试论屏蔽门对轨道交通空调系统节能的影响

摘要：随着节能、环保发展理念的提出与推广，轨道交通空调系统节能设计与屏蔽门之间关系的研究成为人们关注的重点。本文采用对比分析法，在结合实践案例的基础上，分析了屏蔽门对轨道交通空调系统节能的影响。研究发现，从整体角度而言，屏蔽门对轨道交通空调系统具有一定的节能作用。

关键词：轨道交通；空调系统；屏蔽门

城市化进程的不断推进，促进了城市轨道交通建设的高速发展，轨道交通已成为城市基础设施建设中的重要组成部分，并在城市交通领域中发挥着重要作用。随着能源节约、可持续发展理念的提出，轨道交通屏蔽门系统（Platform Screen Doors，简称“PSD”系统）在我国城市轨道交通设计中得以有效应用。在此背景下，屏蔽门是否对轨道交通通风空调系统节能存在影响性，成为人们争议的热点，也是本文研究的重点。

1 屏蔽门及轨道空调系统相关概述

轨道交通站台屏蔽门系统又被成为“站台门”，最早出现出20世纪80年代，设立于城市地铁站台邊缘，将地铁站台候车区域与列车相分离，形成安全、稳定、舒适候车环境的城市轨道交通安全节能装置[1]。通常情况下，屏蔽门系统主要由四部分組成，即屏蔽门门体（包括滑动门、应急门、连接装置等）、电源（动力能源系统）、控制系统（包括紧急控制装置、中央控制装置以及智能监控装置等）以及屏蔽门门机。

城市轨道交通空调系统是轨道交通建设的重要组成部分，通常由区间隧道通风系统与车站通风系统两部分共同组成。其中车站通风空调系统又可细分为公共区通风空调系统以及设备管理用房通风空调系统。据有关数据统计，随着城市轨道交通系统的高速发展，轨道交通用电量在城市用电中所占比重得到提升，约为城市用电的3.4%以上。其中通风空调系统占车站比重的百分五十以上。基于此，城市轨道交通通风空调系统节能设计得到人们越来越多的关注。

目前，较为常见的轨道交通通风空调系统设计大致分为开式通风空调系统、闭式通风空调系统、基于屏蔽门条件下的通风空调系统三种类型[2]。其中，开式通风空调系统主要是通过利用活塞风井、车站两端洞口与出入口形成轨道交通内部与外部相连接的形式，进行通风换气的系统。北京地铁1号线的通风空调设计，则是应用该系统得以实现的；闭式通风空调系统则是通过利用风阀实现轨道交通地下与外界大气相连接，进行通风换气，而区间隧道借助活塞效应实现通风的系统，如、南京地铁1号线、上海地铁2号线的轨道交通通风空调系统的设计；屏蔽门下的通风空调系统，则是基于全封闭屏蔽门下，车站通过利用空调或通风维持风量，而区间隧道借助活塞以相关机械设备实现通风的系统，如杭州地铁1号线、成都地铁1号线、上海地铁1号线等。

2 屏蔽门对轨道交通通风空调系统节能的影响

本文以上海、武汉等城市轨道交通的通风空调系统为研究对象，在上述分析的基础上，对区间隧道通风系统与车站通风系统的能耗进行了如下分析，由于车站设备管理用房通风空调系统的冷负荷相对稳定，受屏蔽门的影响性较小，故在分析过程中主要侧重于车站公共区通风空调系统节能的分析。

2.1 设计参数分析

依据有关设计标准，轨道交通工程中通风空调系统主要设计参数如下。

其一，隧道通风空调系统：当区间隧道的站台层布设屏蔽门时，列车运行过程中隧道内的温度最高可达到四十摄氏度左右，在阻塞条件下，列车内部的空调冷凝器散发的稳定需保持在四十五摄氏度左右；当区间隧道的站台层不设屏蔽门时，列车运行过程中隧道内的温度最高可达到三十摄氏度左右，在阻塞条件下，列车内部的空调冷凝器散发的稳定需保持在四十摄氏度左右。

其二，城市轨道交通工程的地下车站：当车站站台层布设屏蔽门时，各项参数设计如下，即站厅温度为29℃，湿度为39%～64%之间；站台的温度为28℃，湿度保持在39%～64%之间。当车站站台层不设屏蔽门时，站厅温度为30℃，湿度为39%～64%之间；站台的温度为28℃，湿度保持在39%～64%之间。

2.2 车站公共区空调负荷与装机容量分析

受屏蔽门系统影响，轨道交通工程的车站与区间隧道形成相对独立的空间，对此，车站公共区通风空调系统无需承担来区间对列车的热负荷。但是，对于闭式通风空调系而言，需同时承担两部分的热负荷。例如，在站台120米，每小时运营30对列车（每六辆为一组）的地下车站而言，应用屏蔽门系统时，10米标准的车站公共区域送风量需维持在9×104m3/h左右，其空调负载在919kW左右，而14米的标准站台公共区域送风量需维持在14×104m3/h，空调负载在1349kW左右。相对的没有设置屏蔽门系统，其10米标准的车站公共区域送风量为26×104 m3/h，空调负载在1571kW左右，而14米标准车站的公共区域送风量为36×104m3/h，空调负载在2251kW左右。

有上述分析可知，对于区间隧道而言，屏蔽门系统下的平均温度在一定程度上高于闭式系统，因此屏蔽门的应用将在一定程度上增加列车空调机的整体能耗，与温度差为5℃，线长为20km，站间距为1m进行计算，屏蔽门所增加的耗电量大约在45kWh左右。加之屏蔽门应用过程中，自身耗能的分析，可知标准情况下屏蔽门用电量每站每小时约为4.46kWh。与此同时，不同时期、不同环境下轨道交通工程的通风空调系统用电情况是不同的。但综合分析来看，应用屏蔽门系统，对轨道交通通风空调系统具有节能作用，存在明显的经济效益。

3 结论

总而言之，从上述分析来看，屏蔽门对轨道交通通风空调系统节能具有一定的作用。因此，在应用屏蔽门时，需根据工程实际情况进行具体问题具体分析，并采取有针对性的措施进行优化，促进轨道交通空调系统经济效益与社会效益的统一发展。与此同时，由于本文的研究存在理论推理性，关于实践测评与分析有待进一步的深入研究。

参考文献：

[1]王斌，李小坤.无锡地铁通风空调系统节能优化的探索[J].都市快轨交通，2016，02：104108.

[2]戴华明，李照星，宋杰.北京市城市轨道交通能耗现状及节能措施建议[J].铁路技术创新，2016，04：7780.

作者简介：朱博（1988），男，湖北武汉人，本科，助理工程师，研究方向：暖通方向。