上海地鐵車廂過渡季空氣環境特征的實測分析

王亞楠 李蔚陽 吳叢歡 陳岳 陳文超 鐘珂

東華大學環境科學與工程學院

上海地鐵車廂過渡季空氣環境特征的實測分析

王亞楠 李蔚陽 吳叢歡 陳岳 陳文超 鐘珂

東華大學環境科學與工程學院

由于選擇城市軌道交通工具出行的客流量的逐漸增加，車廂內的污染源增多，車廂內的空氣環境逐漸成為人們關心的重要問題。本文以過渡季為基本背景，以上海市軌交系統九號線為實測對象，通過多輪次的現場連續實測，以此分析了地鐵車廂內的空氣環境，指出并討論了車廂內空氣熱環境的幾個基本特征。

地鐵人員密度車廂內空氣溫度CO2濃度

0 引言

城市軌道交通里程的迅速增長和選擇乘坐軌交（或地鐵）出行的客流量的大幅增加，車廂內的污染源增多，使得軌交（或地鐵）車廂內的空氣環境逐漸成為人們關心的問題[1～3]，城市地鐵車廂內的空氣品質狀況已經成為迫切需要研究的問題。

從目前已有的研究看來，軌交（或地鐵）車廂內空氣環境的研究雖然已有不少結果[2～5]，但這些結果主要針對化學成分的分析[3～5]，而放棄對車廂內整體空氣質量與氣流和空調通風系統之間關系的研究。因此，本文將以線路覆蓋區域較廣的上海市軌交系統的九號線路為實測對象，通過多輪次的現場連續實測，分析地鐵車廂空氣環境特征，為改善日益惡化的車廂內空氣質量提供科學依據。

1 實測路線與方法

上海市地鐵九號線作為連接松江郊區和市區的線路，具有路種類較全、乘客流量較大、線路覆蓋區域較廣的特征，本文選擇九號線作為實測對象。沿途的站點和對應的代碼為：1-松江新城，2-松江大學城，3-洞涇，4-佘山，5-泗涇，6-九亭，7-中春路，8-七寶，9-星中路，10-合川路，11-漕河涇開發區，12-桂林路，13-宜山路，14-徐家匯，15-肇嘉浜路，16-嘉善路，17-打浦橋，18-馬當路，19-陸家浜路，20-小南門，21-商城路，22-世紀大道，23-楊高中路。實測人員從松江新城乘車出發，在車廂內測量空氣參數并記錄車內人員密度，達到終點站楊高中路后下車，再重新乘車并測量。如此循環往復。

為分析比較地鐵途經郊區和市區時的空氣環境的差異，實測選擇休息日進行，可以避免上下班高峰對環境參數的干擾，為此，本文于2012年10月3日對車廂內空氣溫度、相對濕度和CO2濃度進行了實測，并記錄乘客人數。實測時段為8:00～20:00。數據儲存時間間隔為1m in。考慮到中間車廂和頭尾部車廂的人員密度有一定差異，分別在中部車廂和尾部車廂分別設置測點，測量儀器由站立著的測試人員手持，離地面約1.2m高，位于坐姿人體的呼吸高度處。測量儀器型號為HUMLOG 20，可以同時測量空氣的溫濕度和CO2濃度。

2 實測結果與分析

車廂內空氣環境不但與通風空調系統有關，人員密度也是重要因素之一。本文將對實測期間的人員情況和空氣環境進行分析。

2.1 人員密度與站點之間的關系

圖1為實測期間人員密度隨實測時間的變化曲線，由圖可以看到，由于實測在休息日進行，全天沒有明顯的人流高峰時段，人員密度在一定范圍內波動，通過與到站時間對比，可知人員密度主要與列車所在站點有關系。人員密度最大值通常出現在靠近市中心的中途站點，如11～15站點。越接近終點站，人員密度越小，位于郊區的終點站松江新城的人員密度沒有明顯小于比較繁華的終點站楊高中路。

2.2 車廂內空氣溫度和濕度的變化特征

圖2為在循環往復的測量過程中，中部和尾部車廂內空氣溫度在不同站點之間的實測結果。由圖可以看到，盡管不同站點的人員密度差別很大，由0變化到3.0人/m2，但車廂內溫度并沒有隨著站點出現明顯變化趨勢。盡管溫度在一定范圍內波動，但這是列車通風空調系統運行特征造成的。

對比圖2（a）和2（b），可以看到在12:00～17:00（第四至第七趟）時中部車廂的溫度明顯高于早班車和晚班車，在尾部車廂沒有這種現象，可能是由于尾部車廂人員密度較小，通風空調受室外氣候影響較小。

圖3 給出了車廂內空氣相對濕度與站點關系的實測曲線，由圖可以看到，中部和尾部車廂內的相對濕度變化規律相同，從郊區往市區行駛過程中，空氣相對濕度均呈現上升趨勢。由于在空氣中的水份含量一定的情況下，溫度越高，濕度越低，溫度越低濕度越高。圖2表明車廂內溫度平穩，但圖3的實測結果卻顯示相對濕度從郊區到市區的過程中略有上升。這可能是由于列車行駛到市區與郊區時，新風參數不同造成的。

2.3 CO2濃度與站點的關系

圖4是CO2濃度在不同站點的實測結果，由圖中統計結果可看出，CO2濃度在代號1～6號和16～23號站點的平均值較低，在代號7～15站點平均值較高。最大濃度值出現在14號站點。在人員密度較大的7～15號站點濃度遠遠超過了1000ppm。這可能是由于代號7～15的站點地處市中心附近，該類站點地處多條軌道交匯處，人口流動大，車廂內人員密度大，地鐵車廂內的污染源增多，故此地段的CO2濃度較高。

此外對比圖3(a)和圖3(b)還可以看到，尾部車廂的CO2濃度明顯低于中部車廂，這顯然是由于前者人員密度較低造成的。

3 結論

本文以線路覆蓋區域較廣的上海市軌交系統的九號線路為實測對象，通過多輪次的現場連續實測，分析了地鐵車廂空氣環境特征，可以得到以下結論：

1）盡管人員密度變化較大，但車廂內氣溫仍在正常范圍內波動，表明空調系統控制溫度功能良好；

2）在人員密度較大的中心城區站點大多數時候二氧化碳濃度均很高。表明人員密度對車廂內空氣品質影響很大，同時車廂內通風系統排除污染物的能力有限，為滿足乘客的健康要求，采取相應措施改善此類站點的通風系統。

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Inves tiga tion on the Indoo r A ir Env ironm en t in Ca rriages o f Shangha i M e tro du ring Trans ition Season s

WANG Ya-nan,LIWei-yang,WU Cong-huan,CHEN Yue,CHENWen-chao,ZHONG Ke
Schoolof EnvironmentalScienceand Engineering,Donghua University

The indoor air environmentof carriage now isan important issue as the passenger flow of urban rail transit has increased significantly and the pollution in the carriagegrew in number.In order to evaluate the indoorairquality in the carriages during transition seasons,a series of monitoring have been conducted continuously for the Line 9 of ShanghaiMetro.Based on the testdata,the indoorairenvironment isanalyzed and some thermal features in the carriage during the test time period areshown and discussed.

urban rail transit,occupantdensity,thermalenvironmentin the carriage,CO2concentration

1003-0344（2014）03-015-3

2013-5-20

鐘珂（1964～），女，博士，教授；上海市松江區人民北路2999號4號學院樓5147室（201620）；E-mail:zhongkeyx@dhu.edu.cn基金項目：上海市大學生創新訓練項目