站台屏蔽门对地铁车站环境影响的研究

张林

摘 要：地铁在隧道中运行的过程中会产生较大的活塞风，会将大量的空气带入到地铁的车站中来，这种风主要是将后面车站的风吸引到前面的车展中来，会较严重地影响到地铁候车站的环境，此外，通过活塞风的携带作用，列车运动过程中产生大量机械热能与列车内人员呼吸以及空调排除的热量，一下带进下一个车站，直接对地铁车站站台与站厅的热环境和空调负荷产生影响，处于节能和安全问题的考虑，新建的地铁基本上采用屏蔽门，屏蔽门的设置不仅增大了安全性还有效地保护了车站内的环境。

关键词：站台屏蔽门 地铁车站 环境影响

中图分类号：U231.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（a）-0049-02

1 站台的屏蔽门系统

在以人为本的现代化社会，乘客对地铁的服务水平提出了越来越高的要求，其中安全问题和环境问题是最重要的两个问题，目前我国的设计单位正在不断地优化设计，完善了地铁的服务水平，提高了城市的交通环境，屏蔽门的出现在很大程度上优化了安全系数和环境状况。站台屏蔽门是一种典型的机电一体化产品，屏蔽门主要由机械和电气两部分组合而成，安装与地铁边缘，将车站的站台与列车隧道区域分割开来，按照封闭门的类型可以将其划分为全封闭式和敞开式站台屏蔽门系统。

1.1 全封闭式站台屏蔽门

在全封闭式站台系统将地铁的候车站台与列出行驶的隧道完全分割开，具有较强的封闭性，其结构如图1所示。

1.2 敞开式站台屏蔽门

敞开式屏蔽门系统只隔离屏蔽门体的高度，一般按照门体的高度分为半高屏蔽门和全高屏蔽门，图2和图3分别为半高屏蔽门和全高屏蔽门。

世界上第一套地铁站台门出现在1988年的新加坡，之后美国、法国、日本等国家相继出现地铁站台门，世界上的低纬度的国家更偏好于使用地铁屏蔽门，目前我国的深圳、上海、北京、天津有效地改善了地铁候车室的环境。

（1）站台屏蔽门的设置可以避免乘客和物体落入隧道内，避免交通事故的发生，避免影响列车的正常运营。（2）减少站台与列车轨道之间产生气流交换，通过改造地下车站通风空调的制式，降低车站通风空调系统的运营能耗。（3）站台屏蔽门可以作为铁路列车和车站基础设施之间的紧急障碍栏，增加安全性。（4）减少列车运行的过程中产生的噪音和活塞风对候车站的乘客的舒适度造成影响。（5）站台屏蔽门可以保障乘客与工作人员的安全，阻挡乘客误入隧道内，拓展候车的有效空间。（6）站台屏蔽门的设置便于更好地开展乘客候车管理工作，只有当列车停靠在正确的位置是，乘客才能上下车。（7）在列车发生火灾或故障时，可以配合相关系统进行联动控制。（8）利用站台屏蔽门可以傳播一些公益广告，充分利用资源，简化了车站整体空间的布局。

2 屏蔽门对地铁内环境的影响

地铁是一种特殊的建筑物，主要原因是由于其位于地下，对于地上建筑物而言，地下建筑物的封闭性更强，由于地铁内部的空间比较大，与地上环境接触的面积不大，比较不容易受到自然环境的影响，例如：外界环境下雨、阳光辐射以及雷电等均不容易影响地铁的运行。地铁的运行时间基本上是全年运行，服务时间相对较长，为了最大程度上吸引乘客乘坐，地铁环境内部的设计十分重要，影响地铁内部环境的因素相对较多，笔者主要立足于环境风速、环境温度和空气质量3个方面的环境影响进行阐述。

2.1 环境风速

地铁列车基本运行于地下，地铁列车断面面积大于区间隧道和隧道断面面积大于公路断面的面积，一般其程度可以大到40%～50%，地铁列车在隧道内运行会产生“活塞风”，产生的这种风量相对较大，同时这也是区间隧道内通风换气换热的主要动力。环境风速可以对人产生两种影响：第一点是影响人身体的热平衡，如天气寒冷时环境风俗会给人造成寒冷的感觉，但是如果在夏天这种风就会给人很凉快的感觉；第二点是风速如果过高就会带起周围的垃圾、尘埃，吹掉等车乘客的帽子、裙子等，使乘客感到不舒适。对于那些没有设置屏蔽门的系统，将会产生大量的空气带入地铁车站内和隧道内，对于设置了地铁屏蔽门的地铁路段就能大幅度减少“活塞风”产生的影响，很好地保障了地铁内部环境，增加了等车乘客的舒适度。

2.2 环境温度

地铁列车内的热源主要包括地铁运行时产生的热量、列车上的空调散热产生的热量、乘客呼吸等散热、设备散热以及照明和广告灯等，其中列车机器运行的主要热源。根据热传学的知识可知，地下的土地具有一定的惰性，当深度达到一定程度，如果没有其他冷源、热源的干扰，土壤的温度就会稳定在某一恒定的温度，这个温度我们称之为热壑温度，列车运行时，隧道内的空气与周边的土壤会产生热交换，如果隧道内的温度高于周边土壤的温度，隧道向土壤散发热量，相反，如果隧道的温度低于土壤的温度，那么土壤将会向隧道散热，称这种调节现象为热壑效应，这种现象具有限制温度的效应，因此，调节地铁环境的过程中发挥了重要的作用。

随着地铁内流量的不断增加，地铁内的热源随之增加，因此，需要即使调节隧道内的温度，因为随着乘客的增加，车站内的温度会逐渐升高，在恶劣的情况下将会超出顾客的舒适性要求。根据对建国门至复兴门的区间1984—1989年的隧道内温度统计发现，大概每年区间内的温度将会上升一度。为了应对这种变化，增加顾客的舒适度，北京地铁对1，2号线进行了改造，在地铁内增加空调系统。对于站台内没有设置屏蔽门的地铁系统，由于列车运动产生的活塞风将会带入大量的空气进入车站和隧道，空调负荷比装设站台屏蔽门系统的地铁系统成倍增加。

2.3 空气质量

地铁环境会受到如粉尘、颗粒物以及气体污染物等因素的影响，地铁处于地下与外界的接通面积比较小，乘坐地铁的人员又相对较多，空气的质量非常容易被破坏，而且一旦被破坏，再想治理难度非常大，以可吸入颗粒物为例，列车的运行过程中会产生大量的颗粒物，根据对北京地铁1，2号线内地铁环境的调查，每年在地铁内产生的颗粒物可达1.7 t，随着乘客的不断出入又会带进大量的颗粒物，因此，造成区间隧道内的颗粒物浓度远远超过最高允许的标准。空气质量对环境的影响非常大，但是如果设立了屏蔽门，那么这些地铁系统就大大地减少了地铁列车活塞风将空气带入到车站中来，提高了地铁候车环境的空气质量。

3 结语

文章从舒适度的角度分析了地铁站台屏蔽门的设置产生影响，尤其是在降低环境风速，降低二氧化碳浓度等方面，这些情况都会在一定程度上影响乘客乘坐地铁的舒适度。目前，越来越多的城市地铁的设计趋向于选择屏蔽门的设计，但是仍然要全面、客观地评价屏蔽门带来的利弊影响，评估该系统对地铁建设方案决策具有重要意义。

参考文献

[1] 熊艳.北京地铁内部环境状态数值模拟及分析[D].北京交通大学，2004.

[2] 那艳玲.地铁车站通风与火灾的CFD仿真模拟与实验研究[D].天津大学，2003.

[3] 土良柱.地铁侧式站台通风CFD模拟与优化[D].天津大学，2002.