降低列车进出车站对站台声环境的影响,降低站台噪声,改善乘车环境。
5 结 论
本文以一实际地铁车站为研究对象,通过实际测试研究了屏蔽门系统对地铁站内环境的影响。实验结果表明在华东地区的夏季工况下,屏蔽门系统可有效降低进入地铁站台的列车发热量和活塞风的影响,从而降低了车站空调环控系统负荷。在空调运行工况不变的情况下,可降低站台温度2~3℃,降低站厅温度0.5℃左右,节能效果明显。同时,屏蔽门系统还可有效降低列车进出站对站台声环境的影响,显著降低站台的噪声,提高了站台的舒适性。因此,在华东地区,夏季使用屏蔽门系统不仅能显著降低地铁环控系统能耗,而且提高了地铁车站内环境质量,值得大力推广。
[参考文献]
[1]朱颖心,秦绪忠,江亿.站台屏蔽门在地铁热环境控制中的经济性分析[j].建筑科学,1997,13(4):42~46.
[2]吴喜平,王迪军,罗燕萍.地铁车站应用屏蔽门对空调节电系统的分析[j].华东电力,2001,30(2):20~23.
[3]张悦,王迪军.广州地铁一号线芳村站增装屏蔽门前后系统方案之比较[j].制冷与空调,2004,20(4):44~47.
[4]陈海辉,曾莹莹.地铁屏蔽门环控系统的经济分析[j].南华大学学报(理工版),2003,17(4):33~37.
[5]秦武.城市轨道交通中的屏蔽门系统[j].上海铁道科技,2005,27(4):37~38.
