地铁屏蔽门漏风对车站热环境的影响及气流组织优化研究
发布时间：2021-06-05 09:00
在城市轨道交通的发展历程中,环控技术的进步起到了重要促进作用。屏蔽门能有效得将乘客与轨行区隔离,兼具经济性、安全性及舒适性而被广泛应用。然而屏蔽门漏风在活塞效应、行车密度、室内外环境等共同作用下,产生的风压、热压通风会影响地铁车站热环境。当前的地铁环控设计中,虽然考虑到了屏蔽门漏风对车站环境的影响,但没有将其他影响因素与屏蔽门漏风综合考虑。本文通过地铁车站环境现场实测、数值模拟及正交分析,开展了以下研究工作:（1）通过对西安某地铁车站测试分析得出,冬季站台、站厅温度随室外温度波动呈小幅度范围（±2℃）变化,站台平均温度高于站厅温度4℃左右,基本满足冬季通风工况下,站台温度应高于12℃的要求。屏蔽门漏风量测试结果表明,列车进站前,进站口位置风速开始变大,在1828s时速度达到最大值;列车离站时,出站端屏蔽门风速迅速增加,瞬时速度可达78m/s。进站端测点处屏蔽门通风量受进站列车影响较大,受出站列车影响较小。（2）采用IDA Tunnel数值模拟,分析了影响北方寒冷地区冬季地铁热环境的6个主要因素,得出各个影响因素的主次顺序及影响程度,确定屏蔽门...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国内外地铁发展概况
西安建筑科技大学硕士学位论文3调节运行。1.1.2车站热环境影响因素地铁内的环境热平衡分析或者得（失）热量过程，包括了多个相互作用的空气动力或热力的过程，即是一个相对复杂的热量交换过程（如表1-2所示）。在地铁运行系统中，热量的产生主要来自于电能的转换，还有部分来自乘客或者工作人员新陈代谢产生的散热量。运行中车辆刹车产热及空调排热，部分被周围土壤吸收，部分由活塞效应或机械通风排放到外界大气中。若地铁系统产生热不平衡效应，地铁系统内的温度将可能出现夏季过热、冬季过冷的热不舒适现象，既妨碍列车正常运行，也会影响乘客的换乘体验，故而有必要研究影响地铁热环境的主要因素，来进行地铁运行环境调控。以下将结合文献调研，对地铁站内得（失）热量进行具体分析。地铁系统的热量交换包括地铁系统内热源产热量、外部空气与站内气流相互作用，带出或者带入地铁系统的热量，以及通过车站围护结构进入或排出车站的热量。按照热量的来源，可以将其分为车站热负荷与隧道热负荷。图1.2地铁站台与周围环境交互传热（1）地铁车站动态热环境的影响因素地铁车站热负荷主要来自于车站人员散热量、机械通风和自然通风传热量、车站照明及车站设备散热量、围护结构传热量、随活塞风带入的部分隧道散热量（如列车运行产热量、列车人员及设备散热量等）。而各种热量与站台热环境之间的交
西安建筑科技大学硕士学位论文6需求。PradipAryala等人[35]通过CFD模拟研究得出，通过改变送风参数与回风口的位置可以有效改善室内热舒适性，并且可以减少能耗。结合混合通风和置换通风的优点，李安桂教授课题组[36-38]提出了竖直壁面贴附射流的送风模式，利用竖壁对送风的引导作用，把上送风口送出的气流引至房间下部工作区，形成“空气湖”状的通风效果。贴附射流主体的保持性要优于自由射流，在与垂直于射流方向的壁面撞击后，贴附射流会发生明显的转向现象，并能与垂直壁面形成很好的二次贴附流动，如图1.3。贴附射流能够有效改善通风空间环境的气流组织和通风效果，还可以应用于地铁站台柱体送风系统中。图1.3贴附送风模式下气流组织示意图1.2地铁热环境评价指标与评价方法乘客从室外环境经过站厅层进入站台层候车，在经过或在站台层作短暂停留（或者运动状态改变），对车站的热环境参数的感觉与在建筑物内静止的状态是不同的。因此不适合用通风空调常用的静止热舒适指标来进行评价，此时需要给出乘客对地铁类具有活动过渡区间的热舒适性指标，来指导地铁站厅站台等建筑通风空调的设计。对地铁热环境的评价可以选用下列指标与方法：1.2.1站台人员活动区的速度和温度要求据《地铁设计规范》[25]相关条例，地铁车站在夏季运行模式下：（1）地铁车站采用通风系统时，车站的进风应直接来自大气，排风应直接排
【参考文献】：
期刊论文
[1]可调通风型站台门系统在济南地铁中的适用性研究[J]. 王国富,刘海东,潘雷. 都市快轨交通. 2016(05)
[2]不同因素对地铁隧道围岩侧土壤温度场分布影响的模拟研究[J]. 王丽慧,王鹏飞,陶辉. 建筑节能. 2016(05)
[3]地铁隧道活塞风实测及特征分析[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(04)
[4]竖直壁面贴附式送风模式气流组织特性研究[J]. 尹海国,李安桂. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2015(06)
[5]地铁站台公共区空调系统气流组织与热舒适性研究[J]. 赵红英,徐洪涛,胡观兴. 城市轨道交通研究. 2015(08)
[6]沈阳地铁冬季隧道的温度特性实验研究[J]. 薛鹏,由世俊,李博佳,王奕然,陈克松. 河北工程大学学报(自然科学版). 2012(04)
[7]地铁车站设备区空调负荷动态特性分析及系统优化[J]. 张文清. 制冷与空调(四川). 2012(04)
[8]Airflow characteristics by air curtain jets in full-scale room[J]. 尹海国,李安桂. Journal of Central South University. 2012(03)
[9]严寒地区地铁环控系统方案探讨[J]. 韩平. 铁道工程学报. 2011(06)
[10]正交试验设计和分析方法研究[J]. 刘瑞江,张业旺,闻崇炜,汤建. 实验技术与管理. 2010(09)
博士论文
[1]用于地铁的可调通风型站台门系统综合技术研究[D]. 李国庆.天津大学 2012
[2]地铁活塞风与地铁环控节能[D]. 王丽慧.同济大学 2007
硕士论文
[1]严寒地区屏蔽门制式地铁站轨行区通风模式研究[D]. 曹建.哈尔滨工业大学 2017
[2]活塞风对地铁车站环境的影响及其节能特性分析[D]. 严乐.北京工业大学 2015
[3]公共地下空间热舒适性调查与研究[D]. 李倩.西安建筑科技大学 2015
[4]地铁环控系统能耗对比分析与研究[D]. 李曦.华东交通大学 2014
[5]复合式屏蔽门地铁车站自然通风特性研究[D]. 陈瑶.西南交通大学 2013
[6]地铁活塞风与新型屏蔽门环控系统的数值研究[D]. 豆鹏亮.东华大学 2013
[7]地铁新环控系统可行性及节能效果研究[D]. 马锋.天津大学 2012
[8]岛式站台通风节能性研究[D]. 周鹏.天津大学 2010
[9]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
[10]基于现场实测的地铁车站空调负荷计算方法研究[D]. 李俊.清华大学 2009
本文编号：3211860
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国内外地铁发展概况
西安建筑科技大学硕士学位论文3调节运行。1.1.2车站热环境影响因素地铁内的环境热平衡分析或者得（失）热量过程，包括了多个相互作用的空气动力或热力的过程，即是一个相对复杂的热量交换过程（如表1-2所示）。在地铁运行系统中，热量的产生主要来自于电能的转换，还有部分来自乘客或者工作人员新陈代谢产生的散热量。运行中车辆刹车产热及空调排热，部分被周围土壤吸收，部分由活塞效应或机械通风排放到外界大气中。若地铁系统产生热不平衡效应，地铁系统内的温度将可能出现夏季过热、冬季过冷的热不舒适现象，既妨碍列车正常运行，也会影响乘客的换乘体验，故而有必要研究影响地铁热环境的主要因素，来进行地铁运行环境调控。以下将结合文献调研，对地铁站内得（失）热量进行具体分析。地铁系统的热量交换包括地铁系统内热源产热量、外部空气与站内气流相互作用，带出或者带入地铁系统的热量，以及通过车站围护结构进入或排出车站的热量。按照热量的来源，可以将其分为车站热负荷与隧道热负荷。图1.2地铁站台与周围环境交互传热（1）地铁车站动态热环境的影响因素地铁车站热负荷主要来自于车站人员散热量、机械通风和自然通风传热量、车站照明及车站设备散热量、围护结构传热量、随活塞风带入的部分隧道散热量（如列车运行产热量、列车人员及设备散热量等）。而各种热量与站台热环境之间的交
西安建筑科技大学硕士学位论文6需求。PradipAryala等人[35]通过CFD模拟研究得出，通过改变送风参数与回风口的位置可以有效改善室内热舒适性，并且可以减少能耗。结合混合通风和置换通风的优点，李安桂教授课题组[36-38]提出了竖直壁面贴附射流的送风模式，利用竖壁对送风的引导作用，把上送风口送出的气流引至房间下部工作区，形成“空气湖”状的通风效果。贴附射流主体的保持性要优于自由射流，在与垂直于射流方向的壁面撞击后，贴附射流会发生明显的转向现象，并能与垂直壁面形成很好的二次贴附流动，如图1.3。贴附射流能够有效改善通风空间环境的气流组织和通风效果，还可以应用于地铁站台柱体送风系统中。图1.3贴附送风模式下气流组织示意图1.2地铁热环境评价指标与评价方法乘客从室外环境经过站厅层进入站台层候车，在经过或在站台层作短暂停留（或者运动状态改变），对车站的热环境参数的感觉与在建筑物内静止的状态是不同的。因此不适合用通风空调常用的静止热舒适指标来进行评价，此时需要给出乘客对地铁类具有活动过渡区间的热舒适性指标，来指导地铁站厅站台等建筑通风空调的设计。对地铁热环境的评价可以选用下列指标与方法：1.2.1站台人员活动区的速度和温度要求据《地铁设计规范》[25]相关条例，地铁车站在夏季运行模式下：（1）地铁车站采用通风系统时，车站的进风应直接来自大气，排风应直接排
【参考文献】：
期刊论文
[1]可调通风型站台门系统在济南地铁中的适用性研究[J]. 王国富,刘海东,潘雷. 都市快轨交通. 2016(05)
[2]不同因素对地铁隧道围岩侧土壤温度场分布影响的模拟研究[J]. 王丽慧,王鹏飞,陶辉. 建筑节能. 2016(05)
[3]地铁隧道活塞风实测及特征分析[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(04)
[4]竖直壁面贴附式送风模式气流组织特性研究[J]. 尹海国,李安桂. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2015(06)
[5]地铁站台公共区空调系统气流组织与热舒适性研究[J]. 赵红英,徐洪涛,胡观兴. 城市轨道交通研究. 2015(08)
[6]沈阳地铁冬季隧道的温度特性实验研究[J]. 薛鹏,由世俊,李博佳,王奕然,陈克松. 河北工程大学学报(自然科学版). 2012(04)
[7]地铁车站设备区空调负荷动态特性分析及系统优化[J]. 张文清. 制冷与空调(四川). 2012(04)
[8]Airflow characteristics by air curtain jets in full-scale room[J]. 尹海国,李安桂. Journal of Central South University. 2012(03)
[9]严寒地区地铁环控系统方案探讨[J]. 韩平. 铁道工程学报. 2011(06)
[10]正交试验设计和分析方法研究[J]. 刘瑞江,张业旺,闻崇炜,汤建. 实验技术与管理. 2010(09)
博士论文
[1]用于地铁的可调通风型站台门系统综合技术研究[D]. 李国庆.天津大学 2012
[2]地铁活塞风与地铁环控节能[D]. 王丽慧.同济大学 2007
硕士论文
[1]严寒地区屏蔽门制式地铁站轨行区通风模式研究[D]. 曹建.哈尔滨工业大学 2017
[2]活塞风对地铁车站环境的影响及其节能特性分析[D]. 严乐.北京工业大学 2015
[3]公共地下空间热舒适性调查与研究[D]. 李倩.西安建筑科技大学 2015
[4]地铁环控系统能耗对比分析与研究[D]. 李曦.华东交通大学 2014
[5]复合式屏蔽门地铁车站自然通风特性研究[D]. 陈瑶.西南交通大学 2013
[6]地铁活塞风与新型屏蔽门环控系统的数值研究[D]. 豆鹏亮.东华大学 2013
[7]地铁新环控系统可行性及节能效果研究[D]. 马锋.天津大学 2012
[8]岛式站台通风节能性研究[D]. 周鹏.天津大学 2010
[9]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
[10]基于现场实测的地铁车站空调负荷计算方法研究[D]. 李俊.清华大学 2009
本文编号：3211860
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