地鐵屏蔽門漏風(fēng)對車站熱環(huán)境的影響及氣流組織優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2021-06-05 09:00
在城市軌道交通的發(fā)展歷程中,環(huán)控技術(shù)的進(jìn)步起到了重要促進(jìn)作用。屏蔽門能有效得將乘客與軌行區(qū)隔離,兼具經(jīng)濟(jì)性、安全性及舒適性而被廣泛應(yīng)用。然而屏蔽門漏風(fēng)在活塞效應(yīng)、行車密度、室內(nèi)外環(huán)境等共同作用下,產(chǎn)生的風(fēng)壓、熱壓通風(fēng)會影響地鐵車站熱環(huán)境。當(dāng)前的地鐵環(huán)控設(shè)計(jì)中,雖然考慮到了屏蔽門漏風(fēng)對車站環(huán)境的影響,但沒有將其他影響因素與屏蔽門漏風(fēng)綜合考慮。本文通過地鐵車站環(huán)境現(xiàn)場實(shí)測、數(shù)值模擬及正交分析,開展了以下研究工作:(1)通過對西安某地鐵車站測試分析得出,冬季站臺、站廳溫度隨室外溫度波動呈小幅度范圍(±2℃)變化,站臺平均溫度高于站廳溫度4℃左右,基本滿足冬季通風(fēng)工況下,站臺溫度應(yīng)高于12℃的要求。屏蔽門漏風(fēng)量測試結(jié)果表明,列車進(jìn)站前,進(jìn)站口位置風(fēng)速開始變大,在1828s時速度達(dá)到最大值;列車離站時,出站端屏蔽門風(fēng)速迅速增加,瞬時速度可達(dá)78m/s。進(jìn)站端測點(diǎn)處屏蔽門通風(fēng)量受進(jìn)站列車影響較大,受出站列車影響較小。(2)采用IDA Tunnel數(shù)值模擬,分析了影響北方寒冷地區(qū)冬季地鐵熱環(huán)境的6個主要因素,得出各個影響因素的主次順序及影響程度,確定屏蔽門...
【文章來源】:西安建筑科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
國內(nèi)外地鐵發(fā)展概況
西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3調(diào)節(jié)運(yùn)行。1.1.2車站熱環(huán)境影響因素地鐵內(nèi)的環(huán)境熱平衡分析或者得(失)熱量過程,包括了多個相互作用的空氣動力或熱力的過程,即是一個相對復(fù)雜的熱量交換過程(如表1-2所示)。在地鐵運(yùn)行系統(tǒng)中,熱量的產(chǎn)生主要來自于電能的轉(zhuǎn)換,還有部分來自乘客或者工作人員新陳代謝產(chǎn)生的散熱量。運(yùn)行中車輛剎車產(chǎn)熱及空調(diào)排熱,部分被周圍土壤吸收,部分由活塞效應(yīng)或機(jī)械通風(fēng)排放到外界大氣中。若地鐵系統(tǒng)產(chǎn)生熱不平衡效應(yīng),地鐵系統(tǒng)內(nèi)的溫度將可能出現(xiàn)夏季過熱、冬季過冷的熱不舒適現(xiàn)象,既妨礙列車正常運(yùn)行,也會影響乘客的換乘體驗(yàn),故而有必要研究影響地鐵熱環(huán)境的主要因素,來進(jìn)行地鐵運(yùn)行環(huán)境調(diào)控。以下將結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研,對地鐵站內(nèi)得(失)熱量進(jìn)行具體分析。地鐵系統(tǒng)的熱量交換包括地鐵系統(tǒng)內(nèi)熱源產(chǎn)熱量、外部空氣與站內(nèi)氣流相互作用,帶出或者帶入地鐵系統(tǒng)的熱量,以及通過車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入或排出車站的熱量。按照熱量的來源,可以將其分為車站熱負(fù)荷與隧道熱負(fù)荷。圖1.2地鐵站臺與周圍環(huán)境交互傳熱(1)地鐵車站動態(tài)熱環(huán)境的影響因素地鐵車站熱負(fù)荷主要來自于車站人員散熱量、機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)傳熱量、車站照明及車站設(shè)備散熱量、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量、隨活塞風(fēng)帶入的部分隧道散熱量(如列車運(yùn)行產(chǎn)熱量、列車人員及設(shè)備散熱量等)。而各種熱量與站臺熱環(huán)境之間的交
西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文6需求。PradipAryala等人[35]通過CFD模擬研究得出,通過改變送風(fēng)參數(shù)與回風(fēng)口的位置可以有效改善室內(nèi)熱舒適性,并且可以減少能耗。結(jié)合混合通風(fēng)和置換通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn),李安桂教授課題組[36-38]提出了豎直壁面貼附射流的送風(fēng)模式,利用豎壁對送風(fēng)的引導(dǎo)作用,把上送風(fēng)口送出的氣流引至房間下部工作區(qū),形成“空氣湖”狀的通風(fēng)效果。貼附射流主體的保持性要優(yōu)于自由射流,在與垂直于射流方向的壁面撞擊后,貼附射流會發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)向現(xiàn)象,并能與垂直壁面形成很好的二次貼附流動,如圖1.3。貼附射流能夠有效改善通風(fēng)空間環(huán)境的氣流組織和通風(fēng)效果,還可以應(yīng)用于地鐵站臺柱體送風(fēng)系統(tǒng)中。圖1.3貼附送風(fēng)模式下氣流組織示意圖1.2地鐵熱環(huán)境評價指標(biāo)與評價方法乘客從室外環(huán)境經(jīng)過站廳層進(jìn)入站臺層候車,在經(jīng)過或在站臺層作短暫停留(或者運(yùn)動狀態(tài)改變),對車站的熱環(huán)境參數(shù)的感覺與在建筑物內(nèi)靜止的狀態(tài)是不同的。因此不適合用通風(fēng)空調(diào)常用的靜止熱舒適指標(biāo)來進(jìn)行評價,此時需要給出乘客對地鐵類具有活動過渡區(qū)間的熱舒適性指標(biāo),來指導(dǎo)地鐵站廳站臺等建筑通風(fēng)空調(diào)的設(shè)計(jì)。對地鐵熱環(huán)境的評價可以選用下列指標(biāo)與方法:1.2.1站臺人員活動區(qū)的速度和溫度要求據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》[25]相關(guān)條例,地鐵車站在夏季運(yùn)行模式下:(1)地鐵車站采用通風(fēng)系統(tǒng)時,車站的進(jìn)風(fēng)應(yīng)直接來自大氣,排風(fēng)應(yīng)直接排
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]可調(diào)通風(fēng)型站臺門系統(tǒng)在濟(jì)南地鐵中的適用性研究[J]. 王國富,劉海東,潘雷. 都市快軌交通. 2016(05)
[2]不同因素對地鐵隧道圍巖側(cè)土壤溫度場分布影響的模擬研究[J]. 王麗慧,王鵬飛,陶輝. 建筑節(jié)能. 2016(05)
[3]地鐵隧道活塞風(fēng)實(shí)測及特征分析[J]. 齊江浩,趙蕾,王君,李德輝,郭永楨,鄧保順. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報. 2016(04)
[4]豎直壁面貼附式送風(fēng)模式氣流組織特性研究[J]. 尹海國,李安桂. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(06)
[5]地鐵站臺公共區(qū)空調(diào)系統(tǒng)氣流組織與熱舒適性研究[J]. 趙紅英,徐洪濤,胡觀興. 城市軌道交通研究. 2015(08)
[6]沈陽地鐵冬季隧道的溫度特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 薛鵬,由世俊,李博佳,王奕然,陳克松. 河北工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(04)
[7]地鐵車站設(shè)備區(qū)空調(diào)負(fù)荷動態(tài)特性分析及系統(tǒng)優(yōu)化[J]. 張文清. 制冷與空調(diào)(四川). 2012(04)
[8]Airflow characteristics by air curtain jets in full-scale room[J]. 尹海國,李安桂. Journal of Central South University. 2012(03)
[9]嚴(yán)寒地區(qū)地鐵環(huán)控系統(tǒng)方案探討[J]. 韓平. 鐵道工程學(xué)報. 2011(06)
[10]正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析方法研究[J]. 劉瑞江,張業(yè)旺,聞崇煒,湯建. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2010(09)
博士論文
[1]用于地鐵的可調(diào)通風(fēng)型站臺門系統(tǒng)綜合技術(shù)研究[D]. 李國慶.天津大學(xué) 2012
[2]地鐵活塞風(fēng)與地鐵環(huán)控節(jié)能[D]. 王麗慧.同濟(jì)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]嚴(yán)寒地區(qū)屏蔽門制式地鐵站軌行區(qū)通風(fēng)模式研究[D]. 曹建.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]活塞風(fēng)對地鐵車站環(huán)境的影響及其節(jié)能特性分析[D]. 嚴(yán)樂.北京工業(yè)大學(xué) 2015
[3]公共地下空間熱舒適性調(diào)查與研究[D]. 李倩.西安建筑科技大學(xué) 2015
[4]地鐵環(huán)控系統(tǒng)能耗對比分析與研究[D]. 李曦.華東交通大學(xué) 2014
[5]復(fù)合式屏蔽門地鐵車站自然通風(fēng)特性研究[D]. 陳瑤.西南交通大學(xué) 2013
[6]地鐵活塞風(fēng)與新型屏蔽門環(huán)控系統(tǒng)的數(shù)值研究[D]. 豆鵬亮.東華大學(xué) 2013
[7]地鐵新環(huán)控系統(tǒng)可行性及節(jié)能效果研究[D]. 馬鋒.天津大學(xué) 2012
[8]島式站臺通風(fēng)節(jié)能性研究[D]. 周鵬.天津大學(xué) 2010
[9]地鐵屏蔽門可控風(fēng)口數(shù)值模擬研究[D]. 李鵬.西南交通大學(xué) 2010
[10]基于現(xiàn)場實(shí)測的地鐵車站空調(diào)負(fù)荷計(jì)算方法研究[D]. 李俊.清華大學(xué) 2009
本文編號:3211860
【文章來源】:西安建筑科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
國內(nèi)外地鐵發(fā)展概況
西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3調(diào)節(jié)運(yùn)行。1.1.2車站熱環(huán)境影響因素地鐵內(nèi)的環(huán)境熱平衡分析或者得(失)熱量過程,包括了多個相互作用的空氣動力或熱力的過程,即是一個相對復(fù)雜的熱量交換過程(如表1-2所示)。在地鐵運(yùn)行系統(tǒng)中,熱量的產(chǎn)生主要來自于電能的轉(zhuǎn)換,還有部分來自乘客或者工作人員新陳代謝產(chǎn)生的散熱量。運(yùn)行中車輛剎車產(chǎn)熱及空調(diào)排熱,部分被周圍土壤吸收,部分由活塞效應(yīng)或機(jī)械通風(fēng)排放到外界大氣中。若地鐵系統(tǒng)產(chǎn)生熱不平衡效應(yīng),地鐵系統(tǒng)內(nèi)的溫度將可能出現(xiàn)夏季過熱、冬季過冷的熱不舒適現(xiàn)象,既妨礙列車正常運(yùn)行,也會影響乘客的換乘體驗(yàn),故而有必要研究影響地鐵熱環(huán)境的主要因素,來進(jìn)行地鐵運(yùn)行環(huán)境調(diào)控。以下將結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研,對地鐵站內(nèi)得(失)熱量進(jìn)行具體分析。地鐵系統(tǒng)的熱量交換包括地鐵系統(tǒng)內(nèi)熱源產(chǎn)熱量、外部空氣與站內(nèi)氣流相互作用,帶出或者帶入地鐵系統(tǒng)的熱量,以及通過車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入或排出車站的熱量。按照熱量的來源,可以將其分為車站熱負(fù)荷與隧道熱負(fù)荷。圖1.2地鐵站臺與周圍環(huán)境交互傳熱(1)地鐵車站動態(tài)熱環(huán)境的影響因素地鐵車站熱負(fù)荷主要來自于車站人員散熱量、機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)傳熱量、車站照明及車站設(shè)備散熱量、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量、隨活塞風(fēng)帶入的部分隧道散熱量(如列車運(yùn)行產(chǎn)熱量、列車人員及設(shè)備散熱量等)。而各種熱量與站臺熱環(huán)境之間的交
西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文6需求。PradipAryala等人[35]通過CFD模擬研究得出,通過改變送風(fēng)參數(shù)與回風(fēng)口的位置可以有效改善室內(nèi)熱舒適性,并且可以減少能耗。結(jié)合混合通風(fēng)和置換通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn),李安桂教授課題組[36-38]提出了豎直壁面貼附射流的送風(fēng)模式,利用豎壁對送風(fēng)的引導(dǎo)作用,把上送風(fēng)口送出的氣流引至房間下部工作區(qū),形成“空氣湖”狀的通風(fēng)效果。貼附射流主體的保持性要優(yōu)于自由射流,在與垂直于射流方向的壁面撞擊后,貼附射流會發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)向現(xiàn)象,并能與垂直壁面形成很好的二次貼附流動,如圖1.3。貼附射流能夠有效改善通風(fēng)空間環(huán)境的氣流組織和通風(fēng)效果,還可以應(yīng)用于地鐵站臺柱體送風(fēng)系統(tǒng)中。圖1.3貼附送風(fēng)模式下氣流組織示意圖1.2地鐵熱環(huán)境評價指標(biāo)與評價方法乘客從室外環(huán)境經(jīng)過站廳層進(jìn)入站臺層候車,在經(jīng)過或在站臺層作短暫停留(或者運(yùn)動狀態(tài)改變),對車站的熱環(huán)境參數(shù)的感覺與在建筑物內(nèi)靜止的狀態(tài)是不同的。因此不適合用通風(fēng)空調(diào)常用的靜止熱舒適指標(biāo)來進(jìn)行評價,此時需要給出乘客對地鐵類具有活動過渡區(qū)間的熱舒適性指標(biāo),來指導(dǎo)地鐵站廳站臺等建筑通風(fēng)空調(diào)的設(shè)計(jì)。對地鐵熱環(huán)境的評價可以選用下列指標(biāo)與方法:1.2.1站臺人員活動區(qū)的速度和溫度要求據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》[25]相關(guān)條例,地鐵車站在夏季運(yùn)行模式下:(1)地鐵車站采用通風(fēng)系統(tǒng)時,車站的進(jìn)風(fēng)應(yīng)直接來自大氣,排風(fēng)應(yīng)直接排
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[2]不同因素對地鐵隧道圍巖側(cè)土壤溫度場分布影響的模擬研究[J]. 王麗慧,王鵬飛,陶輝. 建筑節(jié)能. 2016(05)
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[4]豎直壁面貼附式送風(fēng)模式氣流組織特性研究[J]. 尹海國,李安桂. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(06)
[5]地鐵站臺公共區(qū)空調(diào)系統(tǒng)氣流組織與熱舒適性研究[J]. 趙紅英,徐洪濤,胡觀興. 城市軌道交通研究. 2015(08)
[6]沈陽地鐵冬季隧道的溫度特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 薛鵬,由世俊,李博佳,王奕然,陳克松. 河北工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(04)
[7]地鐵車站設(shè)備區(qū)空調(diào)負(fù)荷動態(tài)特性分析及系統(tǒng)優(yōu)化[J]. 張文清. 制冷與空調(diào)(四川). 2012(04)
[8]Airflow characteristics by air curtain jets in full-scale room[J]. 尹海國,李安桂. Journal of Central South University. 2012(03)
[9]嚴(yán)寒地區(qū)地鐵環(huán)控系統(tǒng)方案探討[J]. 韓平. 鐵道工程學(xué)報. 2011(06)
[10]正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析方法研究[J]. 劉瑞江,張業(yè)旺,聞崇煒,湯建. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2010(09)
博士論文
[1]用于地鐵的可調(diào)通風(fēng)型站臺門系統(tǒng)綜合技術(shù)研究[D]. 李國慶.天津大學(xué) 2012
[2]地鐵活塞風(fēng)與地鐵環(huán)控節(jié)能[D]. 王麗慧.同濟(jì)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]嚴(yán)寒地區(qū)屏蔽門制式地鐵站軌行區(qū)通風(fēng)模式研究[D]. 曹建.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]活塞風(fēng)對地鐵車站環(huán)境的影響及其節(jié)能特性分析[D]. 嚴(yán)樂.北京工業(yè)大學(xué) 2015
[3]公共地下空間熱舒適性調(diào)查與研究[D]. 李倩.西安建筑科技大學(xué) 2015
[4]地鐵環(huán)控系統(tǒng)能耗對比分析與研究[D]. 李曦.華東交通大學(xué) 2014
[5]復(fù)合式屏蔽門地鐵車站自然通風(fēng)特性研究[D]. 陳瑤.西南交通大學(xué) 2013
[6]地鐵活塞風(fēng)與新型屏蔽門環(huán)控系統(tǒng)的數(shù)值研究[D]. 豆鵬亮.東華大學(xué) 2013
[7]地鐵新環(huán)控系統(tǒng)可行性及節(jié)能效果研究[D]. 馬鋒.天津大學(xué) 2012
[8]島式站臺通風(fēng)節(jié)能性研究[D]. 周鵬.天津大學(xué) 2010
[9]地鐵屏蔽門可控風(fēng)口數(shù)值模擬研究[D]. 李鵬.西南交通大學(xué) 2010
[10]基于現(xiàn)場實(shí)測的地鐵車站空調(diào)負(fù)荷計(jì)算方法研究[D]. 李俊.清華大學(xué) 2009
本文編號:3211860
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