上海地铁车厢过渡季空气环境特征的实测分析

王亚楠 李蔚阳 吴丛欢 陈岳 陈文超 钟珂

东华大学环境科学与工程学院

上海地铁车厢过渡季空气环境特征的实测分析

王亚楠 李蔚阳 吴丛欢 陈岳 陈文超 钟珂

东华大学环境科学与工程学院

由于选择城市轨道交通工具出行的客流量的逐渐增加，车厢内的污染源增多，车厢内的空气环境逐渐成为人们关心的重要问题。本文以过渡季为基本背景，以上海市轨交系统九号线为实测对象，通过多轮次的现场连续实测，以此分析了地铁车厢内的空气环境，指出并讨论了车厢内空气热环境的几个基本特征。

地铁人员密度车厢内空气温度CO2浓度

0 引言

城市轨道交通里程的迅速增长和选择乘坐轨交（或地铁）出行的客流量的大幅增加，车厢内的污染源增多，使得轨交（或地铁）车厢内的空气环境逐渐成为人们关心的问题[1～3]，城市地铁车厢内的空气品质状况已经成为迫切需要研究的问题。

从目前已有的研究看来，轨交（或地铁）车厢内空气环境的研究虽然已有不少结果[2～5]，但这些结果主要针对化学成分的分析[3～5]，而放弃对车厢内整体空气质量与气流和空调通风系统之间关系的研究。因此，本文将以线路覆盖区域较广的上海市轨交系统的九号线路为实测对象，通过多轮次的现场连续实测，分析地铁车厢空气环境特征，为改善日益恶化的车厢内空气质量提供科学依据。

1 实测路线与方法

上海市地铁九号线作为连接松江郊区和市区的线路，具有路种类较全、乘客流量较大、线路覆盖区域较广的特征，本文选择九号线作为实测对象。沿途的站点和对应的代码为：1-松江新城，2-松江大学城，3-洞泾，4-佘山，5-泗泾，6-九亭，7-中春路，8-七宝，9-星中路，10-合川路，11-漕河泾开发区，12-桂林路，13-宜山路，14-徐家汇，15-肇嘉浜路，16-嘉善路，17-打浦桥，18-马当路，19-陆家浜路，20-小南门，21-商城路，22-世纪大道，23-杨高中路。实测人员从松江新城乘车出发，在车厢内测量空气参数并记录车内人员密度，达到终点站杨高中路后下车，再重新乘车并测量。如此循环往复。

为分析比较地铁途经郊区和市区时的空气环境的差异，实测选择休息日进行，可以避免上下班高峰对环境参数的干扰，为此，本文于2012年10月3日对车厢内空气温度、相对湿度和CO2浓度进行了实测，并记录乘客人数。实测时段为8:00～20:00。数据储存时间间隔为1m in。考虑到中间车厢和头尾部车厢的人员密度有一定差异，分别在中部车厢和尾部车厢分别设置测点，测量仪器由站立着的测试人员手持，离地面约1.2m高，位于坐姿人体的呼吸高度处。测量仪器型号为HUMLOG 20，可以同时测量空气的温湿度和CO2浓度。

2 实测结果与分析

车厢内空气环境不但与通风空调系统有关，人员密度也是重要因素之一。本文将对实测期间的人员情况和空气环境进行分析。

2.1 人员密度与站点之间的关系

图1为实测期间人员密度随实测时间的变化曲线，由图可以看到，由于实测在休息日进行，全天没有明显的人流高峰时段，人员密度在一定范围内波动，通过与到站时间对比，可知人员密度主要与列车所在站点有关系。人员密度最大值通常出现在靠近市中心的中途站点，如11～15站点。越接近终点站，人员密度越小，位于郊区的终点站松江新城的人员密度没有明显小于比较繁华的终点站杨高中路。

2.2 车厢内空气温度和湿度的变化特征

图2为在循环往复的测量过程中，中部和尾部车厢内空气温度在不同站点之间的实测结果。由图可以看到，尽管不同站点的人员密度差别很大，由0变化到3.0人/m2，但车厢内温度并没有随着站点出现明显变化趋势。尽管温度在一定范围内波动，但这是列车通风空调系统运行特征造成的。

对比图2（a）和2（b），可以看到在12:00～17:00（第四至第七趟）时中部车厢的温度明显高于早班车和晚班车，在尾部车厢没有这种现象，可能是由于尾部车厢人员密度较小，通风空调受室外气候影响较小。

图3 给出了车厢内空气相对湿度与站点关系的实测曲线，由图可以看到，中部和尾部车厢内的相对湿度变化规律相同，从郊区往市区行驶过程中，空气相对湿度均呈现上升趋势。由于在空气中的水份含量一定的情况下，温度越高，湿度越低，温度越低湿度越高。图2表明车厢内温度平稳，但图3的实测结果却显示相对湿度从郊区到市区的过程中略有上升。这可能是由于列车行驶到市区与郊区时，新风参数不同造成的。

2.3 CO2浓度与站点的关系

图4是CO2浓度在不同站点的实测结果，由图中统计结果可看出，CO2浓度在代号1～6号和16～23号站点的平均值较低，在代号7～15站点平均值较高。最大浓度值出现在14号站点。在人员密度较大的7～15号站点浓度远远超过了1000ppm。这可能是由于代号7～15的站点地处市中心附近，该类站点地处多条轨道交汇处，人口流动大，车厢内人员密度大，地铁车厢内的污染源增多，故此地段的CO2浓度较高。

此外对比图3(a)和图3(b)还可以看到，尾部车厢的CO2浓度明显低于中部车厢，这显然是由于前者人员密度较低造成的。

3 结论

本文以线路覆盖区域较广的上海市轨交系统的九号线路为实测对象，通过多轮次的现场连续实测，分析了地铁车厢空气环境特征，可以得到以下结论：

1）尽管人员密度变化较大，但车厢内气温仍在正常范围内波动，表明空调系统控制温度功能良好；

2）在人员密度较大的中心城区站点大多数时候二氧化碳浓度均很高。表明人员密度对车厢内空气品质影响很大，同时车厢内通风系统排除污染物的能力有限，为满足乘客的健康要求，采取相应措施改善此类站点的通风系统。

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Inves tiga tion on the Indoo r A ir Env ironm en t in Ca rriages o f Shangha i M e tro du ring Trans ition Season s

WANG Ya-nan,LIWei-yang,WU Cong-huan,CHEN Yue,CHENWen-chao,ZHONG Ke
Schoolof EnvironmentalScienceand Engineering,Donghua University

The indoor air environmentof carriage now isan important issue as the passenger flow of urban rail transit has increased significantly and the pollution in the carriagegrew in number.In order to evaluate the indoorairquality in the carriages during transition seasons,a series of monitoring have been conducted continuously for the Line 9 of ShanghaiMetro.Based on the testdata,the indoorairenvironment isanalyzed and some thermal features in the carriage during the test time period areshown and discussed.

urban rail transit,occupantdensity,thermalenvironmentin the carriage,CO2concentration

1003-0344（2014）03-015-3

2013-5-20

钟珂（1964～），女，博士，教授；上海市松江区人民北路2999号4号学院楼5147室（201620）；E-mail:zhongkeyx@dhu.edu.cn基金项目：上海市大学生创新训练项目