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)下新風量和車內外壓差，并分析總結了新風量和車內外壓差變化規(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

地鐵車空調的通風系統主要由新風、回風、送風和廢排組成。車外的新鮮空氣與車內的回風混合后經過蒸發(fā)器（或者加熱器）通過風道送至車內，車內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號車測試時共經過6個站點（含起始站和終點站）。02號車測試時共經過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，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。

車內的壓力采用壓差計進行測量，測試儀一端布置在車內，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 新風量與車內外靜壓差

01號車和02號車選自同一生產廠家，地鐵車空調也選自相同的空調廠。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，頭車空調新風量高于尾車空調新風量，頭車車內外空氣壓差明顯低于尾車。

圖3、圖4為01號車車內外空氣壓差及新風量變化圖；圖5、圖6為02號車車內外空氣壓差及新風量變化圖。

01號車測試時共經過6個站點（含起始站和終點站）。02號車測試時共經過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出先減小后增大的趨勢，空調新風量整體呈現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出先增大后減小的趨勢，而空調新風量兩車變化規(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，并未呈現出明顯、一致的變化規(guī)律。

車內外靜壓差是車內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動壓。同時也表明運行過程中頭車和尾車車內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，車內外壓差大時，相當于機外靜壓減小，不利于新風的獲取。車內外壓差小時，相當于增加了空調機組機外靜壓，更易于獲取更多的新風。頭車在啟動加速時，車內外壓差減小，新風量增大；達到一定速度后開始減速，車內外壓差增大，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，車內外壓差增大，達到一定速度后開始減速，車內外壓差減小，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，因而車內外壓差還會有一定的波動。由于尾車空調新風量除與車內外壓差有聯系外還與貫穿風有很大的聯系，并未呈現出統一的變化規(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)律未能進行系統研究。

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