地下鉄に乗るときは、強い冷房と弱い冷房のどちらがお好みですか?

現代科学技術の急速な発展を背景に、わが国の地下鉄駅建設は新たな道を歩み始め、現代の都市住民にとって便利な移動手段となっている。

今年の初夏を迎え、世界各地で高温が続き、人々の旅行の快適さは大きく低下しています。

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地下鉄に乗ると新鮮な空気を吸い、乗客はつかの間の涼しさと快適さを感じることができます。これはすべて駅の換気と空調システムのおかげです。

私たちは毎日地下鉄を利用し、通勤に数時間を費やす人もいます。さて、次の地下鉄駅の「小さな秘密」を知っていますか?

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地下鉄駅の温度管理の秘密

乗客に比較的快適な待機環境を提供し、エネルギーの無駄を避けるために、設計者は過渡的温度制御技術を巧みに採用しました。

乗客が気温の高い屋外から駅のホールに入るとき、屋内と屋外の温度差が大きすぎると、非常に不快に感じます。同時に、人々は駅のホールに短時間滞在します。駅に素早く入場した後、すぐにホームへ行き、電車を待ちます。そのため、駅ホールの温度は29℃に制御されています。屋内と屋外のわずか2〜3℃の温度差により、人々は日常の移動中に駅構内が暑すぎたり寒すぎたりすることがありません。

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その後、乗客は駅のホールからホームに入り、電車を待ちます。彼らの体は徐々に周囲の環境に適応していきます。乗客にさらに快適な体験を提供するために、このときプラットフォームの温度は1〜2℃下げられ、27〜28℃になります。 **駅のホールとホームでは温度差はありますが、体感できるほどの違いは感じられません。

最後に、乗客が車両に乗り込みます。車内には多くの人が乗車し、滞在時間も長いため、設計者は車内の温度をさらに1～2℃下げます。

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地下鉄の発展に伴い、異なる乗客にさらに差別化された体験を提供するために、列車は前部車両と後部車両に異なる温度を設定し、乗客が自分で選択できるようになりました。これは、私たちが感じることはできないけれど、感じることができる地下鉄旅行の小さな秘密です。

この小さな秘密は、地下鉄駅の陰の立役者である換気・空調システムと切り離せないものです。

02

換気と空調システム - 地下鉄の「巨大な肺」

地下鉄の換気空調システムは、主に換気システムと空調システムの2種類に分けられます。

その主な目的は、地下鉄内の空気環境の質、温度と湿度、気流の構成、気流の速度と圧力の変化、騒音が、設備の正常な動作のニーズを満たしながら、人員の生理的および心理的要件を満たすことができるようにすることです。

なぜ「巨大肺」と呼ばれるのでしょうか？

換気・空調システムは、地下鉄駅の中で最も多くの配管と最も広い面積を占めるシステムの一つです。使用場所や規格の違いにより、駅舎換気空調システムと区間トンネル換気システムに分けられます。駅の換気と空調システムは、地下鉄駅の快適さの源です。同時に、駅の共用部や設備管理室などに必要な換気・空調設備も提供します。

図1 地下鉄の換気・空調システムの構成

つまり、地下鉄駅の換気・空調システムは非常に大きな機能を持っているのです。地上と列車間の移動時に乗客に快適な移行環境を提供するだけでなく、機器の正常な動作に必要な環境も確保します。

さらに、火災発生時には、適切な空気の流れを整え、煙を適時に排出し、乗客の避難を促すことができます。

いくつかの外部要因が地下鉄の換気システムに影響を及ぼす可能性があります。

まず、地下深くにあるため、外部の気象変化の影響を受けにくくなります。同時に、土壌の熱慣性により温度変化が遅れます。

第二に、内部に重大な擾乱源（熱、湿気、ほこり）があります。列車や各種設備、乗客自体が大量の熱を放出し、駅やトンネルの温度が上昇します。

最後に、列車の高速走行によりピストン風が発生し、地下鉄内の空気の流れの組織に大きな影響を与えます。トンネル内の換気の主原動力となるだけでなく、駅の空調にも大きな影響を与えます。駅の換気・空調システムは、地域の違い、気候条件、駅の内部の空気の流れなど、さまざまな外部要因と内部要因の影響を考慮して、さまざまな条件下で適切に動作し、駅の乗客に涼しさをもたらします。

03

換気・空調システムの省エネ可能性

都市鉄道交通の急速な発展に伴い、換気および空調システムの設定の複雑さが増し、省エネ要件も高まり続けています。既存の地下鉄の換気や空調の環境面や省エネ面にも注目が集まっています。

換気・空調システムは都市鉄道輸送プロジェクトに快適で安全な環境を提供しますが、そのエネルギー消費量は地下鉄駅全体のエネルギー消費量の約 40% を占めています。換気および空調システムは大きな省エネ効果を秘めています。

従来の地下鉄の設計では、駅の換気および空調システムは、ほとんどの場合、最も不利な動作条件に基づいて設計されています。これにより、システムはほとんどの時間部分的な負荷で動作することが容易になり、大きな馬が小さな荷車を引っ張る現象が発生します。

現在、設計者は次のような運用シナリオのさまざまなニーズに基づいて、より柔軟に設計を行っています。

調節可能なホームドアの設置により、移行期の自然冷却源を最大限に活用し、新鮮な空気の導入と自然冷却の2つの目的を達成できます。

給排気システムを最適化します。適切な作業条件下では、単一給気または単一排気によって発生する風圧を利用して空気の流れを実現し、機器の動作エネルギー消費を削減します。

地下鉄の換気・空調システムには、インテリジェントな頭脳、つまりインテリジェントな省エネ制御システムが搭載されており、継続的にアップグレードされています。環境、運転モード、再生可能エネルギー、省エネおよび排出削減制御戦略などの多くの側面を統合し、省エネを実際の運用に統合することで、地下鉄の換気および空調システムの全体的な効率をさらに向上させ、消費量を削減するという目標を達成できます。少しずつ革新と最適化を進めることで、システムのエネルギー消費を大幅に削減しながら、走行環境のニーズを満たすことができます。

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地下鉄の換気・空調システムは、複数の装置やシステムによって構成されるシステムです。管理と操作は非常に複雑ですが、駅の乗客の熱的快適性に関する現在の問題はほぼ解決されました。

これを基に、換気・空調システムもグリーン・低炭素分野を継続的に深化させ、現行システムの非合理要素を最適化することに重点を置き、システム全体での省エネ・炭素削減の実現に努めています。

今後、地下鉄が徐々に国民に奉仕し、真にグリーンで低炭素な移動を実現する交通手段となることを期待して見守りましょう。

終わり

著者：

1. 北京市政工程設計研究所株式会社軌道交通・地下空間研究所副所長、教授級上級エンジニア 李克

2. 劉昌、北京市政工程設計研究所有限公司、鉄道交通・地下空間研究所デザイナー

3. 北京市政工程設計研究所有限公司、鉄道交通・地下空間研究所、シニアエンジニア、趙星海氏