天气越来越热,地铁和火车如何保持凉爽?
作者: aeks | 发布时间: 2025-11-24 06:06 | 更新时间: 2025-11-24 06:06
学科分类: 交通运输工程 动力工程及工程热物理 土木工程 环境科学与工程
伦敦地铁网络穿行于厚厚的黏土中,这种致密材料自隧道开挖(部分已超百年)以来就不断吸收列车产生的热量。给列车安装空调会将车厢内的暖空气排入老旧隧道,可能让隧道更热。
不过保罗有个给隧道自身降温的想法。“水作为制冷剂能吸收大量热量,”他说,“伦敦地下到处都有水。”他正在研发一种技术,利用约10摄氏度的地下水将地铁站的多余热量带走,并在伦敦西部雷丁镇附近的一个白垩矿场深处进行测试。
列车是挤满人的金属管,很难降温。但随着气候变化导致夏季越来越热,确保公共交通舒适安全变得愈发重要。这是个全球性问题:今年热浪期间,日本和摩洛哥的乘客抱怨空调不足,2023年一项研究显示印度列车车厢温度高达47摄氏度。保罗就曾目睹地面列车乘客因过热晕倒,“今年夏天我见过四个人晕倒。”
最早的空调列车可追溯到约一个世纪前。1933年一篇文章曾写道:“在此之前,人人都害怕夏天坐火车。”要是他们能预见未来就好了——如今热浪期间,火车和地下交通网络可能闷热到让许多乘客完全不愿乘坐。
保罗和同事们相信他们的解决方案可行。顺着梯子下到雷丁附近那个白垩矿场20米深处就能看到测试场景: chalk中开凿出多个大小不一的廊道,用门隔开。“我们在模拟地铁的真实环境,”保罗说,不过矿场里的环境更单调,“非常黑,很昏暗。”
2022年,他和同事发表论文,描述如何将地下河或含水层的水抽到地铁站台上方天花板上的热交换器中。被吸入交换器的热空气会将部分热量传递给水流,另一侧就能吹出冷空气。受热的水会缓缓渗入地下——或许会在别处冷却或处理。
如今这个装置的原型已安装在白垩矿场。“在标称泵速下,大约一小时内,我们能将(卧室大小的)房间温度降低10-11摄氏度。”保罗说。但他们还需测试其在大空间的表现,关键是,他不确定运营地铁的伦敦交通局(TfL)是否会真正采用这项技术。
不过保罗认为,该系统可能比TfL2006年测试的类似技术有显著改进。那项已停用的技术尝试用伦敦市中心维多利亚地铁站渗入后抽出的地下水制冷,保罗认为这些水不如直接从附近含水层或地下河抽取的水凉爽,且他的系统使用特殊过滤器,可降低含白垩的水产生过多水垢和堵塞的风险。
《连线》杂志询问伦敦交通局是否会考虑使用保罗团队的系统。尽管该局拒绝采访,发言人梅尔文·林表示,近年来不得不“谨慎优先考虑”投资,强调明年将为皮卡迪利线引入带空调的新列车,并“对有助于应对气候变化导致温度上升影响的措施持开放态度”。
值得肯定的是,伦敦交通局多年来为解决隧道过热问题做了很多努力,比如在隧道壁安装冷却面板。这种通过水循环带走空气中热量的面板曾在2022年进行试验,但目前未投入使用。保罗认为这种系统成本可能过高。
伯明翰大学的哈桑·赫米达称保罗的水冷技术是“好主意”,但还需看它在人满为患的真实地铁站能真正带走多少热量。赫米达说,某些铁路的冷却难度超出了现有能力,比如时速400公里的超高速列车,会高速推开空气,导致车顶暖通空调(HVAC)设备周围气压大幅下降,“这样就无法把空气吸入HVAC系统”,最终可能导致空调故障。“中国的同行联系过我,他们想解决这个问题。”
不过越来越多的列车运营商将空调系统作为标配。例如伦敦较新的伊丽莎白线就有空调;最近为保加利亚首都推出空调地铁列车的斯柯达交通公司发言人称:“现在我们生产的每辆车基本都配备空调。”行业监督机构“交通焦点”的高级参与经理莎伦·赫奇斯补充道:“人们在采购新列车时,这类问题现在需要放在首位考虑。”
英国的热浪是一回事,埃及沙漠呢?德国科技公司西门子为埃及提供了最高时速230公里的新型高速列车。该公司的Velaro列车在欧洲多地使用,但为埃及,西门子对其进行了严苛测试:去年夏天,他们将一列列车带到奥地利的测试 facility,让其经受60摄氏度高温和强风等恶劣条件。“在外界最热的情况下,我们能将车内温度控制在26度。”暖通空调和车门系统负责人比约恩·布赫霍尔茨说,并补充道他们添加了特殊过滤系统,以去除埃及沙漠进入的沙尘,确保空调正常运行。
铁路行业咨询公司JPL Diversified的约翰·劳伦斯认为,虽然空调受夏日疲惫旅客欢迎,但被动冷却措施也有作用。许多火车站已有遮阳棚,能在乘客上下车时为站台和车厢遮阳,但并非处处如此。“列车可能在阳光下暴晒——要抓住机会减少这种太阳得热。”
列车在露天时,高反射涂料或涂层也有帮助。英国铁路安全与标准委员会(RSSB)是独立的标准和研究机构,计划明年在列车上测试多种此类技术。“某种包裹材料或反射涂层很可能成为一种经济有效的解决方法。”RSSB研究副主任理查德·沃克说。其同事研究支持分析师斯嘉丽·海沃德·米切尔补充道,根据列车南北向或东西向行驶路线不同,可能需要略有不同的解决方案,因为朝向会影响车辆哪些部位更常暴露在强光下。
如今铁路相关改造成本高昂,因此空调系统或外观的更新,最可能在列车运营商按计划更新列车时进行。在英国,一项将部分铁路服务收归公有、成立“大不列颠铁路”新机构的计划,可能成为投资列车新涂装的契机,这也是RSSB现在决定研究反射材料的部分原因。
与此同时,保罗和同事们继续在白垩矿场测试 site 研发地下冷却技术。“我们正在稳步推进,以证明它可以投入实际运营,”他说,“可能还需要一年时间。”
如果他或任何人能引起伦敦交通局的兴趣,并成功为地铁降温,那么或许一切皆有可能。