车站地下交通联系隧道通风计算方法研究

发布时间：2017-07-18 03:11

  本文关键词：车站地下交通联系隧道通风计算方法研究

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【摘要】：城市地下交通联系隧道(UTLT)作为一种新型的地下交通换乘中心,随着我国城市化的进程在我国城市中不断兴建。其中车站地下交通联系隧道主要作为车站的旅客分流途径,其有自身的特点,与传统的地下车库相比人流和车流连续,里面的乘客和机动车处于相对狭长而封闭的空间内;与公路隧道相比,其通行的车基本是单一的小型车、车流量和车速小的特性。当地下隧道里车流阻塞时,排队候载的机动车连续排放的尾气污染物相对较大,且直接排放于乘客周围的空气环境中。因此地下隧道的通风系统有必要进行合理的设计,力求解决好空气质量问题。本文首先介绍了现有的公路隧道和地下车库的通风量计算方法,并以实例做出计算比较,分析了规范中计算公式及相关修正参数间的区别。在通过分析对比国内外相关的空气质量标准下,确定了此类地下交通联系隧道的环境控制目标,主要以浓度标准为控制目标,且是差异化设置浓度限值,考虑候车人员在地下隧道的候车时间,确定乘客候车区域的CO允许浓度为30mg/m3,其他区域考虑是人车混合通行,其CO允许浓度选定为86mg/m3。分析车站UTLT的特殊性,借鉴隧道通风的计算方法,本文提出一种新的通风量计算方法,且按车流速度将地下隧道分段,分别设计计算,将原始公式中车型类别的考虑换成相应速度下的交通量,各段通风量计算的总和为地下隧道的通风量,进而求得各段的通风次数和整体通风换气次数。以哈西客运站UTLT为例,运用上述通风量计算方法对其进行设计计算,求得的通风换气次数约为10次/h,并对其的风口按各区通风量比例差异化布置,然后对其通风系统进行数值模拟分析,对其浓度场,速度场,温度场分别进行分析,其通风效果表明上述方法计算的风量能够满足交通阻滞时的空气质量要求。最后对常规布置风口法及改变换气次数后的通风系统进行模拟,其通风效果与上述方法的效果进行对比分析,得出差异化布置风口能有效排除室内污染物,能够满足人员的空气质量要求,且由上述方法得出的10次/h即可满足通风量要求,通风量再大时室内环境固然会更好,但是相应的通风能耗将增加,造成不必要的浪费,即此工程10次/h的通风量既合理又经济,同时新型算法对此类工程的通风量计算具有指导意义。
【关键词】：地下交通联系隧道 通风量 数值模拟 通风换气次数
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U453.5;U231.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题来源及研究目的和意义10-11
• 1.1.1 课题来源及任务10
• 1.1.2 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 国内外相关领域的研究现状及分析11-17
• 1.2.1 污染物控制标准12-14
• 1.2.2 通风量的计算14-16
• 1.2.3 气流组织方式16
• 1.2.4 数值模拟研究16-17
• 1.3 存在的问题17-18
• 1.4 主要研究内容18-20
• 第2章 现有UTLT通风计算方法比较20-29
• 2.1 《公路隧道通风设计细则》中隧道通风量计算20-23
• 2.1.1 稀释CO需风量21
• 2.1.2 稀释烟尘的需风量21-22
• 2.1.3 隧道稀释空气中异味的需风量22-23
• 2.2 世界道路协会(PIARC)2012标准中隧道通风量计算23
• 2.3 停车库通风规定23-25
• 2.4 具体实例计算比较25-26
• 2.5 以上规范中需风量计算的差异性分析26-28
• 2.5.1 通风量计算方法上的差异性26-27
• 2.5.2 通风量计算结果的对比27-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第3章 UTLT通风的分区计算方法29-49
• 3.1 UTLT的特殊性29
• 3.2 机动车尾气特性29-32
• 3.2.1 污染物特性29-30
• 3.2.2 机动车尾气烟羽的形成30-32
• 3.3 UTLT内空气环境控制目标及控制标准的选取32-36
• 3.3.1 空气温度控制标准33
• 3.3.2 CO浓度限值的确定33-36
• 3.4 UTLT分区计算方法36-38
• 3.5 机动车CO的排放因子的分析38-42
• 3.5.1 符合不同排放标准下的排放因子38-40
• 3.5.2 不同车速下的排放因子40-42
• 3.5.3 不同运行工况下的排放因子42
• 3.6 分区计算方法与常规方法的比较42-43
• 3.7 气化率和车型对CO散发量的影响43-48
• 3.7.1 不同气化率下CO散发量比较43-47
• 3.7.2 不同车型的CO散发量比较47-48
• 3.8 本章小结48-49
• 第4章 哈西站地下交通联系隧道模型的确定49-57
• 4.1 CFD数值模拟的理论基础49-50
• 4.1.1 FLUENT软件简要概述49-50
• 4.2 物理模型分析与建立50-52
• 4.2.1 工程概况50-51
• 4.2.2 几何模型建立51-52
• 4.3 通风量计算52-53
• 4.4 网格划分53-54
• 4.5 边界条件设置54-56
• 4.5.1 风口54-55
• 4.5.2 确定墙面和近地面边界条件55
• 4.5.3 其他边界条件55
• 4.5.4 计算方法55-56
• 4.6 本章小结56-57
• 第5章 通风系统的通风效果分析57-70
• 5.1 模拟工况设置57
• 5.2 阻滞交通流状态下的模拟结果57-64
• 5.2.1 CO浓度场的数值模拟结果及分析58-60
• 5.2.2 速度场的数值模拟结果及分析60-63
• 5.2.3 温度场的数值模拟结果及分析63
• 5.2.4 压强场的数值模拟结果及分析63-64
• 5.3 与常规法布置风口时的通风效果比较64-67
• 5.3.1 CO浓度场的比较分析64-65
• 5.3.2 速度场的比较分析65-66
• 5.3.3 温度场的比较分析66-67
• 5.3.4 压强场的比较分析67
• 5.4 改变换气次数时的通风效果比较67-69
• 5.5 本章小结69-70
• 结论70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果75-77
• 致谢77

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本文编号：555777