摘要：随着我国轨道交通领域的快速发展和技术的不断进步，司机和乘客对列车乘坐舒适性要求也不断提高。其中，噪声、新风量以及对风道的清洁是舒适度体验中非常重要考虑的几个方面。通过对比测试，探究了轨道列车空调以上几个问题的抑制方法，对列车空调的设计与选用提供了参考与依据。
关键词：轨道交通；车辆空调
引言
随着城市的发展和人们生活节奏的加快，地铁日趋成为人们出行不可或缺的交通工具。地铁因其具有运量大、速度快、污染少、安全舒适、与城市道路无平面交叉等优势，可以有效地降低地面噪声，减少城市污染，改善地面交通状况，带来显著的社会和经济效益。由此，地铁正逐渐成为现代化大城市的主要交通工具。但是，地铁同时具有封闭性强、起停频繁、客流量大等固有特点，无疑对地铁运行的舒适性提出了非常高的要求。
1城市轨道交通车辆空调问题研究
1.1轨道列车空调噪声分析
1.1.1空调机组噪声
螺杆式空调机组工作时，内部蒸发器、冷凝器、压缩机在进行能量、压力转换时产生巨大噪声，主要为气体膨胀噪声、压缩机高速运转产生压缩噪声、气体在内部与罐壁摩擦噪声、排风扇处气流涡流噪声等，频谱特性以中低频为主，随距离衰减小，穿透性强、传播距离远。
1.1.2冷却塔噪声
冷却塔的噪声源较为复杂，由多个因素所组成，包括冷却塔动力系统的运转噪声（风机叶片振动声和风机气流声）、水处理系统的滴水声、电磁噪声以及人为噪声等，以风机噪声和淋水噪声为主。
1.2轨道客车空调新风量问题
轨道客车一般根据运输距离分为长途客车和短途客车，长途客车的旅客乘坐时间超过1h，两站之间的列车运行时间超过10min；而短途客车的旅客乘坐时间一般不超过1h，两站之间的列车运行时间一般不超过10min。因为长途客车的车门关闭时间长，车内换气只依靠空调系统的新风和废排系统，通过开关车门的换气效果有限，因此相关标准对新风量的要求较高；而短途客车的车门关闭时间短，中途到站开关车门次数多，开关车门也能起到一定的换气作用，对新风量的要求较低。
但是，有人提出为了旅客的舒适度，短途客车的新风量应与长途客车一样，这就给标准制定、客车设计和制造提出了新的问题。因为短途客车（地铁客车）的载客量大，一般情况下是长途客车的1.5倍以上，如果考虑上下班高峰期乘客超载严重，其乘客量相当于长途客车的2倍以上。如果按照满定员情况下短途客车人均新风量与长途客车的一样，除了空调系统的新风量将大幅度增加以外，空调机组的制冷（热）量都要相应增加，同时地铁线路的供电量也要增加，将会给电力配置带来新的问题。因此，研究分析轨道客车空调新风量指标，具有现实意义。
1.3地铁空调系统风道清洁现状及存在的问题
地铁车辆高度受地下洞体高度限制，车辆设计时既要满足车辆限界的要求，又要最大限度地保证车辆内的乘坐空间。这导致地铁车厢上部留给空调系统的安装空间较为有限，如标准B型车空调风道的高度一般不大于300mm，更有一些非标B型车的空调风道高度不足200mm（天津地铁1号线风道最大高度仅有165mm，最小高度仅为110mm）。同时为保证车厢整体内装效果的美观，客室风道通常被封闭于内装顶板上方。
如果需要对客室风道进行清洁，需要拆卸客室扶手、空调出风格栅、内装顶板等多处互为搭接的部件，如图1所示，需投入大量的人力，且内装部件频繁拆装易导致连接件的松动、螺纹异扣等部件损耗问题，更为重要的是完成以上的工序需要耗费大量时间，致使列车长时间停扣无法投入运营，增加车辆运用压力。并且，这样的工序也无法与车辆现有定修规程进行匹配，若在更高级别的修程中开展此项工作，则检修周期过长，无法达到保持风道洁净的目的。
另外，既有的风道均为整体式设计，风道仅在出风口位置和空调机组位置设有开口，如图2所示。受限于风道的尺寸和可操作空间，使用人力仅能对开口附近的区域进行清洁。若采用小型清洗机器人可以实现对风道内部分区域的清洗，但清洗范围仍不彻底且清洁效果不如人工清洁理想，运营成本也会对应增加。
2上述问题解决策略
2.1噪声问题解决
通过研究可知，在轨道交通列车空调噪声的控制中，针对噪声的传播途径进行噪声的控制与抑制时，可采取以下几个方面。（1）在车顶及空调底部采用新型吸声或隔声材料；（2）门窗、车体及空调安装孔等做特别密封处理，防止缝隙等产生漏音；（3）合理设计风道与出风口、回风口等，尽量减少气流产生湍流导致气动噪声；（4）在噪声明显的位置使用消声器等装置。
2.2轨道客车空调系统设计新风量的建议
对于长途客车和地铁客车，都有一个最小新风量的要求，从旅客舒适度方面考虑，新风量越大，车内换气越多，车内二氧化碳（ＣＯ２）浓度越低，旅客就越舒适。但是，增大新风量会使车内热负荷增加，导致空调机组的制冷量、耗电量增加，供电电网的负荷增加，以及能源消耗增加等一系列问题。建议在对轨道客车空调系统设计时，按照轨道客车空调最大新风量要求设计，在实际运用时，应按照车外温度和实际乘车人数的变化对新风量进行调节，做到既满足旅客舒适度的要求，又满足供电电网对轨道客车空调系统用电负荷的要求。
2.3地铁空调系统风道清洁设计优化方案
介于目前地铁车辆空调风道维保现状，本文从设计的角度去解决后期运营中的风道清洁问题，优化方案主要依靠风道和内装两大部件的重新设计来实现
2.3.1设计方案一
以某城市地铁1号线风道结构为例，风道采用了不同断面的小风道和大风道，将两种分道从整体式设计优化为带检修门的形式。如图3所示，蓝色区域为大、小风道所设检修门，同时针对内装部分，将小风道处的内装边顶板和大风道的下面的内装顶板设计成可以打开的形式。小风道方案：根据小风道的断面特点，左侧面设计成可以打开的形式，但受门机构和安装吊的影响，这个侧面不能做成通长形式，为实现风道全面清洗，在这个侧面上开设尽可能多的检查门。检查门的尺寸需考虑操作空间的需要。大风道方案：大风道分为动压腔和静压腔，动压腔下表面设置检查门，为了方便清洗静压腔，动压腔与静压腔之间的隔板设计成可拆卸的形式。保证人工清洗的可操作性。
中顶板开启方案：将传统方案中的内装中顶板沿纵向断开，分为3条顶板，两边的中顶板与灯具的安装梁插接，中间的中顶板固定在内装二次骨架上。在风道清扫时，可先拆下小中顶板，然后拆下两侧的中顶板册，露出风道下面的检查门。打开检查门进行清扫作业，如图1所示。
图1内装板安装示意
2.3.2设计方案二
方案二的整体设计思路与方案一相同，通过内装和风道设计的优化，增加风道清洁的检查门，并保证在较为简便的条件下，人工清洁在空间和工艺上的可操作性。与方案一的区别在于将主风道的底板完全由客室中顶板替代，相当于将内装版和风道下表面的功能合二为一。清洁风道时，直接将对应内装板拆卸，直接可清洁主风道，静压风道与主风道间留有检修空间，可同时清洁内压风道，如图2所示。
图2方案二示意图
结束语
地铁空调系统为乘客出行提供舒适的候车环境，更为地铁设备平稳运行提供环境保障，但室外设备的噪声等问题直接影响附近居民的日常生活，随着地铁空调设备使用年限的增加。本文分析了地铁空调设备噪声问题、新风量级风道清洁一些主要问题进行了阐述，希望通过本文研究能为我国的地铁事业做出一份自己的贡献
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论文作者:梁桂亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/11
标签：风道论文; 噪声论文; 顶板论文; 空调论文; 地铁论文; 客车论文; 车辆论文; 《基层建设》2018年第23期论文;