影響地鐵站臺環境質量因素的探究
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摘 要：針對城市軌道交通站臺的空氣質量的影響因素提出分析，并對活塞風、列車運行、通風空調運行模式對城市軌道交通站臺通風模式對站臺空氣質量的影響，為獲得良好城市軌道交通站臺空氣品質提供分析的依據，能更好的滿足城市軌道交通站臺空氣質量的要求。
關鍵詞：城市軌道交通;站臺環境質量;通風模式
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.207
城市軌道交通的發展為城市擁擠的交通提供了很大便利，地鐵站臺環境質量的控制問題也愈來愈引起關注，地鐵列車的行駛帶來的活塞風造成車站通道和站臺上乘客的忍受較高風速的干擾，列車剎車產生的大量散熱及客流量的劇增引起的站內溫度逐年升高，好壞關系到乘客及乘務人員的身體健康以及在地鐵站臺的舒適性，城市軌道交通通風空調系統是安裝于軌道交通車站的設備設施，用以調節城市軌道交通站臺的溫度、濕度及二氧化碳的濃度等涉及空氣質量的因素，改善乘客候車環境和工作人員的工作環境，同時也為其他機電設備和設施提供良好的運行環境，保證其穩定運行，為城市軌道交通穩定運行提供保障。伴隨著城市軌道交通的發展，影響城市軌道交通站臺空氣質量的越來越復雜，研究分析這些影響因素并針對的提出相應措施成為目前地鐵建設過程中必不可少的環節之一。地鐵通風空調系統的目的就是要把站臺、站廳和區間隧道的熱環境維持在舒適范圍內。站臺和站廳對環境的舒適度要求比較高，在區間隧道中，由于乘客都在列車中，對區間隧道的環境要求比較低。所以影響站臺和站廳環境的主要因素，活塞風、列車產熱、顆粒物等污染、噪聲主要來自隧道。
1 活塞風對站臺環境的影響
當地鐵列車在隧道中行駛時，隧道中的空氣被列車帶動而順著列車運行前進的方向流動，這種一現象稱為列車的活塞作用，而形成的氣流稱為活塞氣流。
當車輛在寬闊的地面上運行時，車輛前面的空氣被排擠到車輛的側面和上面，然后繞流到車輛的后面。車輛在隧道中行駛時，由于隧道壁所構成空間的限制，所推擠的空氣不能全部繞流到車輛后面，必然有部分空氣會被車輛向前推動，排到隧道出口之外;在車輛尾部端后方造成一個負壓渦旋區域，因此也必然會有相應空氣經開口被引入到隧道中，由此形成活塞風。
一般情況下，地鐵區間隧道的風井設置模式分為兩種，雙活塞風井模式和單活塞風井模式。另外，對于較長的區間隧道，如果地理條件允許，一般會在區間隧道的中部設置活塞風井，可以減少活塞風效應將隧道內的熱量帶入車站，同時改善隧道區間的通風。影響活塞風因素很多，車輛對數及組數、車速、風井數及位置、隧道結構形式、車站結構形式等。這些因素導致活塞對站臺控制質量的影響比較復雜。
2 列車對站臺環境的影響
列車是活塞風產生的動力來源之一，不僅影響站臺的速度場，而且也給站臺帶來隧道中的熱量，塵埃以及出入口附近的熱/冷量等，引起站臺公共區的空氣溫度和品質的變化。經過在沈陽地鐵現場測定，不同站臺結構形式數據會有差別，其影響規律在進站30s左右列車進站口風速變大，停車前12s速度突降1m/s，停穩后風速仍在波動;出站時風速波動較進站時小一些。
地鐵隧道通常設置在地下9～16m，一般認為離地面較遠的土建結構溫度恒定，由于隧道內土建結構的蓄熱性能和列車運行產生的熱量影響，隧道與室外溫差較大。站臺、站廳、隧道的溫度有一定差異，列車的進站與出站會引起站廳溫度的波動，前者影響較后者大一些。
列車在進出站對站臺塵埃的影響為較小，但受室外空氣污染指數影響。
在對車站噪聲環境測試發現，只有車站進出站時，站臺噪聲比較高，時間持續大約50s左右，依據目前發車間隔最短在90s左右，噪聲不會造成持續影響。
3 通風空調運行模式對站臺環境的影響
目前地鐵車站通風空調系統在空調季節的運行模式分為小新風運行模式、全新風運行模式、全通風模式;非空調季節時采取活塞通風，此時空調系統停運。小新風運行模式主要是對站臺公共區域降溫除濕，保證站臺所需的最小新風量，部分回風循環，實現降低能耗;全新風運行模式主要對公共區域降溫除濕，無回風循環，全新風運行。兩者區別啟用條件不同，新風焓值大于回風混合電焓值時啟用小新風，小于則啟用全新風模式。
空調模式能有效的控制站臺區域的溫濕度，能有效的控制站臺區域的舒適度及站臺環境品質，現在夏季溫度偏高的城市地鐵都采用空調模式。
在北方平均氣溫不高的城市一般則采用活塞風及機械通風（活塞風不滿足時采用）方式來改善站臺區域的溫濕度及新風量的要求。在活塞風效應作用下通過地鐵車站地面出入口（風井）-人行通道-站廳-站臺的路徑吸入并分配到各個站內區域內，同時為同一路徑上同行的乘客提供新風需求。在車站一般采用的送排風的方式在完成新舊風的交換，根據送排風的方向采取縱向或橫向，從實際使用的結果可知，橫向送排風效果更好。
4 結論
結合沈陽地鐵站臺通風空調系統在實際使用需求情況，分析目前國內影響地鐵站臺空氣質量的主要因素：
（1）充分利用活塞風來調節站臺空氣品質是最節能的方式，利用活塞風井的設置可以更有效改變站臺空氣品質。
（2）站臺的熱量主要來源于列車的制動、車站設備運行、同時與乘客流動量有關，利用站臺屏蔽門可以減少列車與站臺的熱交換，能有效較低站臺溫度和噪聲，保證站臺環境的舒適度。
（3）站臺環控系統的運行模式是改變站臺空氣品是的必要手段，是保證城市軌道運行的保障之一。
綜上所述，由于城市軌道交通中站臺結構的特殊性和空氣質量的要求，在不用的季節采取不同的措施，保證不增加耗能的前提下，充分利用活塞風及其通風風道的布置來提高對站臺空氣質量的改善是比較完美解決途徑。
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