北方地区冬季地铁车站热环境及其控制策略
发布时间：2021-10-21 21:28
随着经济发展、社会进步及城镇化进程的加快,越来越多的大中城市面临交通压力。为了缓解交通压力,地铁建设已得到越来越多的国内城市的青睐,最近十几年来,我国地铁工程蓬勃发展,目前全国已有30多个城市开通地铁,并有50多个城市规划建设地铁。随着我国地铁井喷式的发展,国内地铁建设的地点也由南方城市逐渐北移,尤其是地处严寒地区的北方城市,如哈尔滨、沈阳、长春等城市地铁相继开通。北方城市的气候特点往往是冬季严寒而漫长,最冷月平均气温可低于-10℃,地铁车站温度过低,不仅使乘客及站务人员感觉不舒适,还造成部分阀门、管道冻结,甚至影响到地铁的正常、安全运营。因此,北方地区尤其是严寒地区冬季地铁车站热环境也得到行业内越来越多的关注,是有待于深入研究解决的问题。本文对西安地铁2号线、兰州地铁1号线的车站、区间冬季热环境及活塞风效应进行现场实测,得到第一手详实资料,并以西安2号线为例,利用IDA tunnel建立整条地铁线路模型,分析了车站热环境及活塞风效应。基于我国北方地区主要地铁城市的气候条件,采用正交实验方法,得出了冬季地铁车站热环境的主要影响因素。按照当地年平均气温（土壤恒温层温度）及冬季室外通风计算...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 车站热环境研究现状
1.2.2 活塞风研究现状
1.2.3 研究方法
1.3 本课题研究内容及方法
2.北方地区典型地铁车站冬季热环境实测及分析
2.1 西安WYJ地铁站冬季热环境实测
2.1.1 WYJ车站概况
2.1.2 测试仪器
2.1.3 测试方案及测点布置
2.1.4 测试结果及分析
2.2 兰州XXH地铁站冬季热环境实测
2.2.1 XXH车站概况
2.2.2 测试仪器
2.2.3 测试方案及测点布置
2.2.4 测试结果
2.3 本章小结
3.地铁车站热环境模型建立及验证
3.1 IDA tunnel软件介绍及计算原理简介
3.2 一维数值模型建立
3.2.1 物理模型
3.2.2 参数及边界设置
3.3 实测与模拟验证
3.4 本章小结
4.冬季地铁车站热环境影响因素分析
4.1 影响地铁热环境的主要因素
4.1.1 地铁车站热量得失分析
4.1.2 地铁车站热环境影响因素及指标的确定
4.2 冬季地铁车站热环境正交试验方案
4.3 地铁车站热环境影响因素的结果分析与讨论
4.3.1 地铁车站热环境影响因素的重要性分析
4.3.2 地铁车站热环境影响因素水平趋势分析
4.3.3 地铁车站热环境影响因素显著性分析
4.4 地铁运行初期北方地区地铁热环境控制区划
4.5 本章小结
5.活塞风对地铁车站影响的特性及多因素分析
5.1 隧道内的活塞风
5.1.1 隧道内单趟行车的活塞风
5.1.2 隧道内周期性的活塞风
5.2 活塞风对车站通风量影响的特性分析
5.2.1 研究方法及工况设置
5.2.2 行车周期对车站通风量影响结果及分析
5.2.3 站台门开启面积对车站通风量影响结果及分析
5.2.4 迂回风道对车站通风量影响结果与分析
5.2.5 活塞风阀开启面积对车站通风量影响结果与分析
5.2.6 活塞风对车站通风量影响的显著性分析
5.3 本章小结
6.地铁车站冬季热环境控制技术措施
6.1 严寒地区冬季地铁车站热环境
6.1.1 严寒地区地铁车站常规运行模式
6.1.2 常规运行模式下地铁车站热环境分析
6.2 站台门控制
6.2.1 边界设置
6.2.2 结果与分析
6.3 迂回风道控制
6.3.1 工况及边界设置
6.3.2 结果与分析
6.4 活塞风阀控制
6.4.1 模拟工况及边界设置
6.4.2 结果及分析
6.5 出入口阻力系数的控制
6.5.1 阻力系数确定
6.5.2 热环境分析
6.5.3 CO_2浓度分析
6.6 多种优化措施结合下的车站热环境与CO_2浓度
6.6.1 工况及边界设置
6.6.2 热环境分析
6.6.3 CO_2浓度分析
6.6.4 能耗分析
6.7 本章小结
7.基于活塞风效应的冬季地铁车站初、近、远期运行方案分析
7.1 近、远期模拟分析的理论基础
7.2 边界条件设置
7.3 工况设置及结果与分析
7.3.1 兰州初、近、远期车站热环境
7.3.2 乌鲁木齐初、近、远期车站热环境
7.4 本章小结
8.主要结论及创新点
8.1 主要结论
8.2 主要创新点
8.3 课题展望
参考文献
致谢
附录 博士研究生学习阶段研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁区间隧道壁面温度特征实测研究[J]. 王春旺,李晓锋,秦旭,罗辉,李亮,李严. 暖通空调. 2020(05)
[2]地铁站屏蔽门漏风代替大系统新风可行性研究[J]. 王春旺,李亮,李晓锋,秦旭,罗辉. 建筑节能. 2019(11)
[3]2018年世界城市轨道交通运营统计与分析[J]. 韩宝明,代位,张红健. 都市快轨交通. 2019(01)
[4]北方地区屏蔽门系统地铁初期冬季热环境分析[J]. 邓保顺. 铁道工程学报. 2018(12)
[5]直膨式空调机组设计选型探讨[J]. 孙凤岭. 暖通空调. 2018(10)
[6]地铁站轨行区排热风系统空调季运行实测与节能研究[J]. 杨乐,裴斐,潘嵩,闫雅斌,韩一叶,夏建军,刘晓华. 暖通空调. 2018(02)
[7]地铁屏蔽门气密性检测方法研究[J]. 王莹,李晓锋. 暖通空调. 2017(06)
[8]基于正交实验法的活塞风效应研究[J]. 王文才,魏丁一,赵晓坤,张根源. 煤炭技术. 2016(12)
[9]地铁可调通风型站台门过渡季节自然通风性能测试[J]. 林炎顷,李先庭,吴成斌,李国庆,袁凤东,孟鑫. 制冷与空调(四川). 2016(03)
[10]西安地铁车站环境实测及公共区空调负荷计算分析[J]. 齐江浩,赵蕾,王君,李德辉,郭永桢,邓保顺. 铁道科学与工程学报. 2016(06)
博士论文
[1]北方城市地铁活塞风对地铁环境的影响规律及其有效利用[D]. 董书芸.天津大学 2008
[2]地铁活塞风与地铁环控节能[D]. 王丽慧.同济大学 2007
[3]建筑空间热分层理论及应用研究[D]. 高军.哈尔滨工业大学 2007
[4]地铁车站通风与火灾的CFD仿真模拟与实验研究[D]. 那艳玲.天津大学 2004
硕士论文
[1]地铁活塞风效应对地铁车站通风空调系统节能的影响分析与实测研究[D]. 张旭.长安大学 2018
[2]地铁再生制动能量回馈吸收系统的研究[D]. 彭赛庄.湖南工业大学 2015
[3]基于车载超级电容的城轨交通制动能量回收利用的研究[D]. 董维金.大连交通大学 2013
[4]沈阳地铁安全门系统对车站环境影响的研究[D]. 文柳.沈阳建筑大学 2012
[5]全封闭屏蔽门系统岛式站台热环境研究及优化[D]. 彭治霖.西南交通大学 2011
[6]地铁屏蔽门可控风口数值模拟研究[D]. 李鹏.西南交通大学 2010
[7]活塞风对地铁安全门系统环控通风效果的影响分析[D]. 王乐.西安建筑科技大学 2010
[8]安全门和带风口的屏蔽门对地铁侧式站台环境影响的研究[D]. 尹奎超.天津大学 2008
[9]站台屏蔽门渗漏风量的模拟分析[D]. 项毅.西南交通大学 2007
[10]地铁屏蔽门、闭式和开式系统环控能耗分析研究[D]. 边志美.同济大学 2007
本文编号：3449744
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 车站热环境研究现状
1.2.2 活塞风研究现状
1.2.3 研究方法
1.3 本课题研究内容及方法
2.北方地区典型地铁车站冬季热环境实测及分析
2.1 西安WYJ地铁站冬季热环境实测
2.1.1 WYJ车站概况
2.1.2 测试仪器
2.1.3 测试方案及测点布置
2.1.4 测试结果及分析
2.2 兰州XXH地铁站冬季热环境实测
2.2.1 XXH车站概况
2.2.2 测试仪器
2.2.3 测试方案及测点布置
2.2.4 测试结果
2.3 本章小结
3.地铁车站热环境模型建立及验证
3.1 IDA tunnel软件介绍及计算原理简介
3.2 一维数值模型建立
3.2.1 物理模型
3.2.2 参数及边界设置
3.3 实测与模拟验证
3.4 本章小结
4.冬季地铁车站热环境影响因素分析
4.1 影响地铁热环境的主要因素
4.1.1 地铁车站热量得失分析
4.1.2 地铁车站热环境影响因素及指标的确定
4.2 冬季地铁车站热环境正交试验方案
4.3 地铁车站热环境影响因素的结果分析与讨论
4.3.1 地铁车站热环境影响因素的重要性分析
4.3.2 地铁车站热环境影响因素水平趋势分析
4.3.3 地铁车站热环境影响因素显著性分析
4.4 地铁运行初期北方地区地铁热环境控制区划
4.5 本章小结
5.活塞风对地铁车站影响的特性及多因素分析
5.1 隧道内的活塞风
5.1.1 隧道内单趟行车的活塞风
5.1.2 隧道内周期性的活塞风
5.2 活塞风对车站通风量影响的特性分析
5.2.1 研究方法及工况设置
5.2.2 行车周期对车站通风量影响结果及分析
5.2.3 站台门开启面积对车站通风量影响结果及分析
5.2.4 迂回风道对车站通风量影响结果与分析
5.2.5 活塞风阀开启面积对车站通风量影响结果与分析
5.2.6 活塞风对车站通风量影响的显著性分析
5.3 本章小结
6.地铁车站冬季热环境控制技术措施
6.1 严寒地区冬季地铁车站热环境
6.1.1 严寒地区地铁车站常规运行模式
6.1.2 常规运行模式下地铁车站热环境分析
6.2 站台门控制
6.2.1 边界设置
6.2.2 结果与分析
6.3 迂回风道控制
6.3.1 工况及边界设置
6.3.2 结果与分析
6.4 活塞风阀控制
6.4.1 模拟工况及边界设置
6.4.2 结果及分析
6.5 出入口阻力系数的控制
6.5.1 阻力系数确定
6.5.2 热环境分析
6.5.3 CO_2浓度分析
6.6 多种优化措施结合下的车站热环境与CO_2浓度
6.6.1 工况及边界设置
6.6.2 热环境分析
6.6.3 CO_2浓度分析
6.6.4 能耗分析
6.7 本章小结
7.基于活塞风效应的冬季地铁车站初、近、远期运行方案分析
7.1 近、远期模拟分析的理论基础
7.2 边界条件设置
7.3 工况设置及结果与分析
7.3.1 兰州初、近、远期车站热环境
7.3.2 乌鲁木齐初、近、远期车站热环境
7.4 本章小结
8.主要结论及创新点
8.1 主要结论
8.2 主要创新点
8.3 课题展望
参考文献
致谢
附录 博士研究生学习阶段研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁区间隧道壁面温度特征实测研究[J]. 王春旺,李晓锋,秦旭,罗辉,李亮,李严. 暖通空调. 2020(05)
[2]地铁站屏蔽门漏风代替大系统新风可行性研究[J]. 王春旺,李亮,李晓锋,秦旭,罗辉. 建筑节能. 2019(11)
[3]2018年世界城市轨道交通运营统计与分析[J]. 韩宝明,代位,张红健. 都市快轨交通. 2019(01)
[4]北方地区屏蔽门系统地铁初期冬季热环境分析[J]. 邓保顺. 铁道工程学报. 2018(12)
[5]直膨式空调机组设计选型探讨[J]. 孙凤岭. 暖通空调. 2018(10)
[6]地铁站轨行区排热风系统空调季运行实测与节能研究[J]. 杨乐,裴斐,潘嵩,闫雅斌,韩一叶,夏建军,刘晓华. 暖通空调. 2018(02)
[7]地铁屏蔽门气密性检测方法研究[J]. 王莹,李晓锋. 暖通空调. 2017(06)
[8]基于正交实验法的活塞风效应研究[J]. 王文才,魏丁一,赵晓坤,张根源. 煤炭技术. 2016(12)
[9]地铁可调通风型站台门过渡季节自然通风性能测试[J]. 林炎顷,李先庭,吴成斌,李国庆,袁凤东,孟鑫. 制冷与空调(四川). 2016(03)
[10]西安地铁车站环境实测及公共区空调负荷计算分析[J]. 齐江浩,赵蕾,王君,李德辉,郭永桢,邓保顺. 铁道科学与工程学报. 2016(06)
博士论文
[1]北方城市地铁活塞风对地铁环境的影响规律及其有效利用[D]. 董书芸.天津大学 2008
[2]地铁活塞风与地铁环控节能[D]. 王丽慧.同济大学 2007
[3]建筑空间热分层理论及应用研究[D]. 高军.哈尔滨工业大学 2007
[4]地铁车站通风与火灾的CFD仿真模拟与实验研究[D]. 那艳玲.天津大学 2004
硕士论文
[1]地铁活塞风效应对地铁车站通风空调系统节能的影响分析与实测研究[D]. 张旭.长安大学 2018
[2]地铁再生制动能量回馈吸收系统的研究[D]. 彭赛庄.湖南工业大学 2015
[3]基于车载超级电容的城轨交通制动能量回收利用的研究[D]. 董维金.大连交通大学 2013
[4]沈阳地铁安全门系统对车站环境影响的研究[D]. 文柳.沈阳建筑大学 2012
[5]全封闭屏蔽门系统岛式站台热环境研究及优化[D]. 彭治霖.西南交通大学 2011
[6]地铁屏蔽门可控风口数值模拟研究[D]. 李鹏.西南交通大学 2010
[7]活塞风对地铁安全门系统环控通风效果的影响分析[D]. 王乐.西安建筑科技大学 2010
[8]安全门和带风口的屏蔽门对地铁侧式站台环境影响的研究[D]. 尹奎超.天津大学 2008
[9]站台屏蔽门渗漏风量的模拟分析[D]. 项毅.西南交通大学 2007
[10]地铁屏蔽门、闭式和开式系统环控能耗分析研究[D]. 边志美.同济大学 2007
本文编号：3449744
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