重庆跨坐式单轨列车室内环境分析

尉迟志鹏

(苏州大学城市轨道交通学院，江苏苏州 215137)

0 引言

跨坐式单轨交通属于轻轨铁路的一种，列车的走行装置骑跨在单根混凝土或钢制轨道梁上，轨道梁既是轨道又是承重梁，梁顶行驶电力机车走行轮，梁侧有机车导向轮、稳定轮相夹以维持机车稳定性，车轮采用橡胶轮。跨坐式单轨交通具有噪声低、爬坡能力强、转弯半径小、快速便捷、占地少、造价低、利于环境保护等优点，是现代化城市快速轨道立体交通的一种新形式。

重庆市建设了中国第一条跨坐式单轨交通系统，轨道交通在给市民的出行带来方便的同时，车厢内空气质量的好坏也影响着人们出行的健康，良好的室内空气质量不但保证了车厢室内的卫生与舒适，还能够给乘客带来愉悦的心情，而较差的室内空气质量则会对长期搭乘轨道交通出行的旅客的身心健康造成损害。因此笔者对重庆市跨坐式单轨列车的室内环境进行了分析，并提出了改善空调列车室内空气品质的措施。

1 重庆市跨坐式单轨车辆乘客室内环境

1)重庆跨坐式单轨车辆在运行环境上与地铁车辆的差异。

a.车外温度与湿度。

重庆市跨坐式单轨车辆在运行方式上属于地面铁道车辆，仅在少数站点间是在隧道内运行，因此受外界天气条件变化影响较大。而地铁车辆主要在隧道内运行，外界天气条件变化相对来说较小。

b.车内热、湿负荷。

众所周知，重庆是著名的火炉城市和雾都，夏季高温闷热，冬季阴冷潮湿，因此相对于其他城市的地铁车辆，乘客对空调舒适性要求高一些，在乘客进入客舱的时候应能够迅速感觉到凉爽或者温暖。

2)影响车内空气品质的因素。

由于城市轨道车辆特殊的运行环境和运行模式，特别是重庆属于典型的夏热冬冷地区，车厢又属于相对密闭空间，因此车内空气中存在大量的低浓度污染物，比如乘客上下车会将灰尘及细菌等污物带入到车厢内，导致室内空气品质下降。因此，比较常见的严重影响空气品质的因素如下:

a.二氧化碳。

由于城市轻轨车厢内在短时间内会聚集大量的旅客，尤其是上下班高峰期，人们在呼出二氧化碳的同时，身体其他部分也不断排出污染物。二氧化碳发生量由人数及活动量决定，而现在大多数的空调客车都是将车厢内的空气循环再利用，进入车厢内的新风量只占很小一部分，因此会导致车厢内空气质量下降。

b.空气微生物。

车厢内的空气微生物一部分主要来源于乘客自身携带进入，另一部分由于空调机组的长时间运行，使得空调机组蒸发器周围及风道内长期处于高湿度条件也容易繁殖大量的细菌并产生异味。

c.甲醛。

甲醛是一种无色有刺激性气味的挥发性气体，车厢内各种装饰板材，如胶合板、保温材料、填充物，以及各种塑料装饰板等均是甲醛等有害气体的主要来源。

d.负氧离子。

空气中负氧离子的浓度是空气质量好坏的标志之一。负氧离子浓度越高，空气越好，负氧离子的浓度达到一定程度可起到保健、治疗疾病、抑制空气中细菌产生的功效。而空调列车内空间较小，人群密度大且空气经循环处理重新进入车厢内，使得车厢内负离子浓度迅速降低，不利于改善车厢内空气品质，旅客易产生胸闷，呼吸不畅等不良现象。

3)车厢室内环境舒适性评价方法。

a.室内空气品质评价。

室内空气品质的评价目的是为室内人员提供健康，舒适的环境，由于每个人对于室内环境的耐受程度不一样，因此对于室内空气品质的评价不能简单的定性为合格或者不合格，我们应采用一套科学的客观的评价体系，以期做出公正权威的评价结果，目前对于室内空气品质的评价方法主要分为主观评价和客观评价。

主观评价是通过对室内乘员进行询问得到的。污染物对人体的影响不仅体现在生理上，对于心理上和精神上造成影响更是无法用任何直接的方法测量，加之个体差异的存在，外界环境因素与个体间的感受存在某种不确定性，因此反映到调查报告上的结果也是多种多样的，很难得到一个反映实际情况的有价值的结果。

客观评价方法依据具体指标项将室内空气质量分为清洁、未污染、轻度污染、中度污染以及重度污染五个等级，根据测得的数值与标准指标项进行对比，以判断室内空气质量。客观评价方法具有直观性等特点，因此在评价室内空气质量领域应用较广泛。

b.车内热舒适性评价。

美国供暖制冷空调工程师学会的标准(ASHRAE Standard 55－1992)中给出了热舒适性的明确定义:热舒适是指对热环境表示满意的意识状态［1］。因此，评价车厢内热舒适性，主要是研究人体对热环境的主观反应。我们可以利用丹麦学者P.O.Fanger教授提出的热舒适性PMV－PPD体系描述和评价热环境。

4)运行中存在的问题。

a.人流量与站点的关系。

重庆市规划的城市轨道交通线共有十条，目前投入使用的只有轻轨二号线，重庆轨道交通二号线东起渝中区商业中心较场口，西至大渡口区钢铁基地新山村全长39 km，共设18座车站，由于目前只有这一条线路投入使用，其他规划线路处于在建中，因此还没有形成交通网络，所以除了早晚上下班高峰时段外，其他时间段客流量并不大。而在黄金周假期时乘坐轨道交通出行的旅客数量又会激增，据报道，2007年“五一黄金周”期间，重庆轻轨二号线客运量突破百万人次，最高日客运量接近20万人。

重庆的轻轨交通可以用“新奇”来形容，由于重庆地形的特殊，轻轨线路穿越在城市建筑之间或是依山沿江而行，乘坐重庆轻轨可以欣赏江景山色，又可以感受城市变化之快，在乘坐轻轨二号线出行的旅客当中外地游客也占了相当一部分，大部分外地游客都会把感受重庆轻轨作为游览重庆的行程之一，因此中心商业区和周边有宾馆酒店分布的站点，客流量较其他站点的客流量都有明显的增加。

b.运行环境。

跨坐式单轨车辆是在高架梁上运行的交通工具，因此还应考虑太阳辐射对车室内热舒适性的影响。

根据重庆市太阳辐射资料分析，由于受云雾影响、空气中污染物和尘埃粒子逐年增多，大大减少了太阳的直接辐射，加大了散射辐射，所以在车体材料和保温隔热材料的选择上应采用有较低传热系数的材料。鉴于重庆市跨坐式单轨列车特殊的运行路径，为提高车室内的热舒适性，在进行车体结构设计时应按动车组的车体传热系数标准进行优化设计。此外，在车窗位置应设置遮阳帘等附属设施来有效减少太阳辐射对室内温度场的影响。

c.气流组织对室内舒适性的影响。

重庆市单轨车辆每台车均配有两台顶置单元式空调机组，制冷量为19 000 kcal/h2，送风管道沿车厢内顶部两侧纵向布置，回风口位于车厢内顶部中间位置，也呈纵向布置。由于列车通风系统的送风，回风及排风作用必然会引起车内气体流动，直接影响车厢室内温度分布以及人体的热舒适性感觉。

城市轨道交通车辆作为一种公共交通工具，搭载乘客的数量具有时间及空间上的差异，因此对于列车空调通风系统来说它的工作负荷是不断变化的，虽然现代空调系统多采用变风量送风方式来调节车厢内气流流动，但是由于城市轨道交通车辆工作环境的特殊性，空调系统很难将车厢内的温度及湿度稳定在一个适当的水平范围内。

2 改善措施

1)制定公共交通车辆室内空气质量标准。

我国的室内空气质量标准多是针对住宅及办公建筑室内空气质量，而空调列车室内的空气品质与建筑室内空气品质存在较大的差异，因此应提高对城市公共交通工具，特别是带有空调通风系统且搭乘人员密度大的城轨车辆室内空气品质的认识深度，选取车厢内具有代表性的污染源作为评价标准，使得改善车厢内空气环境有据可依，并根据参考值改进客车空调通风系统，优化室内空气品质。

2)优化空调客车通风系统设计。

对通风系统进行优化设计，为保证进入室内新风量的品质，应采集高品质的新风，并对进入室内的新风进行过滤。在设计空调机组的送风系统时，新风吸入口应布置在距离排风口较远的位置，以免新鲜空气被污染。此外在新风吸入口位置还应加装防风装置，以防空气流动对新风吸入的影响。室内送风应保证有较大的紊流系数，以便增强二次混合的能力，提高通风换气的效率。

合理的布置室内出排风口的位置也是十分重要的，因为它们对于室内气流的流线，温度场分布和污染物浓度的分布都有较大的影响。合理的出排风口位置分布不但能给乘客带来舒适的温度场和速度场，还能及时的将室内低品质空气排出室外，提高室内的空气质量。

3)加强新风效应。

对空气品质要求越高也就是对新风量的需求越大，但是提高新风量不但增加了空调机组的工作负荷，而且由于空调系统结构设计上的原因，送入室内的新风质量已大大降低。所以对于新风量而言，我们更应该注意新风的质，尽量缩短新风从被吸入到在室内排出的时间，以便减少新风在输送过程中遭到的污染，从而达到改善室内空气品质的目的。

4)应用负氧离子发生器提高空气品质。

负氧离子对人体的生命活动有重要影响，负氧离子达到一定浓度后可起到杀菌作用并抑制细菌的生长。

在空调机组送风口位置应设置负氧离子发生器，利用负氧离子对灰尘、烟雾、有害气体、异味等的强烈吸附作用来净化空气。在空调机组蒸发器处等高湿环境下也应设置负氧离子发生器来抑制细菌的生长。如果条件允许，在车室内设置负氧离子发生器能够有效改善室内空气品质。

5)定期检修和维护空调系统。

空调系统的日常维护也是十分重要的，应对一些易产生污染物的部件进行定期的清污处理，控制好空调通风系统和围护结构内的湿度，减少细菌的滋生，这样才能保证进入室内的新风品质。

6)采用环保材料。

在装饰材料和附属设施的选择上应采用低挥发性的有机环保材料，从源头控制好车室内的空气品质。

3 结语

在大力发展城市轨道交通的同时，我们还应加强对人—车—环境的研究分析，并且通过制定相应的空气质量评价标准以及优化列车空调系统，来不断改善空调列车的室内空气品质，在满足乘客对乘坐舒适性及便利性要求的同时，也给市民带来安全健康的出行。

［1］ ASHRAE Standard 55－1992［S］.America Society of Heating.Refrigerating and Air－conditioning Engineers.Inc.Atlanta.GA3.329.

［2］ 陈焕新，杨培志，赵向红.铁路空调客车室内空气品质的现状与研究对策［J］.中国铁路，2001(3):31－32.

［3］ 杨培志，陈焕新.热舒适评价指标PMV－PPD在空调列车上的应用［J］.制冷空调与电力机械，2002(2):23－24.

［4］ 张宝霞.铁道车辆制冷与空气调节［M］.北京:中国铁道出版社，2008.

［5］ 赵 恒.空调列车室内微环境研究现状综述［J］.铁道机车车辆，2005(1):75－76.

［6］ 邹新军.空调客车空气品质分析及改善措施［J］.山西建筑，2008，34(4):201－202.

［7］ 赵冬梅，钱兴华，梁 龙.铁路空调客车空气品质评定标准的探讨［J］.铁道机车车辆，2002(3):17－20.