地铁车站公共区冬季温度设计标准探讨.docx

地铁车站公共区冬季温度设计标准探讨Designtemperatureofundergroundstationsinwinter摘要地铁车站冬季环境控制标准是实现舒适、安全与节能必须考虑的问题。以我国不同地区的4个典型城市为例，考虑地铁环境的特殊性及各地的气候状况，探讨了各地地铁车站公共区冬季温度设计标准的确定方法，给出了建议的设计值。关键词地铁空调热舒适冬季热损失率Abstractthedesigntemperatureshouldbetreatedasanimportantissueinthermalcomfort,safetyandenergyefficiency.BasedontheapplicationanalysistothetypicalclimatesindifferentareasinChina,discussesthemethodfordeterminingthedesigntemperatureofundergroundstationsinwinterandgivesproposedvaluesforfourtypicalcitiesasexamples.Keywordsundergroundrailwayairconditioningthermalcomfortwinterheatdeficitrate我国越来越多的城市正在或者准备兴建地铁。作为全年运行的公共交通工具，地铁车站和列车需要在全年范围内保持合理的热环境。目前对地铁热环境的研究大多集中在夏季，对于冬季的关注不多。在地下铁道设计规范[1]中，车站和隧道的夏季温度有明确的规定。冬季则规定了地铁地面厅的室内计算温度为12℃，车站各类办公有为设备用房计算温度12～18℃。但对于与乘客关系最为密切的地下站厅、站台和列车车厢的冬季温度却没有具体规定。这对保证乘客在冬季的热舒适性，实现地铁环控系统的全年优化运行控制是不利的。1地铁冬季热环境的特点冬季室外气温低，冷空气经由车站出入口进入车站，可能使车站温度过低，导致使乘客不舒适的冷感觉。但是，由于地铁正常运行时的发热量很大，如果通风量不够，即使在冬季，也可能出现温度过高的现象。根据北京地铁1985-1986年实测数据，在当时客流及车流条件下，有一定的机械通风量，车站全年最低温度已达15℃以上。使用STESS软件模拟计算也表明，在远期设计客流及车流量下，如果没有足够的机械通风量，北京地铁远期冬季温度将在20℃，甚至25℃以上。这对于冬季穿着厚重的乘客来说，其感觉将是热而不是冷。地处华北的北京尚且如此，华中的南京、上海和华南的广州等城市，其地铁的冬季温度显然将会更高。因此，对于我国我数城市来说，其地铁的冬季温度显然将会更高。因此，对于我国多数城市来说，地铁冬季过热的可能性也是不可忽视的。地铁冬季温度不仅应当规定最低温度，而且应该规定最高温度。我国的地域辽阔，跨越多种气候类型。冬季的气温差异很大。如哈尔滨和广州的最冷月平均气温相差达33℃。巨大的气候差异使得不同地区的人们在冬季的衣着惯、生活方式有很大不同。由于乘客进入地铁前后的着装情况不可能有大的变化，因此乘客在室外的着装状况将影响到同气候条件地区，其地铁系统应当采用不同的温度标准。如果都采用相同的设计温度标准，将导致乘客的不舒适和环控系统能耗的无谓增加。本文将主要利用HDR式中D为热债，J/m2，其中m2是人体皮肤面积单位；H为暴露时间，s；M为新陈代谢率，W/m2，其中m2是人体皮肤面积单位；t为干球温度，℃；Icw为为服装热阻，clo；Ia为服装外空气边界层热阻，clo；R为平均辐射得热，W/m2，其中m2是人体皮肤面积单位。2．2新陈代谢率M的取值根据文献[5，6]，我国成年人几种活动强度下的新陈代谢率如表1所示。表1我国成年人新陈代谢率基础代谢静坐写字办公站立行走3km/km/km/乘客在室外活动量按以km/h速率行走考虑。在站台的活动量为站立并不时走动，新陈代谢率与行走速率3km/h相同。2．3空气边界层热阻Ia的计算根据文献，考虑到低温时的辐射和对流修正式中Ia为服装外边界层热阻，clo；v为相对风速，m/s；T为空气温度，K。3HDR的计算结果3．1乘客衣着量乘客通常是从室外直接进入地铁车站的，可以认为乘客进站前后衣着情况不变。乘客的室外衣着量主要是由室外气象状况决定的。在冬季，可以认为乘客在室外的衣着量能够满足基本的热舒适性要求，即乘客在室外的HDR=0。室外相对风速由自然风及行走速度引起，由于各地冬季平均自然风速均明显在于行走速度，且乘客行走方向各异，因此采用平均自然风速作为室外相对风速。忽略辐射的影响，则根据式可以计算出乘客衣着量，如表2。表２各城市冬季乘客衣着量城市室外温度/℃风速/m/sIa/clo新陈代谢率M/W/m2室外HDR/W/m