城市地铁活塞风对地铁环境的影响规律与有效应用分析

城市地铁活塞风对地铁环境的影响规律与有效应用分析

活塞风通过隧道和出入口引起地铁环境的变化,是地铁能耗的重要影响因素，在过渡季节和冬季充分利用活塞风是实现地铁通风系统进一步节能的有效措施。风口屏蔽门系统可有效利用活塞风,因其兼具平安、舒适的特点，较之传统的半高平安门系统和屏蔽门系统具有很多优点，重点探讨活塞风对地铁环境的影响规律、活塞风的有效利用对地铁通风空调系统能耗的影响和带风口屏蔽门系统在北方城市的适用性。

某城市地铁概况

某城市地铁里程全长26.188公里，全线共设22座车站，其中高架站有8座，地下站有13座，地面车站有1座，站间距离最小为0.784公里，最大为1.624公里，平均为1.225公里，站台有效长度均为120m，站台两端部均有站端风井，每站4条，区间隧道有双跨矩形有中柱(双线单洞)、双跨矩形有隔墙、单跨矩形、圆型盾构四种，车站两端各有两个机械风井，既有线各区间中部均有两个机械风井，列车车厢尺寸长宽高值分别为19.52m、2.8m、3.51m，动车自重37t，拖车自重27t,带司机室车定员252人，一列载额定乘客列车总质量为298.2t。安装了平均高度为1.4m的平安门，拓宽看乘客在候车时的站立空间,适当削减活塞风对站台的影响，降低列车进出站时产生的噪声，在过渡季和冬季还可以利用活塞风满意车站新风需求。

活塞风速理论计算

当列车在隧道中运行时，隧道中的空气被列车带动而顺着列车运行前进的方向流淌，这一现象称为列车的活塞作用，所形成的气流称为活塞气流。列车在隧道中运行时,由于隧道壁所构成空间的限制,列车所推挤的空气不能全部绕流到列车后方,必定有部分空气会被列车向前推动，排出到隧道出口之外，而列车尾端后方存在着负压涡旋区域，因此也必定会有相应空气经开口被引入到隧道中，由此形成活塞风。

空气的流淌要受到物理守恒定律的支配,其理论基础是空气动力学原理,即空气流淌过程中的质量守恒、能量守恒和动量守恒定律。

地铁车站活塞风量的影响因素许多，如活塞的风井数量及位置、车辆对数及组数、列车运行速度、车站形式、隧道形式等，风井的位置和隧道形式不同,计算得出进站口和出站口活塞风速均不相同。此外，车辆对数的增加将增加每小时带来的活塞风量，列车越长活塞风速越大。

活塞效应下车站温度变化影响因素

地铁车站温度的变化与其本身存在的内热源的大小有关,如照明散热量、设备散热量、客流量、列车散热量、车辆对数及编组数等有关,同时也与车站的形式、隧道的形式有关,车站的自然通风量和机械通风量关系到站内余热量排解状况,因此对车站温度变化产生了打算性的影响,而对于自然通风量大的车站,室外气温的变化也会对车站温度变化产生较大的影响。客流量的增加使得室内余热量增加,则在通风工况不变的状况下室内空气温度将会上升，如下午16:00左右客流量很少,此时室外气温为16℃，低于站内空气温度，列车即将进站时温度开头上升,列车出站后温度快速下降。这是由于由于列车运行、刹车和启动均产生大量热量,使得空间温度上升,而列车出站后,在站内形成负压,室外空气由出入口吸入站内,将列车留下的余热带走,则空间温度降低