地鐵車輛空調風道清潔設計優化研究

張自強

摘 要：國內地鐵行業進入高速發展階段，各大中型城市的網絡化運營格局已初步實現，地鐵在逐漸成為現代化大城市的主要交通工作的同時，對提升地鐵客運服務質量的訴求也隨之增加。在地鐵車輛設計階段，通過設計優化提升，可有效地改善車廂內的空氣質量，提升市民乘車的舒適度，同時降低后期運營單位的維保難度和成本。本文主要對地鐵車輛空調風道清潔的設計優化方案進行介紹。

關鍵詞：車輛；風道清潔；設計優化

中圖分類號：TE08 文獻標志碼：A

1 研究的意義和目的

隨著城市的發展和人們生活節奏的加快，地鐵日趨成為人們出行不可或缺的交通工具。地鐵因其具有運量大、速度快、污染少、安全舒適、與城市道路無平面交叉等優勢，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，帶來顯著的社會和經濟效益。由此，地鐵正逐漸成為現代化大城市的主要交通工具。但是，地鐵同時具有封閉性強、起停頻繁、客流量大等固有特點，無疑對地鐵運行的舒適性提出了非常高的要求。

地鐵車廂是一個人流密集、相對封閉的空間，尤其在大型城市，如北京、上海、廣州等，較大的人流導致車廂內會存在較為嚴重的空氣污染。而列車空調系統只能保持車廂內溫度的舒適性，而無法起到凈化空氣的作用，且列車空調系統的新風取自地鐵隧道內的空氣，其空氣質量受到了地鐵運行產生的顆粒物和排放物的影響，也包括隧道內沉積的灰塵等。而空調系統的空氣過濾裝置只是為保護空調設備而設置，無法過濾小型顆粒物及粉塵。為有效解決車輛空氣污染，維持車廂內的空氣質量，各運營單位提高對空調風道清潔的維保周期就變得十分必要。

2 地鐵空調系統風道清潔現狀及存在的問題

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

如果需要對客室風道進行清潔，需要拆卸客室扶手、空調出風格柵、內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，且內裝部件頻繁拆裝易導致連接件的松動、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大量時間，致使列車長時間停扣無法投入運營，增加車輛運用壓力。并且，這樣的工序也無法與車輛現有定修規程進行匹配，若在更高級別的修程中開展此項工作，則檢修周期過長，無法達到保持風道潔凈的目的。

另外，既有的風道均為整體式設計，風道僅在出風口位置和空調機組位置設有開口，如圖2所示。受限于風道的尺寸和可操作空間，使用人力僅能對開口附近的區域進行清潔。若采用小型清洗機器人可以實現對風道內部分區域的清洗，但清洗范圍仍不徹底且清潔效果不如人工清潔理想，運營成本也會對應增加。

3 地鐵空調系統風道清潔設計優化方案

介于目前地鐵車輛空調風道維保現狀，本文從設計的角度去解決后期運營中的風道清潔問題，優化方案主要依靠風道和內裝兩大部件的重新設計來實現。

3.1 設計方案一

以天津地鐵1號線風道結構為例，風道采用了不同斷面的小風道和大風道，將兩種分道從整體式設計優化為帶檢修門的形式。如圖3所示，藍色區域為大、小風道所設檢修門，同時針對內裝部分，將小風道處的內裝邊頂板和大風道的下面的內裝頂板設計成可以打開的形式。

小風道方案：根據小風道的斷面特點，左側面設計成可以打開的形式，但受門機構和安裝吊的影響，這個側面不能做成通長形式，為實現風道全面清洗，在這個側面上開設盡可能多的檢查門。檢查門的尺寸需考慮操作空間的需要，如圖4所示。

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

中頂板開啟方案：將傳統方案中的內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裝二次骨架上。在風道清掃時，可先拆下小中頂板，然后拆下兩側的中頂板冊，露出風道下面的檢查門。打開檢查門進行清掃作業，如圖6所示。

3.2 設計方案二

方案二的整體設計思路與方案一相同，通過內裝和風道設計的優化，增加風道清潔的檢查門，并保證在較為簡便的條件下，人工清潔在空間和工藝上的可操作性。

與方案一的區別在于將主風道的底板完全由客室中頂板替代，相當于將內裝版和風道下表面的功能合二為一。清潔風道時，直接將對應內裝板拆卸，直接可清潔主風道，靜壓風道與主風道間留有檢修空間，可同時清潔內壓風道，如圖7所示。

4 設計方案比較

方案一與方案二均能實現對風道有效清潔的目的，在較為簡單的前置工藝條件下，可通過人工清洗的方式進行風道全區域的清洗。方案一保持了風道與內裝板的獨立性，在保證長期運營后，風道的保溫性和氣密性方面優于方案二；而方案二采用了高集成設計，簡化了部件的數量，有利于各單元模塊的布置，同時檢修空間和拆裝工作量較方案一有明顯優勢。

結語

對地鐵車輛空調系統風道清潔優化設計的研究，從設計的角度規避了既有方案進行風道清潔時存在的困難，簡化了后期維保檢修工藝，降低了運營單位對空調風道清潔的人力成本和時間成本，同時有利于增加對風道的清潔的檢修頻率，進一步提升了地鐵運營單位客運服務質量。

參考文獻

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