站台屏蔽门对地铁车站环境影响的研究

金祺涯

杭州西子轨道交通设备有限公司 浙江省杭州市 311300

摘要：地铁系统主要建在地下，是一种大运量的城市轨道交通系统。近年来，随着国内城市人口和经济的快速发展，客流扩张和土地紧张问题日益突出，北京、上海、香港、深圳、广州、天津等大都市的地铁发展迅速。基于此，本文详细论述了站台屏蔽门对地铁车站环境的影响。

关键词：站台屏蔽门；地铁车站；环境影响

地铁在隧道内运行时会产生较大活塞风，将大量空气带入地铁车站，这种风主要是为了将后面车站的风吸引到前面车站中来，这将严重影响地铁候车站的环境，此外，通过活塞风的携带作用，在列车运行中会产生大量的机械热能和列车内人员呼吸及空调排除的热量，将被带入下一个车站，并直接影响地铁车站站台和站厅的热环境及空调负荷，考虑到节能与安全问题，新建地铁将基本使用屏蔽门，屏蔽门的设置增加了安全性，而且有效地保护了车站内的环境。

一、地铁简介

地铁是在城市中修建的快速、大运量、用电力牵引的轨道交通，其涵盖了城市地区各种地下与地上的路权专有、高密度、高运量的城市轨道交通系统。

1、优点。①客运量大。作为一种大容量交通工具，地铁每小时单向高峰客流量可达4万～8万人次。②快速安全。地铁运行系统相对独立，运行安全，无传统交通工具的堵塞现象。③低能耗、低污染。地下轨道交通系统几乎不占用地面上的有效使用空间，单位载客量能耗低，环境污染低。④推动经济增长。城市轨道交通系统的建设发展扩大了城市范围，提高了土地利用价值，吸引了大量客流，并促进了零售商业的发展。因此，地下轨道交通系统在实现城市可持续发展方面发挥着重要作用。

2、组成构件

①隧道：很多地下铁路行走的隧道，都比在主要干线上的小；所以一般地下铁路的列车体积较小。有时隧道甚至能影响列车形状设计。

②动力：大部分城市轨道系统使用动力分布式，而不使用动力集中式。若使用动力集中式，常会用推拉运作。

③系统：部分较先进的系统已开始引入列车自动操作系统。更先进的轨道交通系统能做到无人操控，例如世界上最长的自动化LRT系统-温哥华Skytrain，整个LRT所有的车站及列车均为“无人管理”。

④车辆：最初的城市轨道系统车辆是木制的，后来改为钢制以减少一旦发生火灾造成的危险。自1953年开通的多伦多地下铁路，车辆开始再改良为铝制，有效减少维修成本及重量。

二、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、环境问题是最重要的两个问题。当前，我国的设计单位正在不断优化设计，完善了地铁的服务水平，提高了城市交通环境，屏蔽门的出现极大地优化了安全系数及环境状况。站台屏蔽门是典型的机电一体化产品，主要由机械、电气两部分组成，安装在地铁的边缘，将车站的站台与列车隧道区域分割开来，根据封闭门类型，可分为全封闭式、敞开式站台屏蔽门系统。

1、全封闭式站台屏蔽门。全封闭式站台系统将地铁的候车站台与列出行驶隧道完全分割开，具有很强的封闭性。

2、敞开式站台屏蔽门。敞开式屏蔽门系统仅隔离屏蔽门体的高度，一般根据门体高度分为半高、全高屏蔽门。

世界上第一套地铁站台门于1988年出现在新加坡，随后出现在美国、法国、日本等国家。世界上的低纬度国家更偏好于使用地铁屏蔽门，目前，我国的深圳、上海、北京和天津已有效改善了地铁候车室的环境。

①站台屏蔽门的设置能防止乘客及物体落入隧道，避免交通事故影响列车的正常运营。②通过改造地下车站的通风空调制式，减少站台与列车轨道之间的气流交换，降低车站通风空调系统的运营能耗。③站台屏蔽门可用作铁路列车及车站基础设施间的紧急障碍栏，以提高安全性。④减少列车运行期间产生的噪音及活塞风对候车站乘客舒适度的影响。⑤站台屏蔽门能确保乘客和工作人员的安全，阻挡乘客误入隧道阻挡，拓展候车的有效空间。⑥站台屏蔽门的设置便于更好的开展乘客候车管理，只有当列车停在正确的位置时，乘客才能上下车。⑦当列车发生火灾或故障时，可与相关系统进行联动控制。⑧站台屏蔽门可用来传播一些公益广告，充分利用资源，简化车站整体空间的布局。

三、屏蔽门对地铁内环境的影响

地铁是一种特殊的建筑物，主要是因其位于地下，对于地上建筑物，地下建筑物封闭性更强，由于地铁内部空间较大，与地上环境接触面积较小，不易受到自然环境的影响。例如，外界环境下雨、太阳辐射和雷电等均不易影响地铁的运行。地铁的运行时间基本上是全年运行，服务时间较长。为最大限度地吸引乘客，地铁环境内部的设计较重要。影响地铁内部环境的因素相对较多，主要基于环境风速、环境温度、空气质量三方面环境影响进行阐述。

1、环境风速。地铁列车基本上在地下运行，地铁列车断面面积大于区间隧及隧道断面面积，大于公路断面面积，通常，其程度可大到40～50%。地铁列车在隧道内运行时会产生“活塞风”，其风量相对较大，而且也是区间隧道内通风换气换热的主要动力。环境风速对人有两种影响：①影响人体的热平衡，例如，当天气寒冷时，环境风俗会给人一种寒冷的感觉，但在夏天，这种风会给人一种凉爽的感觉；②若风速过高，会带起周围的垃圾和尘埃，并吹掉候车乘客的帽子和裙子等，让乘客感到不舒适。对于那些未设置屏蔽门的系统，大量空气将被带入地铁站及隧道内，对于带有屏蔽门的地铁路段，能大幅减少“活塞风”的影响，这很好地保护了地铁的内部环境，并增加了候车乘客的舒适度。

2、环境温度。地铁列车内的热源包括地铁运行中产生的热量、列车上空调散热产生的热量，乘客呼吸等散热及设备散热、照明和广告灯等，其中列车机器运行是主要热源。根据热传学知识，地下土地具有一定的惰性，当深度达到一定程度时，若无其他冷热源的干扰，土壤温度将稳定在一个恒定的温度，称之为热壑温度。当列车运行时，隧道内的空气和周围的土壤会产生热交换，若隧道内温度高于周围土壤温度，隧道会向土壤散热，相反，若隧道的温度低于土壤温度，土壤会向隧道散热，这被称为热壑效应，这种现象具有限制温度的作用，所以其在调节地铁环境方面发挥着重要作用。

随着地铁内流量的不断增加，地铁内的热源也会增加，因而要及时调节隧道内温度，因随着乘客的增加，车站内的温度会逐渐升高，在恶劣条件下会超出顾客舒适度要求。为了应对这一变化并提高乘客的舒适度，可在地铁中增加空调系统。对于站台内未设置屏蔽门的地铁系统，列车运动产生的活塞风会将大量空气带入车站及隧道，空调负荷比装设站台屏蔽门系统的地铁系统成倍增加。

3、空气质量。地铁环境将受到如粉尘、颗粒物和气体污染物等因素的影响，地下处于地下与外界的接通面积较小，乘坐地铁的人数相对较多，空气质量极易受到损害，一旦受损，很难治理。以可吸入颗粒物为例，列车运行中会产生大量颗粒物，随着乘客的不断出入，会带进大量的颗粒物，所以区间隧道内的颗粒物浓度远超过最高允许标准。空气质量对环境有很大影响，但若设立了屏蔽门，这些地铁系统将大幅减少地铁列车活塞风将空气带入车站中来，提高了地铁候车环境的空气质量。

总之，地铁列车在区间隧道内运行时产生的活塞风，会将区间隧道内的大量空气带入前方地铁车站，还会将后方地铁车站的大量空气吸入区间隧道，影响地铁车站站台及站厅的风环境；另外，在地铁列车活塞风携带作用下，地铁列车运行中产生的大量机械热量和车厢内人员空调排热量从区间隧道传递到前方地铁车站，直接影响地铁车站站台和站厅的热环境与空调负荷，所以在地铁系统中设置站台屏蔽门系统较重要。

参考文献：

[1]张燕丽.屏蔽门控制系统的设计与功能介绍[J].产品与应用，2016(11):54-56.

[2]吴喜平.地铁活塞风对车站环控速度场的影响[J].地下空间与工程学报,2016,3(01):161-166.