北京地铁列车活塞风的实则与分析

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1、北京地铁列车活塞风的实则与分析FieldtestandanalysisofpistonactionventilationinBEijingundergroundrail　　　　提要　　为了研究列车活塞风对地铁热环境的影响，达到有效地利用和控制活塞风，改善地铁热环境状况的目的，对北京地铁列车从起动、加速、等速、减速到停止等各种运行情况进行了实则，总结出地铁隧道内列车活塞风和车站行人出入口处风速的变化规律。关键词　地铁/风速自记仪/红外时间自记仪/列车活塞风　　Abstract　　Inordertolearnthr

2、oughstudytheinfluenceofpiston-action-inducedventilationontheundergroundthermalenvironmentsoastocontrolitandimprovetheenvironmentalquality,afieldtestinBEIjingundergroundrailisconductedoveinconstantspeed,decelerateandhalt.Summarizestheregularityofvariationsofp

3、iston-action-inducedventilationinthetunnelandvariationsofvelocityinstationcorridors.Keyometer,infraredtimer,piston-action-inducedventilation1引言　　　　北京地铁客流量增加较快，列车密度也随之加大。列车活塞作用造成的活塞风对地铁热环境的影响愈来愈大。恰当地利用和控制活塞风，对维持适宜的地铁热环境有很大作用。国外在这方面的研究大多限于单行隧道内的列车活塞风状况。对双行隧道且中

4、间隔墙带有卸压孔的列车活塞风的实则研究很少。对地铁双行隧道内列车活塞内有的进行了实验研究[1]，有的进行了模型试验和模拟计算[2]。80年代清华大学空调教研室曾对北京地铁进行了多次现场实测与理论分析，取得了许多对地铁通风具有指导意义的成果。但由于在列车运行时人员不能进入隧道内，同时受到测试仪器的限制，只在区间风道与隧道连接处采用热球风速仪人工读数的方法实测了列车通过时引来的活塞风风速[3]。进入90年代，随着电子计算机技术的发展，风速仪已被动改进成自动存储记录的仪器。RHLOG智能型风速自记仪给地铁列车活塞风的

5、实测带来新的机会。1996年4月清华大学空调教研室对北京地铁列车活塞风的状况又进行了一次现场实测，测出两组结果。本文就是此次实测的一个总结。　　2测试现场概况及测试仪器的安装布置　　　　测试时间是1996年4月16日，测试地点为北京地铁前门站及车站两侧区间隧道，测点主要布置在前门至和平门站区间隧道内。隧道断面为4.1m×3.9m，隧道中间隔墙每隔50m有一个卸压孔，卸压孔断面为1.5m×2.25m。列车构造速度是80km/h，车体长19m，宽2.65m，高3.509m。通风系统风机全年一致性地采用区间进风车站排

6、风的运行方式，运行时间是每日17点至次日13点。前门站的4个行人出入口打开3个，且出入口夜间不封闭。　　测试仪器主要采用：①RHLOG智能型风速自记仪，由测头和自记盒两部分组成，由一个6V蓄电池供电，记数周期选用12s（记录结果不能反映风速的方向）。风速测头采用装有热球传感器的可伸缩测杆。每隔一定距离将测杆用铁夹子和铁丝固定在隧道侧面支撑电缆的角钢上，测杆探出600mm，电池和自记盒用袋子挂在角钢上。测量车站行人出入口风速的风速自记仪直接放在广告牌上。②RHLOG智能型红外时间自记仪，由红外发射和红外接收两部分

7、组成，两部分各由一个6V蓄电池供电。接收端和发射端分别用石膏相对固定在隧道的两侧壁面上，距离地面1.2m左右，供电电池直接放在地面上。现场测试的测点布置如1、图2所示。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1隧道中部测点布置示意图　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2前门站两侧面隧道测点布置示意图　　3实测结果及讨论　　　　3.1列车活塞及其引起的车站出入口风速的变化　　列车活塞风风速大于2m/s，因而雷诺数Re>6.4×105,空气处于湍流状态，整个空气通道断面上风速都比较均匀。因此，一个

8、测点上的风速就可作为断面的平均风速。在测量结果图中，时间坐标零值均取为当日零时，隧道内活塞风风速曲线中有可能包括列车刚好通过测点时隧道与列车之间间隙的风速；车站行人出入口的风速测试结果会受到往来旅客的影响。将图3（图中2315等为仪器编号）与图4（图中竖线表示有列车通过）对照可看出，列车经过测点时，风速达到最大值，活塞风的持续时间约为90s，近似等于列车通过前门至和平门站区间隧道的时间