Сборник статей (часть 4) естественно-технические науки алматы 2011 +62 (075) ббк 20+30 я7

47

При полном закрытии поперечного сечения пристанционных циркуляционных сбоек, часо-

вой расход воздуха от поршневого действия движущихся поездов, проходящий через станции, 

превысит требуемые расходы в 3,6…7 раз (рис. 3г). 

Использование способа регулирования воздухораспределения путем изменения аэродина-

мического сопротивления пристанционных циркуляционных сбоек позволит существенно сни-

зить потребление электроэнергии на тоннельную вентиляцию. При этом тоннельные вентилято-

ры выключены и находятся в готовности к выполнению аварийного режима.

Для увеличения количества свежего воздуха, подаваемого через венткамеры, с целью сни-

жении энергозатрат на вентиляцию и одновременно повышения ее эффективности, в ИГД СО 

РАН [7] предложен способ управления воздушными потоками от поршневого действия поездов 

с помощью шиберных установок, перекрывающих проходное сечение перегонных тоннелей ме-

трополитена. Когда поезд входит в тоннель (рис. 4а), ближний к нему шибер 6 находится в от-

крытом положении, а дальний 7 полностью перекрывает сечение тоннеля. Двигаясь по тоннелю, 

поезд, подобно поршню в цилиндре, выталкивает отработанный тоннельный воздух через венти-

ляционную шахту 4 и киоск 5 на поверхность. В последствии, шибер 7 открывается при прибли-

жении к нему поезда (рис. 4б), а шибер 6 находящийся позади состава перемещается в закрытое 

положение. В результате через вентиляционную шахту вслед за поездом в тоннель затягивается 

свежий атмосферный воздух. Тем самым эффективно проветривая перегонный тоннель. Когда 

поезд покидает тоннель, оба шибера возвращаются в исходное открытое положение. 

а

б

1

2

3

8

4

5

6

7

9

Рис. 4. Схема движения воздушных потоков и поезда в тоннеле: 1 – перегонный тоннель;  

2 – входной портал; 3 – выходной портал; 4 – вентиляционная шахта; 5 – вентиляционный ки-

оск; 6 и 7 – шибер; 8 – поезд; 9 – направление движения воздушного потока

Путем проведения численных экспериментов на математической модели вентиляционной 

сети метрополитена было исследовано влияние шибера в перегонных тоннелях на воздухора-

спределение на подземных станциях. Полученные результаты сравнивались с базовым вариан-

том, когда шиберные установки отсутствовали в перегонных тоннелях, а режим работы тоннель-

ной вентиляции соответствовал весенне-осеннему.

Как показало исследование, применение шиберных установок в перегонных тоннелях двух-

путной линии метрополитена, имеющей по несколько вентиляционных сбоек на каждом пере-

гоне, приводит к снижению воздухораспределения через платформенные залы станций на 9-16% 

(рис. 5). Это объясняется возникновением главных циркуляционных контуров на перегоне. При 

малой интенсивности движения поездов на линии, использование шиберных установок в тонне-

лях, способствует увеличению количества воздуха, вовлекаемого в циркуляционные потоки. 

При увеличении частоты движения поездов по линии до 10 пар в час, наблюдается резкое 

увеличение количества воздуха, проходящего через промежуточные станции от поршневого эф-

фекта, в сравнении с базовым вариантом (рис. 5). В то время, как на атмосферных и тупиковых 

станциях количество воздуха осталось практически неизменным, на промежуточных станциях 

количество воздуха увеличилось на 35-67%. 

Максимальный «пик» на перегоне 5-6 образовался в результате одновременного движения 

двух поездов на одном перегоне в противоположных направлениях. Шиберные установки, пере-

крывающие сечения тоннелей, разорвали циркуляционные контуры, возникающие на полупере-

гонах, и большая часть воздуха была направлена через станции. 

48

0

5000

10000

15000

20000

25000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

V, м

3

станции

а

б

1 пара/час

0

2000

4000

6000

8000

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

V, м

3

станции

а

б

10 пар/час

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

V, м

3

станции

а

б

20 пар/час

Рис. 5. Количество воздуха V, перемещаемое через станции, при прохождении одного поез-

да по линии: а – в базовом варианте; б – с использованием шибера в перегонных тоннелях

При использовании шиберных установок и увеличении интенсивности движения поездов 

до 20 пар в час (рис. 5), происходит резкое увеличение количества воздуха, проходящего через 

платформенные залы всех станций, в сравнении с базовым вариантом, на 70-80 %.

Столь высокая эффективность объясняется тем, что при частоте движения 20 пар в час, на 

каждом перегоне исследуемой линии одновременно находится два поезда, движущихся в проти-

воположных направлениях. Работающие шиберные установки, размыкают возникающие цирку-

ляционные кольца, тем самым увеличивая количество воздуха, поступающего на станции.

Применение шиберных установок в перегонных тоннелях линии метрополитена мелкого 

заложения, без включения тоннельных вентиляторов, позволяет повысить расходы воздуха от 

«поршневого эффекта» через станции. При этом требуемые расходы воздуха через платформен-

ные залы превышаются в 3,5…4,9 раза. 

Еще одним вариантом для увеличения количества свежего воздуха, подаваемого в тоннели, 

был рассмотрен способ регулирования воздухораспределения с помощью добавления обводных 

каналов в перегонные венткамеры (рис. 6), по которым воздух движется в обход вентилятора [8].

открыт

открыт

жалюзийные затворы

тоннель 

№1

тоннель 

№2

тоннель 

№2

тоннель 

№1

открыт

открыт

затвор ГО 

открыт

жүктеу/скачать 8,61 Mb.