地鐵站臺屏蔽門系統應用與節能的探討

肖迎俊

摘 要：文章闡述了地鐵站臺屏蔽門系統的功能與結構組成，分析了屏蔽門系統在我國不同地域城市地鐵站臺中的應用現狀，及屏蔽門系統的節能原理與節能應用誤區，并指出屏蔽門系統的推廣與發展反向。

關鍵詞：屏蔽門系統；地鐵；節能；活塞風

1 屏蔽門系統的結構組成與功能

1.1 屏蔽門系統的組成

屏蔽門系統主要由中央接口盤（PSC）、就地控制盤（PSL）、門控單元（DCU）、門體、通訊介質、通訊接口及外圍設備等組成。中央接口盤（PSC）又由主監視系統（MMS）、兩個單元控制器（PEDC）、接線端子、接口設備及控制配電回路組成。典型站配置一個中央接口盤（PSC）、兩個就地控制盤（PSL）、每扇滑動門一個門控單元（DCU）。門體包括固定門（FIX）、端門（FED）、應急門（EED）、滑動門（ASD）、司機門。

1.2 屏蔽門系統的功能

（1）地鐵車輛到站時配合列車電動塞拉門動作打開滑動門（ASD），方便乘客的上下車，乘客上下車完畢，關閉滑動門。

（2）站臺安裝屏蔽門系統，將人員在站臺側候車區域與軌道側車輛運行區域隔開，避免了站臺側人員跌落或故意進入軌道區域，造成安全隱患，而且克服了司機駕駛車進站時的心理恐慌，為地鐵車輛的無人駕駛提供有力的條件。

（3）安裝屏蔽門系統后，保證了地鐵的正常運營，不會因車站站臺的突發事故而延誤運營。

（4）隔離了車輛運行時產生的灰塵、噪音及活塞風，改善了站內乘客的候車及站務人員的工作環境。同時屏蔽門系統的滑動門（ASD）具有障礙防夾檢測功能，從而避免關門時夾傷乘客。

（5）屏蔽門系統安裝在站臺邊緣將站臺公共區與隧道軌行區完全屏蔽冷熱氣流的交換，避免車輛運行時產生活塞風造成的車站內空調制冷量的損耗，從而降低了制冷系統的運營損耗，節省了成本，同時還可以減少制冷系統設備的數量及容量，減少前期土建工程的成本，產生了良好的社會和經濟效益。

2 屏蔽門系統的應用現狀

1981年在日本地鐵Portdown線路中采用了半封閉式的安全門系統，主要用來保證在站臺上乘客的候車安全。在1988年，新加坡NEL線首次采用了屏蔽門系統（Platform Screen Door System）。除保證了乘客的安全以外，也取得了明顯的節能效果。1997年，基于安全、節能和環保的要求，我國第一個地鐵屏蔽門系統安裝在香港新機場快線，該系統與整個地鐵車站相結合，形成了美妙的裝飾效果，令人贊嘆。中國大陸第一個安裝屏蔽門系統的是廣州地鐵，安裝屏蔽門后，大大減少了車站冷空氣在隧道里散失，與未安裝屏蔽門的地鐵站臺相比較，可節約環控控制系統20%左右的電能。隨后，屏蔽門系統在北京、沈陽、重慶、哈爾濱等城市新建地鐵線路中得到推廣應用。目前，國內采用站臺屏蔽門方案的地鐵主要集中在高溫高濕的南方地區，如香港機場快線、上海地鐵九號線、廣州地鐵二號線和三號線、深圳地鐵一期工程等。但隨著國民經濟的提高和人民對舒適性要求的提高，在我國北方地區，例如天津地鐵2、3號線工程、哈爾濱地鐵1號線等項目，均在站臺公共區采用了設置站臺屏蔽門方案，北京地鐵新建線路也在考慮采用集成屏蔽門系統方案。目前，英國西屋（Westinghouse）公司、瑞士卡巴（KABA）公司、法國（Faiverley Transport S A）法維萊公司和日本那博克（NABCO）公司成為世界上最主要的4家屏蔽門生產廠家，它們提供了世界上約90%的屏蔽門系統。

3 屏蔽門系統的節能分析

3.1 屏蔽門系統節能原理

由于在地鐵站臺軌行區域與候車公共區域安裝了一道屏蔽門系統，使地鐵車輛散熱被阻攔在站臺候車公共區域，而列車得熱主要包括列車運行產熱量和列車空調冷凝器散熱量，這兩部分熱量是地鐵系統中得熱量的主要來源。這樣，安裝有屏蔽門系統的站臺通風、空調系統的制冷、通風負荷只需考慮車站內部設施設備、照明、廣告、乘客等的散熱，以及屏蔽門開啟時的對流換熱。一般來講，安裝有屏蔽門站臺的得熱量大約只占開/閉式車站得熱量的三分之一，同時由于屏蔽門的隔離作用，避免了車輛進出車站時由于活塞風造成地鐵隧道與站臺交換空氣時，站臺內冷空氣的損失，從而降低了制冷系統的運營損耗，節省了成本，同時還可以減少制冷系統設備的數量及容量，減少前期土建工程的成本，產生了良好的社會和經濟效益。這就是屏蔽門系統節能的原理。

3.2 屏蔽門系統節能應用誤區

如上分析，在地鐵車站站臺設置屏蔽門系統，將地鐵車站站臺分成候車公共區域和區間軌行區域2個部分。在夏季，屏蔽門有效地把地鐵站臺及隧道中的車輛空調的冷凝器向隧道內散發的熱量和車輛在運行及制動過程中產生的熱量擋在了候車公共區域以外，并減少車站站亭口由于車輛運行時的活塞作用吸入的大量新風造成的負荷，以及減少由于活塞風造成地鐵隧道與站臺交換空氣時，站臺內冷空氣的損失形成的負荷，有效的降低了候車公共區域的空調制冷、通風負荷，從而降低了車站環控制冷、通風運行能耗。然而，在地鐵隧道中，由于有車輛運行及制動時產生的熱量、車載空調的冷凝器散發熱量等熱源，使得地鐵隧道中的溫度逐漸增加，可能會超過GB50157-2003《地鐵設計規范》規定的“地鐵隧道夏季的最高溫度應符合下列規定：列車車廂設置空調，站臺安裝屏蔽門系統時，不得高于40℃。”的標準。因此，靠隧道內壁土壤的蓄熱來吸收熱量和車輛運行時產生活塞風的隧道通風方式已不能很好的達到排除熱量的目的，必須加設機械通風設備（TVF系統、UPE/OTE系統），將這些熱量及時帶走，以保證地鐵的正常運營。然而，有研究表明在北方地域城市地鐵中安裝屏蔽門后，冬季工況和過渡季節車站候車公共區須加設機械通風設備（TVF系統、UPE/OTE系統）來符合站臺設備設施及人員對新風和環境舒適程度的要求，我國北方地域常年持續高溫時間比南方地域短，而過渡季節和冬季持續時間較長，站臺安裝屏蔽門系統由于不能有效利用車輛運行產生的活塞風，反而需要采用機械通風的方法來滿足站臺設備設施及人員對新風和環境舒適程度的要求，與不安裝屏蔽門系統的地鐵站臺相比較，反而不節能。

4 結束語

為了在全國范圍內廣泛地推廣屏蔽門系統，應做到以下兩點：（1）對傳統屏蔽門系統進行改造和創新，研發出能夠適合北方地區的屏蔽門系統；（2）國內屏蔽門研發及生產部門應該加大科研力度，盡早實現屏蔽門國產及量產化，降低屏蔽門系統的投資成本。

參考文獻

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