地铁车站热环境及隧道围岩热变化规律研究

发布时间：2020-01-18 09:20

【摘要】：城市轨道交通具有方便快捷、准时可靠、环保节能、运输量大等特点,其中地铁在现代大中型城市公共交通运输系统中正发挥越来越重要的作用。地铁车站作为乘客的集散地,空间相对封闭,内部空气流通缓慢,这对乘客乘坐地铁的舒适性有极大影响。同时,在设计地铁环控系统的过程中,除了要考虑对内部环境的影响,还要考虑对车站安全因素的影响。因此,在评价车站内热环境时要同时考虑多种影响项因素,对复杂的运行模式进行完整的分析。地铁区间隧道作为地铁系统的重要组成部分,对车站热环境也有非常重要的影响,其内部热环境的变化和内部空气与周围衬砌结构和围岩的相互作用也是非常复杂的过程。本文以“北京地铁内部热环境模拟分析与调控方案研究”为依托,以复兴门站为研究对象,采用问卷调查、现场测量、数值模拟相结合的方法对车站热环境进行研究,以参数化建模技术作为基础,建立相对完善的三维模型,使用计算流体力学(CFD)软件对车站热环境和区间隧道温度场进行了数值模拟计算和分析。文本的主要研究内容有:第一,分析地铁运行中的热源并进行分类计算和分析;第二,对站台乘客热舒适度进行问卷调查和数据测量;第三,对车站热环境进行舒适度模拟计算和分析,对比通风系统和安全门在调控车站热环境中的影响;第四,对隧道围岩温度场进行数值模拟计算和预测,分析发车间隔变化对区间隧道温度场的影响。通过研究,论文得到了通风系统和安全门对站台气流组织、温度场分布的影响规律,基本掌握了不同发车间隔对区间隧道围岩温度场分布的影响规律。当车站通风系统关闭时,站台环境将会迅速恶化。安全门系统在一定程度上能够调节站台气流组织和温度变化,但是作用有限。缩短发车间隔对区间隧道围岩温度场不会产生较大影响,但会给站台温度调控带来较大压力。
【图文】：

空气,乘客,永泰,花园

乘客在填写问卷时对环境空气品质主观感受包括：是否有异味、空气不流通、逡逑困倦、粉尘大等四类问题。按照三个时段（早高峰７：００－９：００、平峰１０：００－１６：００、逡逑晚高峰１７：００－１９：００）进行统计的结果如图３－２至图３－５所示。逡逑４００逡逑３５０邋＼－＼逡逑Ｉ逡逑１５０逦—邋Ｉ邋羞逦■早高峰逡逑１＃复兴门兴门五棵松邋国贸邋花园桥北新桥永泰庄孙河逡逑图３－２邋“感觉空气不流通、闷”的调查结果逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３－２邋＂ｆｅｅｌ邋ｔｈｅ邋ａｉｒ邋ｄｏｅｓ邋ｎｏｔ邋ｆｌｏｗ，邋ｓｔｕｆｆｙ＂邋ｒｅｓｕｌｔｓ逡逑图３－２表明，各车站在各时段感觉车站空气不流通、闷的乘客数量为９０－３７０逡逑人，占各时段调查人数的４．８％－１９．８％。总体来看，复兴门站、五棵松站、国贸站逡逑和孙河站的乘客感到空气不流通、闷得乘客较多，均占到１５％以上，而花园桥、逡逑北新桥和永泰庄站的乘客则认为站内空气流通顺畅，，仅有不足５％的乘客感到闷。逡逑图３－３邋‘‘感觉空气有异味”的调查结果逡逑２００逡逑１５０邋Ｉ邋■邋■逡逑＞逦■逦■逦■逦■晚鬲峰逡逑＃邋１0０逦Ｈ逦＾逦■逦平峰逡逑＿逦＿逦＿逦■早高峰逡逑１＃５兴门２＃复兴门五棵松邋国贸花园桥北新桥永泰庄孙河逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３－３邋＂ｆｅｅｌ邋ｔｈｅ邋ａｉｒ邋ｓｍｅｌｌ＂邋ｓｕｒｖｅｙ邋ｒｅｓｕｌｔｓ

乘客,时段,调查人,车站

逦地铁车站舒适性问卷调查及数据采集逡逑图３－３表明，各车站在各时段感觉车站空气有异味的乘客数量范围为４５－１９０逡逑人，占各时段调查人数的４．９％－２０．２％。其中，具有换乘功能的复兴门站与国贸站逡逑的问题较为明显，均达到了邋１９０人而没有换乘功能的车站空气质量则较为洁净。逡逑６０逡逑５０逡逑ｓ：＿邋■邋■逦１邋＿邋■邋＿邋：峰逡逑２。：邋■■爵－■邋－邋■邋Ｗ邋■逦■早高峰逡逑１＃＿蔓兴门２＃复兴门五棵松邋国贸邋花园桥北新桥永泰庄邋孙河逡逑图３－４逦“感觉困倦，想睡觉”的调查结果逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３－４邋＂ｆｅｅｌ邋ｓｌｅｅｐｙ，邋ｗａｎｔ邋ｔｏ邋ｓｌｅｅｐ＂邋ｓｕｒｖｅｙ邋ｒｅｓｕｌｔｓ逡逑图３－４表明，感觉困倦、想睡觉乘客各时段的人数范围为２１－５５人，占各时段逡逑调查人数的７．１％－１８．５％，其中最高的是花园桥站，为５５，该调查结果与“感觉空逡逑气闷、不流通”的结果并不一致，多数线路的最大值出现在早晚高峰，说明乘客逡逑感觉困倦想睡觉和地铁车站环境的空气流通并没有直接的关系
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U231.4;U451.2

【参考文献】