活塞通风

地铁轨道交通用词。指地铁运营时使得隧道内空气压缩或膨胀而引起的空气流通、排气和通风等等。

指在隧道中高速运行的列车，会带动隧道中的空气产生高速流动，因为类似汽缸内活塞压缩气体之现象，称为活塞效应。

当高速运行之列车进入隧道，隧道内之空气原为静止，因列车之重击，产生高压波，该高压波以声音的速度传播(远大于列车行驶速度)，因此当列车进入隧道产生之高压波迅速往下游传递，压力波传达的隧道空气立即被加速，当压力波抵达下游隧道口时产生反射波，反射波往隧道上游传递，当其传递之隧道空气将再一次被加速。同样的列车车尾进入隧道，会产生一股负压波，该股负压波，也同样会作用在隧道内之空气流速。另外受到隧道构造之影响，亦可能因波动之穿透或反射而改变波动。因列车在隧道内行驶而产生各种波动在隧道内逐渐加速隧道内之空气，使隧道内之空气随着列车而行进，便称之为隧道内之活塞效应。

在地下化轨道系统的车站中，活塞效应会将隧道内的空气带进车站内，造成车站内空气品质恶化。不过近期的设计都会利用活塞效应来把脏空气排出通风井，并带入新鲜的空气。这样的应用也会用在一些车行隧道中，如高雄过港隧道。另外可以在车站月台设立月台门，将车站与隧道分成两个独立的空间，亦可以改善车站的空气品质。由此可看出活塞效应与隧道通风息息相关。

当列车于空旷处行驶会造成压力改变并产生噪音等现象，穿过隧道时，噪音波在隧道内受隧道壁局限而震荡加剧。此外，列车高速进入隧道时，车头撞击隧道内空气产生一股强烈压力波以音速(远大于列车行驶速度)在隧道内震荡传播，隧道内之压力波会造成旅客不舒适感，且可能破坏轨道之相关设施。当高压波传抵隧道下游出口，撞击隧道口外之空气，压力波随着空间扩大而稀薄化为微压波(micro-pressure wave)，微压波会产生令人不愉悦的噪音，使隧道口附近住民受到干扰，称之为微压波噪音。再则，因隧道内压力震荡对列车产生阻力，随着波动使阻力忽大忽小，可能影响列车行进之平稳性，且增加列车能源之消耗。理想之隧道通风设计应全盘考量上述各项之影响，使列车在隧道行进可以提供旅客舒适的环境，并达到节能之目的。

在二十世纪中期的欧洲，土木公共基础建设大致完善，而当时列车之速度不断提升，便引发列车隧道之总总空气动力问题，而列车活塞效应之物理现象有些类似发电水路之水锤作用的物理现象，使得许多原本从事土木水利研究之机构，纷纷开始进行列车隧道之活塞效应研究。日本为主办1964年奥运而兴建高速铁路，进而发现列车在隧道内行进，容易造成旅客耳鸣及在隧道洞口产生微压波噪音等现象。这些问题之发生，使更多人投入列车隧道活塞效应之研究，并逐渐掌控其物理现象。在1980年代末期的欧洲对于活塞效应之数值分析也逐渐成孰，如今之数值模式已具备有非常高的精确度。 当今轨道列车(捷运、高速铁路或一般铁路)速度较快，所遭遇之空气动力环保问题是噪音、压力及隧道内温度控制等新问题，而这些问题可以透过适当的工程方法改善，例如：中国台湾省之地下捷运系统常在地下车站两端布置有通风竖井，恰当之竖井布置可以减缓车站内承受之空气压力，亦可达到隧道内空气更新之目的。在隧道出入口可采用隧道口渐变断面(flare tunnel)，或设置开孔之假隧道(hood tunnel)，或者直接加大隧道断面尺寸，或改变车头形状以减小车头阻力系数等等方式，消减列车进入隧道产生之压力波及微压波强度。再则，可以采用更高级之列车，使列车车厢之气密性更佳，而不易受到外在压力变化之影响，使旅客感觉更舒适。