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

论文摘要

活塞风对地铁热环境的影响,是地铁通风空调能耗的重要影响因素,在过渡季和冬季充分利用活塞风是实现地铁通风系统进一步节能的有效措施。本文在大量现场实测的基础上,重点研究两方面的内容,即活塞风对地铁环境的影响规律和带风口屏蔽门系统在侧式站台中的适用性。本文根据天津地铁车站的大量实测数据分析了活塞风对使用安全门的侧式站台地铁环境的影响规律,及地铁环境瞬变条件下的舒适性,并为数值模拟提供了边界条件和初始条件。另外根据对站台温度连续的监测,分析了站台温度在过渡季和冬季逐渐升高的规律。在夏季,带风口的屏蔽门因阻挡了活塞风和列车制动产生的热量而减少了站台的冷负荷。本文计算了侧式站台中安全门系统和带风口的屏蔽门系统的夏季冷负荷,发现两种系统夏季空调冷负荷差别很大,带风口的屏蔽门系统的空调负荷为安全门系统的1/2,这样带风口的屏蔽门系统的冷机和风机容量可大幅减小,能耗也相应减少。本文应用CFD模拟软件建立了天津地铁鞍山道站的数学模型,对安全门系统和带风口屏蔽门系统分别做了CFD动态模拟,并利用实测数据对该模型进行了正确性验证。通过对两系统模拟结果的对比分析,发现带风口的屏蔽门系统不会影响乘客的舒适性,虽然站台温度较安全门系统有所降低,但是对乘客的舒适性影响不大,而且乘客的满意度还会有所增加。因此,在非空调季较长的北方地区,带风口的屏蔽门系统的舒适性和节能性均优于安全门系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 地铁环控的发展
• 1.2 地铁环控系统的分类
• 1.3 地铁环控的研究现状
• 1.4 地铁站台及不同站台门的形式介绍
• 1.4.1 岛式站台和侧式站台
• 1.4.2 安全门和屏蔽门
• 1.5 课题的提出及意义
• 1.6 课题研究的主要内容及方法
• 第二章 安全门系统和带风口的屏蔽门系统冷负荷计算与分析
• 2.1 地铁站台负荷计算
• 2.1.1 列车在站台的发热量
• 2.1.2 车站人员散热量
• 2.1.3 车站设备散热量
• 2.1.4 车站照明得热量
• 2.1.5 围护结构散热量
• 2.1.6 新风带来的热量
• 2.1.7 活塞风带来的热量
• 2.1.8 出入口空气带来的热量
• 2.2 夏季空调冷负荷计算结果与分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 现场实测与结果分析
• 3.1 测试时间、地点及设备
• 3.2 测试内容
• 3.2.1 活塞风速
• 3.2.2 站台温度、风速
• 3.3 测试结果分析
• 3.3.1 活塞风速分析
• 3.3.2 温度场分析
• 3.3.3 站台温度场长期的变化规律及分析
• 3.3.4 瞬态条件下的舒适性分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 侧式站台的CFD模拟
• 4.1 物理模型的建立
• 4.1.1 几何模型
• 4.1.2 对气流流动的假设
• 4.1.3 物理模型的简化
• 4.2 数学模型的建立
• 4.2.1 控制方程
• 4.2.2 单值性条件的设定
• 4.3 CFD模拟软件介绍
• 4.3.1 CFD软件的一般结构
• 4.3.2 湍流模型与传热的数值模拟方法
• 4.3.3 SIMPLE算法与欠松弛因子的选择
• 4.4 网格划分
• 4.5 CFD模拟结果与现场测试的对比及分析
• 4.5.1 模拟和实测的对比及正确性验证
• 4.5.2 安全门系统模拟结果分析
• 4.6 带风口的屏蔽门的CFD模拟
• 4.6.1 带风口的屏蔽门介绍
• 4.6.2 带风口的屏蔽门的CFD模拟结果分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢