1、国内地铁屏蔽门系统应用的探讨摘要：随着我国国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，目前我国地铁工程项目建设也处在快速发展和不断完善的过程之中。改善地铁系统工程及其配套设施，优化乘客候车环境，提高城市轨道交通的服务水平，建设以人为本，节能环保的人居环境是地铁工程项目建设的重要目标。本文在叙述 3 种类型的地铁环控系统和屏蔽门系统在国内外应用现状的基础上，分析了屏蔽门系统的节能原理，并针对国内屏蔽门系统应用存在的误区，提出在一些地区对传统对屏蔽门系统进行节能改造和创新。 关键词：地铁；屏蔽门；节能；误区；多功能；带风口 中图分类号：TU228 文献标识码： A 文章编号： 引言 我国的地铁建设正处
2、于高速发展的时期。地铁中的环控系统是耗资巨大的环节，如何在保证地铁舒适度要求的前提下，尽可能节约能耗，降低运行费用，是地铁环控系统必须考虑的问题。屏蔽门系统由于能够把地铁系统的第 1 热源(列车运行产生的热量)和第 2 热源(列车空调冷凝器散热量)挡在门外，减少了空调设备的容量，降低了初投资，同时夏季空调的运行成本也大大降低。正因为屏蔽门有这么大的“节能效果” ，所以国内新建的地铁线路大多装有屏蔽门系统。 1、地铁环控系统 地铁环控系统分为开式系统、闭式系统和屏蔽门系统。地铁通风空调系统一般分为开式系统、闭式系统和屏蔽门式系统。根据使用场所不同、标准不同又分为车站通风空调系统、区间隧道通风系统
3、和车站设备管理用房通风空调系统。 11 开式系统 开式系统车站内不设置空调系统， 是通过应用机械或“活塞效应”的方法使地铁内部与外界交换空气，利用外界空气冷却车站和隧道。该系统主要应用于当地最热月平均温度低于 25，且运量较小的地铁系统。 12闭式系统 闭式系统车站内一般采用空调系统，且仅供给满足乘客所需的新鲜空气，而区间隧道的冷却是借助于列车运行的“活塞效应”携带一部分车站空调冷风来实现。该系统主要用于当地最热月平均温度高于 25、运量较大、高峰时间每小时的列车运行对数和每列车车辆数的乘积大于 180 的地铁系统，大部分新建地铁都采用这种系统。13屏蔽门系统 在车站的站台与行车隧道间安装屏蔽
4、门，将其分隔开，车站安装空调系统，隧道用通风系统(机械通风或活塞通风，或两者兼用)。安装屏蔽门后，车站不受区间隧道行车时活塞风的影响，车站的空调冷负荷只需计算车站本身设备、乘客、广告、照明等发热体的散热。此时屏蔽门系统的车站空调冷负荷仅为闭式系统的 22 28，且由于车站与行车隧道隔开，减少了运行噪声对车站的干扰，不仅使车站环境较安静、舒适，也使旅客更为安全。 2、屏蔽门接口设计 城市轨道交通站台屏蔽门是安装于地铁、轻轨等交通车站站台边缘，将轨道与站台候车区隔离，设有与列车门相对应，可多级控制开启与关闭滑动门并且是全封闭，具有密封性能的连续屏障。屏蔽门应设置在车站站台边的有效站台长度范围内，以
5、有效站台中心线为基准向两端对称布置。地铁牵引配电系统直流供电，并把钢轨作为汇流通道，钢轨与大地间存在的电位差(按供电系统相关资料，最高为 90V)会对乘客人身安全造成影响。因此，在站台板上预留的屏蔽门安装预留孔往站台候车站的方向上必须有块宽大于 900mm 的站台绝缘区域，以此来确保乘客及施工人员的安全。屏蔽门是预先在生产厂安装调试完毕再送车站进行后期的固定安装。在站台上的安装工人把已安装调试好的屏蔽门挂在站台顶粱的预埋件上，再用膨胀螺栓固定。而站台顶粱的预埋件在天花板上，因此必须待屏蔽门安装完毕后再由建筑装修工人配合完成与屏蔽门盖板的收口工作。在安装屏蔽门之前，必须先做好预留孔的定位。一般屏
6、蔽门都有固定的预留孔、预埋件的机电设施施工误差与土建施工误差。因此，在屏敲门调试完毕后，出厂规格也有严格的控制，一般要求土建施工误差在40mm 以内。虽然屏蔽门设备设有应对土建物理变形的装置，但如果误差太大，是难以作出偏移的。 3、屏蔽门系统应用的现状及误区 3.1 国内外应用现状 世界地铁第 1 套屏蔽门系统于 1988 年安装在新加坡地铁 NEL 线，使用距今已有 20 多年历史。从其使用情况看是成功的，既保证了较高的可靠性，又满足了地铁的运营需要，同时空调节能率达到 50左右 。1991 年，在保证乘客安全的前提下，为了降低地铁的运营管理成本，日本在东京地铁南北线上安装了屏蔽门。设置了屏
7、蔽门之后，一般情况下只需司机 1 人操作就可保证安全，站台上无需站务人员接发列车进行监视，从而减少了站台上的工作人员，大大地降低了地铁的管理成本 。香港地铁于 1997 年率先在机场铁路(机场快线及东涌线)安装站台屏蔽门(机场 3 号站台、新澳站及博览馆站除外)，成为香港地铁新铁路地下车站必要设备，将军澳线路的新车站及北角站的 2 个新站台也于兴建时安装站台幕门。目前除部分地面或高架车站由于没有安装空调系统而没有加装站台幕门，香港地铁站台均装有站台幕门，九广东铁的尖东站站台门是世界上最长的站台门。受香港地铁的影响，中国大陆新建的地铁路线大多装有屏蔽门。2003 年 6 月 28 日投入运营的广
8、州地铁 2 号线，是首次在中国大陆地铁中使用站台屏蔽门的铁路系统，创下全国第一。2 号线安装屏蔽门后，大大减少了车站冷气在隧道里散失，与未安装屏蔽门的 1 号线相比，可节约空调通风系统 20的电能 。目前，英国西屋(Westinghouse)公司、瑞士 KABA、法国 Faiverley Transport S A 和日本 NABCO 成为世界上最主要的四家屏蔽门生产厂家，它们提供了世界上约 90 的屏蔽门系统。而国内企业是近两年才进入该行业，自主制造能力相比国外还比较差，到目前为止，还没有一个项目完全采用国内产品。这种现象无疑增加了屏蔽门系统的初投资费用，再加上屏蔽门又不是轨道交通所必需的设
9、备，所以其应用受到了很大的限制。 32应用误区 在地铁站台层设置屏蔽门系统，能够将站台分成候车区域和区间隧道 2 个部分。候车区域由于有效地把地铁系统的第1 和第 2 热源挡在屏蔽门之外，并减少站台出入口由于列车活塞作用吸入的大量新风从而产生负荷。车站的空调冷负荷只需计算车站本身设备、乘客、广告、照明等设施的散热，及区间隧道与站台间通过屏蔽门的传热和屏蔽门开启时的对流换热，从而大大降低了车站空调冷负荷，减少了车站空调运行能耗。然而，在区间隧道，由于有列车运行产生的热量、列车空调冷凝器散热量等热源，使得该区域的温度逐年增加。单纯依靠地铁活塞风的自然通风和隧道土壤的蓄热来吸收热量已不能有效地达到排
10、热目的，必须采用合适的机械通风设备，将这些热量及时带走，以保证地铁的正常运营。增加机械通风设备势必会增加地铁系统的初投资和运行费用，所以，地铁安装屏蔽门后是否节能及节能多少，需要综合考虑，而不能简单地认为只要安装屏蔽门系统就节能。特别是对于北方城市夏季持续高温时间比南方城市短，在较长的过渡季节和冬季期间屏蔽门系统起不到很好的节能效果。过渡季节和冬季活塞风温度不高，引入站台可补充新风量，节省机械通风耗能。在北方城市地铁中采用屏蔽门系统后，过渡季节和冬季工况站台公共区必须增加机械通风以满足站台对新风量和舒适度的要求，与常用的不采用屏蔽门的开式系统相比不节能。因此，全年的节能效果不明显。 4、屏蔽门
11、系统的改进方案 在室外气温较低、空调期较短而其他季节采用通风的地区，或者只需要通风的寒冷地区，传统的屏蔽门系统并不能达到较好的节能效果，再加上昂贵的初投资，使得屏蔽门的应用受到了限制。为了推广屏蔽门系统在上述地区的应用，对传统屏蔽门进行节能改造和创新势在必行。多功能屏蔽门和带风口屏蔽门就是在传统屏蔽门基础上改进而得到的。在北京地区使用半高安全门、传统屏蔽门和多功能屏蔽门节能效果的对比中，多功能屏蔽门系统与传统屏蔽门比，每年可节省运行能耗 30 ；与安全门相比可节能 9 。带风口屏蔽门即在屏蔽门上加装可控风口，夏季关闭隔断列车产生的热量和活塞风的影响，过渡季和冬季打开有效利用活塞风降低通风能耗
12、。带风口屏蔽门系统综合了屏蔽门系统和半高安全门系统的优势，为北方城市地铁提供更安全、舒适、节能的屏蔽门系统。 5、屏蔽门系统的主要功能 5.1. 提高了地铁运营的安全性。站台设有屏蔽门可防止乘客意外掉下轨道，防止乘客因物品掉下轨道而欲跳下轨道拾物产生的危险，同时也防止乘客蓄意跳进轨道自杀，保证了乘客候车安全。 5.2 .节能屏蔽门系统设置将站台公共区与列车行驶隧道隔离开，避免了列车运行活塞风进入站台，减少了站台区域气流热交换，使车站空调负荷大幅下降。 5.3. 提高了车站环境的舒适度。屏蔽门系统将站台公共区与行车隧道隔开，车站需空调的范围与开/闭式系统比较要小得多，且气流相对稳定。空调负荷大大
13、降低的同时，车站空调设计标准可比开/闭式空调系统提高；屏蔽门系统的设置减少了列车行驶噪声和活塞风对站台候车乘客的影响，站台候车环境得到大幅的改善，使乘客感觉更舒适，提升地铁服务水平。 5.4. 提高运营的可靠性。站台设置了屏蔽门系统，有效地避免了一些安全事故的发生，从而保证列车不会因人为因素而延误，提高了列车的进站速度，为确保列车班次的准确性提供了有利条件，从而大大提高了整个地铁运营系统的可靠性，为将来地铁实现无人驾驶创造了条件。 因此，针对屏蔽门系统设置的特殊性，屏蔽门系统应用必须充分考虑系统的安全性和可靠性； 广州地铁二号线在国内首次采用了屏蔽门系统获得了成功，带动了地铁屏蔽门系统在国内的
14、长足发展，有着广阔的市场前景和发展空间。 6、结束语 屏蔽门系统具有节能、环保、提高城市形象等优点，因此深受业主的青睐。在我国南方地区，由于夏季持续时间长，过渡季节和冬季持续时间比较短，安装屏蔽门后节能等效果非常明显，这也得到了较多的例证。而北方城市，由于过渡季节和冬季持续时间比较长，夏季持续时间比较短，因此在该地区是否安装屏蔽门，安装什么型式的屏蔽门一直是个有争议的问题。为了在北方地区推广屏蔽门系统，本文提出应对传统屏蔽门系统进行改造和创新。投资成本高、技术需要靠国外引进也是制约屏蔽门系统在我国地铁系统中应用的因素。到目前为止，国内还没有一家能够独立生产屏蔽门的企业。因此，国内屏蔽门生产厂家应该加大研发力度，尽早实现屏蔽门国产化，从而降低屏蔽门系统的初投资，推进屏蔽门系统在国内广泛的应用。 参考文献： 1雷风行中国地铁建设的概况及发展思路J世界隧道1996，(1)：16 2孙增田屏蔽门系统在地铁中的应用前景J都市快轨交通2005，18(2)：47 3张庆贺等地铁与轻轨M北京：人民交通出版社，2002 4刘承东屏蔽门系统在地铁中的应用J城市轨道交通研究2000，(1)：3133 5蒋玉琨东京地铁南北线的站台屏蔽门系统J地铁与轻轨1994，(1)：2327
