地铁车辆空调风道清洁设计优化研究

张自强

摘 要：国内地铁行业进入高速发展阶段，各大中型城市的网络化运营格局已初步实现，地铁在逐渐成为现代化大城市的主要交通工作的同时，对提升地铁客运服务质量的诉求也随之增加。在地铁车辆设计阶段，通过设计优化提升，可有效地改善车厢内的空气质量，提升市民乘车的舒适度，同时降低后期运营单位的维保难度和成本。本文主要对地铁车辆空调风道清洁的设计优化方案进行介绍。

关键词：车辆；风道清洁；设计优化

中图分类号：TE08 文献标志码：A

1 研究的意义和目的

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。

地铁车厢是一个人流密集、相对封闭的空间，尤其在大型城市，如北京、上海、广州等，较大的人流导致车厢内会存在较为严重的空气污染。而列车空调系统只能保持车厢内温度的舒适性，而无法起到净化空气的作用，且列车空调系统的新风取自地铁隧道内的空气，其空气质量受到了地铁运行产生的颗粒物和排放物的影响，也包括隧道内沉积的灰尘等。而空调系统的空气过滤装置只是为保护空调设备而设置，无法过滤小型颗粒物及粉尘。为有效解决车辆空气污染，維持车厢内的空气质量，各运营单位提高对空调风道清洁的维保周期就变得十分必要。

2 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。

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。

3.1 设计方案一

以天津地铁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，如图4所示。

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，如图5所示。

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6所示。

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7所示。

4 设计方案比较

方案一与方案二均能实现对风道有效清洁的目的，在较为简单的前置工艺条件下，可通过人工清洗的方式进行风道全区域的清洗。方案一保持了风道与内装板的独立性，在保证长期运营后，风道的保温性和气密性方面优于方案二；而方案二采用了高集成设计，简化了部件的数量，有利于各单元模块的布置，同时检修空间和拆装工作量较方案一有明显优势。

结语

对地铁车辆空调系统风道清洁优化设计的研究，从设计的角度规避了既有方案进行风道清洁时存在的困难，简化了后期维保检修工艺，降低了运营单位对空调风道清洁的人力成本和时间成本，同时有利于增加对风道的清洁的检修频率，进一步提升了地铁运营单位客运服务质量。

参考文献

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