试验研究地铁车运行状态新风量
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摘 要：选取了两条地铁线路的B型车作为研究对象，试验测试了运行状态下新风量和车内外压差，并分析总结了新风量和车内外压差变化规律。对比了运行状态下的新风量和静止状态时的新风量，并进行了分析总结。
关键词：地铁；运行；新风量；压差
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.089
近年来，我国轨道交通行业取得了飞速发展。相对于整个行业的飞速发展，一些基础研究则显得不足。保证足够的新风量不仅影响乘客的舒适性还关系到乘客的健康。新风量不足，车内氧气量就会不足，乘客易感到气闷、疲劳。严重不足时，还会影响人的健康。静止状态下的新风量，我国已经有了足够的研究，对于运行状态下的新风量的研究则相对较少。不论是国标还是欧标，对静止新风量有相应的要求，对于运行状态下的新风量则没有明确的要求。本文以地铁车头车（尾车）作为研究对象，研究运行状态下的新风量。
1 地铁车通风系统
地铁车空调的通风系统主要由新风、回风、送风和废排组成。车外的新鲜空气与车内的回风混合后经过蒸发器（或者加热器）通过风道送至车内，车内的空气一部分通过回风口与新风混合，另一部分则通过废排风道或者散排排至车外。示意图详见图1。
2 试验测试
本文选取某城市两辆地铁车进行测试，为方便区分，被试车分别命名为01和02。01号车和02号车在不同的地铁线路运行。两条地铁线均为地下站，被试车均为B型车，选取头车作为研究对象。采用试验的方法对地铁车运行状态新风量进行研究。
01号车测试时共经过6个站点（含起始站和终点站）。02号车测试时共经过10个站点（含起始站和终点站）。01号车和02号车都是以ATO模式运行，在每一站都会停车。
具体试验方法如下：在新风口布置若干风速测点，通过连接线连接到车内，在地铁车运行时实时记录新风口的风速，与新风口通风截面积相乘即可得到新风量。新风口测点布置图详见图2。
车内的压力采用压差计进行测量，测试仪一端布置在车内，另一端通过导管连接到车外。采用的是定时长记录。
3 试验结果及结果分析
3.1 新风量与车内外静压差
01号车和02号车选自同一生产厂家，地铁车空调也选自相同的空调厂。测试时地铁车以ATO模式进行运行，按头车和尾车分别测量了正常通风模式下的运行新风量。测试结果汇总详见表1。
由表1可知，被试车运行时，头车空调新风量高于尾车空调新风量，头车车内外空气压差明显低于尾车。
图3、图4为01号车车内外空气压差及新风量变化图；图5、图6为02号车车内外空气压差及新风量变化图。
01号车测试时共经过6个站点（含起始站和终点站）。02号车测试时共经过10个站点（含起始站和终点站）。01号车和02号车都是以ATO模式运行，在每一站都会停车，不同的是01号车停车时不开关门，02号车停车后车门会打开。因而02号车每一次开关门都会出现压力为0的时刻，新风量在停车开门时也会有波动。
由图3和图5可知，被试车头车运行时，在相邻两站之间压力整体呈现出先减小后增大的趋势，空调新风量整体呈现出先增大后减小的趋势。由图4和图6可知，被试车尾车运行时，在相邻两站之间压力整体呈现出先增大后减小的趋势，而空调新风量两车变化规律并不相同。
头车运行时，被试车厢位于贯穿风的上游，受下游的扰动小，因而呈现出一定的规律性。尾车运行时，被试车厢位于贯穿风的下游，受到上游各个车厢贯穿风的叠加影响，并未呈现出明显、一致的变化规律。
车内外静压差是车内静压与车外静压的差值。在被试车运行过程中使用压差计对不同车厢间的压力差进行了测试。测试表明同一列车的不同车厢在同一时间静压是相同的，不同的是动压。即贯穿风影响的是车内动压。同时也表明运行过程中头车和尾车车内外压差不同是由车外压力不同造成的。
在被试地铁车作为头车运行时，车内外压差大时，相当于机外静压减小，不利于新风的获取。车内外压差小时，相当于增加了空调机组机外静压，更易于获取更多的新风。头车在启动加速时，车内外压差减小，新风量增大；达到一定速度后开始减速，车内外压差增大，新风量减小。在运行过程中还会有不断的加减速并受到车外气流的影响，因而车内外压差和新风量还会有一定的波动。
在被试地铁车作为尾车运行时，启动加速时，车内外压差增大，达到一定速度后开始减速，车内外压差减小，在运行过程中还会有不断的加减速并受到车外气流的影响，因而车内外压差还会有一定的波动。由于尾车空调新风量除与车内外压差有联系外还与贯穿风有很大的联系，并未呈现出统一的变化规律。
3.2 运行状态新风量与静止新风量对比
地铁车整车空调型式试验中的风量测试为静止试验，而实际运行中，影响乘客舒适度甚至健康的则是运行状态新风量。表2为被试车运行状态测得的新风量与静止时测得的新风量对比结果。
由表2可知，除02车被试车厢作为尾车ATO运行时与静止新风量接近，其余均相差较大。同一车厢分别作为头车和尾车运行时风量差距也很大，其均值与静止新风量也有一定的差距。由此可见，仅仅测知地铁车静止状态新风量无法准确得到精确的运行状态新风量。
地铁车运行状态新风量与空调性能和运行线路息息相关。为了获取准确得到地铁车运行状态新风量，需要增加地铁车运行线路风量测试。由于同一车厢不同方向运行时风量不同，因此，整列测量、综合评价，才更加合适。评价地铁车新风量是否合适，不仅静止状态新风量要满足标准要求，运行状态新风量也是需要考虑的重要因素。
4 結论及不足
地铁车运行时，不同车厢新风量是不同的，作为尾车运行时新风风量明显少于作为头车运行时新风量。
头车运行时，被试车厢位于贯穿风的上游，受下游的扰动小，因而呈现出一定的规律性。尾车运行时，被试车厢位于贯穿风的下游，受到上游各个车厢贯穿风的叠加影响，并未呈现出明显、一致的变化规律。
地铁车运行状态新风量不仅影响乘客的舒适性还关系到乘客的健康，在静止状态新风量要满足标准要求的同时，运行状态新风量也应掌握。
本次试验只对头车（尾车）新风量进行了测试，并未能对所有的车厢进行测试，因而整车的新风变化规律未能进行系统研究。
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