CN111322735A - 过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法，在过渡季节，对于屏蔽门系统的地铁车站，在列车启动至出站过程中延迟关闭车站站台左右两端各4扇屏蔽门，且延迟关闭时间为1分钟，即可增大标准车站新风量：30562m3/h～62413m3/h，占标准车站设计新风量的1.05～1.7倍。地铁车站新风量的增加是提升车站空气品质、保证车站乘客和工作人员健康的有效举措，尤其在传染病等疫情防控期间，新风量的增加不仅能够有效降低车站的二氧化碳浓度，同时能够排除和稀释有害物，大大降低人员之间交互感染的风险。

Description

过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法
技术领域
本发明一种车站通风系统，尤其涉及一种有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法。
背景技术
目前，我国大中城市地铁乘客人数不断攀升，据2019年度统计，上海有地铁车站415座，车站日均客运量达1065.03万人次；而地铁车站作为相对封闭的地下空间环境，其客流增加必将导致车站内CO2浓度升高，且在传染病疫情防控期间乘客之间交叉感染的风险不断加大。而车站新风量的提升是有效排除污染物、稀释污染物浓度，从而降低人员健康风险的有效手段。
既有标准地铁车站通风系统的最大新风量的实现多采用全新风模式，车站站厅层和站台层公共空间只开由新风井引入的室外新风送风，关闭回风即循环风部分。而标准地铁车站的新风量出力受限于标配的两台新风机组的容量(新风机组设备容量为18000m3/h/台)最大为36000m3/h。若按照30m3/h.人的卫生设计标准，这个新风量仅能容纳每小时1200人出入车站，远低于目前车站每小时约1-2万人的新风需求。尤其在新型冠状病毒肺炎等疫情防控的关键期，新风的作用不再是单纯控制车站CO2浓度，而是要显著排除或降低病毒等有害物的浓度以维护车站人员的健康，因此既有环控系统的新风量不能满足要求。如何便捷可行地提升地铁车站新风量，突破既有新风机组设备容量上限的瓶颈，是保障地铁车站公共环境健康安全亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法。
本发明的技术方案是：一种过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法，在过渡季节，对于屏蔽门系统的地铁车站，在列车启动至出站过程中延迟关闭车站站台左右两端各4扇屏蔽门，且延迟关闭时间为1分钟，可增大标准车站新风量：30562m3/h～62413m3/h，占标准车站设计新风量的1.05～1.7倍。
进一步，所述车站站台左右两端各4扇屏蔽门只在列车启动离站阶段延迟关闭1分钟。
进一步，在列车出站过程负压控制车站延迟关闭若干屏蔽门1分钟，可诱导室外新风依次从出入口进入站厅和站台。
进一步，对于延迟关闭的屏蔽门数量和时间可根据车站体积和乘客规模进行调整。
进一步，所述过渡季节的认定需要结合当地具体气象条件，且室外空气质量好的情况下，引入至车站站厅和站台的室外空气不会引起乘客和工作人员的不舒适感觉，均可认定为过渡季节。
进一步，所述标准车站增大的新风量是采用测定列车运行过程中车站两端各4扇屏蔽门承压规律，并基于通风原理，进行相应吸风风速的计算，结合屏蔽门开度面积和车站行车密度，以及车站出入口至站台的风量平衡原理，分析可得从室外免费引入的每小时地铁车站新风量。
进一步，所述计算采用通风原理公式(1)：
Figure BDA0002390628500000021
其中：Pj为风管承受静压，v为风口出风或吸风风速，ρ为空气密度。
进一步，所述屏蔽门承压规律采用微压差计测试，在关闭的两扇屏蔽门中间插入微压差计的一根测压管，测压管方向垂直于列车行进方向，压差计及另一根测压放置在屏蔽门站台侧，从而得到屏蔽门承受静压Pj在列车行进全过程中随时间动态变化值。
本发明的有益效果是：
本发明提出了一种通过在列车离站阶段延迟车站两端共8扇屏蔽门1分钟关闭时间的方法(其中屏蔽门开启数量和时间可能根据运营车站的具体情况有所微调)。在不需增加新设备，也不需对既有设备改造的情况下，30562m3/h～62413m3/h，占标准车站设计新风量的1.05～1.7倍。地铁车站新风量的增加是提升车站空气品质、保证车站乘客和工作人员健康的有效举措，尤其在传染病等疫情防控期间，新风量的增加不仅能够有效降低车站的二氧化碳浓度，同时能够排除和稀释有害物，大大降低人员之间交互感染的风险。
本发明的方法的优势主要体现在如下三个方面，其一，30562m3/h～62413m3/h，占标准车站设计新风量的1.05～1.7倍，有效降低车站污染物的浓度和含量，显著降低乘客在车站停留可能引起的健康风险，保障乘客和工作人员的健康安全；其二，此方案只需微调个别屏蔽门开闭策略，操作简单，便于落地，具有较强的实操性；其三，充分利用列车运行的自然能源，不需消耗其他能源，节能优势明显。
附图说明
图1是屏蔽门静压测试原理示意图；
图2是实测车站各屏蔽门位置示意图；
图3是A站2号屏蔽门现场监测压力结果；
图4是A站非高峰和高峰时段8扇屏蔽门承压实测动态结果；
其中：(a)A站非高峰，(b)A站高峰。
具体实施方式
下面结合与实施例对本发明作进一步说明。
本发明的过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法，在过渡季节，对于屏蔽门系统的地铁车站，在列车启动至出站过程中延迟关闭车站左右两端各4扇屏蔽门关闭时间约1分钟，一般可增大标准车站新风量30562m3/h～62413m3/h，占标准车站设计新风量的1.05～1.7倍。
本发明与既有地铁标准站所有屏蔽门操作方式唯一不同之处在于车站两端各4扇屏蔽门只在列车启动离站阶段延迟关闭1分钟后即关闭，其他均相同。
列车出站过程负压控制车站延迟关闭若干屏蔽门1分钟，可诱导室外新风依次从出入口进入站厅和站台。不推荐在列车进站过程中正压控制车站时开启屏蔽门，避免引入区间隧道内因粉尘沉积和车轨摩擦导致的PM值浓度较高的空气进入站台。
对于延迟关闭的屏蔽门数量和时间会根据车站体积和乘客规模有所微调。最终此方法可提升新风量的具体数值与屏蔽门承压大小、屏蔽门尺寸、列车不同时段行车密度、延迟关闭的门的数量和时间有关。
此过渡季节的认定要结合当地具体气象条件，且室外空气质量良好情况下，只要引入至车站站厅和站台的室外空气不会引起乘客和工作人员的不舒适感觉，均可采用此方法。
本实施例给出根据某地铁车站两端屏蔽门承压测试结果，预测估算此标准车站在列车启动离站阶段延迟关闭两端各4扇屏蔽门1分钟引入室外的新风量。
1)上海某代表车站屏蔽门承压现场实测方法与结果
屏蔽门承压采用微压差计测试，在关闭的两扇屏蔽门D中间插入微压差计的一根测压管A，测压管方向垂直于列车C行进方向，其插入长度以不影响列车正常运行为原则，微压差计E及测压管B放置在屏蔽门D站台侧，参见图1，从而得到屏蔽门承受静压Pj在列车行进全过程中随时间动态变化值。测试选择上海某地铁线路A站进行，每站测试的屏蔽门包括靠近停站列车头部的1号、2号、3号、4号屏蔽门和靠近停站列车尾部的27号、28号、29号、30号屏蔽门，参见图2。实测分非高峰和晚高峰两个时段进行。
测试工作包括列车C从上以车站启动、在区间隧道E内运行、减速进站、停靠本站及加速离站的全过程，直至测试设备的风压和风速数据稳定至零为止。测试实验中采用的测试仪器型号、精度及量程等相关参数见表1，各仪器均在实验室中标定完成后在现场使用，以最大限度地避免仪器误差。
表1测量仪器参数表
序号 测量参数 测量仪器 精度 量程
1 静压 KIMO MP100手持式差压仪 ±1Pa -1000Pa～+1000Pa
2 静压 DP1000-ⅢB压差计 ±1Pa -3000Pa～+3000Pa
3 静压 Testo 510i手持式差压仪 ±1Pa -150hPa～+150hPa
4 风速 SDL350手持式风速温度仪 0.01m/s +0.6～+40m/s
图3是A站2号屏蔽门风压实测动态结果，出于公共卫生健康的需求，关注的列车离站106s至201s约1分至1分半时间内的压力变化。图4(a)，(b)分辊给出了上海某地铁A站在非高峰和高峰时段8个门压力变化测试结果。
2)新增新风量预测原理与计算结果
方案中屏蔽门风量预测依据是来源于既有的通风原理，风管承受静压Pj(Pa)为其风口出风或吸风风速v(m/s)的平方与空气密度ρ(kg/m3)的比值，见式(1)。
Figure BDA0002390628500000051
基于该原理和前期测定的列车运行过程中车站两端各4扇屏蔽门承压规律，因此可进行相应吸风风速的科学预测。进一步结合屏蔽门开度面积和车站行车密度，以及车站出入口至站台的风量平衡原理，分析可得该方案从室外免费引入的每小时地铁车站新风量。
基于上海地铁工作日列车运行查得的各时段行车密度，计算得到此方案逐时引入的室外新风量计算结果见表2。
表2此方案逐时室外新风量增加的预测计算结果
Figure BDA0002390628500000052
表3此方案总体增加室外新风量预测计算结果
最大值 最小值 平均值
屏蔽门开启新增新风量(m<sup>3</sup>/h) 62424 5600 39260
占既有设计新风量值的百分比 173％ 16％ 109％
进一步评估此方案新风量引入的总体情况见表3。从基于对两个车站的现场实测工况，在列车离站阶段只需延迟关闭车站左右两端屏蔽门1分钟，即可增加新风量平均39260m3/h，占标准站最大设计新风量的109％。

Claims (8)

1.一种过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法，其特征在于：在过渡季节，对于屏蔽门系统的地铁车站，在列车启动至出站过程中延迟关闭车站站台左右两端各4扇屏蔽门，且延迟关闭时间为1分钟，可增大标准车站新风量：30562m3/h～62413m3/h，占标准车站设计新风量的1.05～1.7倍。
2.根据权利要求1所述的过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法，其特征在于：所述车站站台左右两端各4扇屏蔽门只在列车启动离站阶段延迟关闭1分钟。
3.根据权利要求1所述的过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法，其特征在于：在列车出站过程负压控制车站延迟关闭若干屏蔽门1分钟，可诱导室外新风依次从出入口进入站厅和站台。
4.根据权利要求3所述的过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法，其特征在于：对于延迟关闭的屏蔽门数量和时间可根据车站体积和乘客规模进行调整。
5.根据权利要求1-4任一所述的过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法，其特征在于：所述过渡季节的认定需要结合当地具体气象条件，且室外空气质量好的情况下，引入至车站站厅和站台的室外空气不会引起乘客和工作人员的不舒适感觉，均可认定为过渡季节。
6.根据权利要求1-4任一所述的过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法，其特征在于：所述标准车站增大的新风量是采用测定列车运行过程中车站两端各4扇屏蔽门承压规律，并基于通风原理，进行相应吸风风速的计算，结合屏蔽门开度面积和车站行车密度，以及车站出入口至站台的风量平衡原理，分析可得从室外免费引入的每小时地铁车站新风量。
7.根据权利要求6所述的过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法，其特征在于：所述计算采用通风原理公式(1)：
Figure FDA0002390628490000011
其中：Pj为风管承受静压，v为风口出风或吸风风速，ρ为空气密度。
8.根据权利要求6所述的过渡季节有效增大屏蔽门系统地铁车站新风量的方法，其特征在于：所述屏蔽门承压规律采用微压差计测试，在关闭的两扇屏蔽门中间插入微压差计的一根测压管，测压管方向垂直于列车行进方向，压差计及另一根测压放置在屏蔽门站台侧，从而得到屏蔽门承受静压Pj在列车行进全过程中随时间动态变化值。
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