Simulering av luftkvalité i underjordiska tågstationer

Particulate matter (PM) is a widespread air pollutant of microscopic particles that are suspended in the atmosphere. There is high concentration of PM in underground train stations and tunnels. The concentration of particulate matter (PM10) measured in Stockholm’s metro varies significantly between day and nighttime traffic of trains. Emission factors are a representative value of a pollutant released into the atmosphere. These factors can be expressed as the weight of pollutant divided by a unit distance, volume, or weight. In this document it is expressed as the amount of energy used to produce a unit weight. Such factor expresses estimation of emissions from train wheel-rail contact and brake. Simulation of particulate matter using IDA tunnel was conducted to evaluate and predict particulate matter (PM10) concentration levels. Previous measured data of PM10 from Mariatorget’s platform (performed by SLB analysis) was used for the validation of the simulation model. These data were collected during winter and summer periods. It was then used as fundamental reference to simulate and calibrate emission factors. Important parameters of the tunnel, platform and trains that were used in traffic were imported. There are ventilation shafts on each end of the platform. These ventilation shafts are open fully during summer and closed during winter periods. Thus, two case scenarios, winter and summer were investigated. The results obtained were later evaluated and analysed. Sensitivity analysis was made to test the effect of ventilation shaft’s openings on emission factors. The results from winter case study showed that emission factors are 0.57 g/kWh from wheel-rail contact and 0.031 g/kWh from brakes. Emission factors from wheel-rail contact give 70% of the measured PM10 concentration whereas brakes give 30% of PM10 concentrations. Results obtained from summer case study showed that emission factors are 0.61 g/kWh and 0.05 g/kWh from wheel-rail contact as well as from brakes, respectively. Partiklar är en utbredd luftföroreningar av mikroskopiska partiklar som finns i luften. Det finns höga halter av PM (particulate matter) i underjordiska tågstationer och tunnlar. Partikelhalten (PM10) som är uppmätt i Stockholms tunnelbana varierar betydligt mellan dag- och natttågtrafik. Emissionsfaktorn är ett representativt värde för mängden partiklar som släpps ut i atmosfären. Dessa faktorer kan uttryckas som massan av partikel per enhetsavstånd, volym eller vikt. I detta dokument uttrycks detta som den mängd energi som går åt för att producera enhetsviktspartiklar. Faktorn uttrycker en uppskattning av partikelemissioner från hjul-rälskontakt och broms. Simulering har genomfördes i IDA tunnel för att utvärdera och förutsäga partikelhalten på tågplattformar. Tidigare uppmätta data under vinter och sommar från Mariatorgets plattform (utförd av SLB-analys) användes för validering av simuleringsmodellen. Detta användes sedan som grundläggande referens för att simulera och kalibrera emissionsfaktorer. Viktiga parametrar för tunneln, plattformen och tågen som användes i trafiken är inhämtade och evaluerade. Ventilationsschakt finns i varje ände av plattformen. Dessa ventilationsschakt är öppna under sommaren och stängda under vinterperioden. Således undersöktes två scenarier, vinter- och sommarfall. De erhållna resultaten utvärderades och analyserades senare. Känslighetsanalys gjordes för att testa effekten på emissionsfaktorerna av ventilationsschaktens öppningsgrad. Resultaten från vinterfallstudien visade att emissionsfaktorerna är 0,57 g/kWh från hjul-rälkontaktoch 0,03 g/kWh från bromsarna. Emissionsfaktorn från hjul-rälkontakten ger 70 % av den uppmätta PM10 koncentrationen, medan bromsarna ger 30 %. Resultaten från sommarfallstudien visade att emissionsfaktorerna är 0,61 g/kWh och 0,05 g/kWh från hjul-rälkontakten och bromsarna, respektive.