西安地铁秋冬季 热环境与热舒适实测分析

采用热环境实测和调查问卷相结合的方法,研究西安地铁2号线过渡季、冬季车站及轿厢热环境和热舒适情况。分析西安地铁2号线的5个典型代表车站及轿厢在秋季过渡季和供暖季(2020年9月～2021年2月)的温度变化规律。研究发现,冬季北客站地铁站的出入口和站厅平均温度分别为4.14和8.74℃,不满足《地铁设计规范》(GB 50157—2013)的要求;并得出西安地铁2号线秋季公共区域80%满意率的舒适区温度范围是15.7～22.8℃,轿厢是18.7～24.3℃,冬季公共区域80%满意率的舒适区温度范围是12.3～16.1℃。采用热感觉投票(TSV)和热损失率(HDR)相结合的方法,对地铁站热环境进行评价;对比调查问卷结果,对HDR进行修正,得到适用于西安地铁冬季热环境的评价指标。该研究可为地铁站内通风空调系统的设计和运行管理提供可靠的基础数据,有利于地铁乘客舒适热环境的营造。     

基于人体热调节模型的地铁车厢热环境研究

地铁车厢热环境研究常将人体边界设置为恒定热流量,无法反映人体热调节和环境间的相互作用,很难准确地评价车厢环境的热舒适性。为有效地分析车厢内环境的热舒适性,提出一种57多节点人体热调节模型与车厢热环境耦合计算方法,对北京地铁15号线列车车厢内环境的热舒适性进行模拟计算。同时,采用该方法研究3种工况送风格栅型车厢内的热环境和乘客热舒适性,得到工况1的车厢内温度和速度分布均匀,乘客具有更好的热舒适性。相比恒定热人体边界条件,该方法能更全面地分析乘客的热舒适性,对改善实际车厢内的热环境具有一定的参考意义。     

低空气湿度对空调车厢热舒适性的影响

分析了轨道交通车辆车厢内空气湿度及温度变化时对PMV值的影响.还给出了PMV-PPD的计算结果,结果表示当车厢空气温度范围是16～20 ℃时,湿度的降低,使热舒适性差;21～25 ℃时对热舒适性影响不大,冬季一般控制在18 ℃左右,在不能提高车厢内温度的前提下,建议增加空气加湿设备以提高车厢内的热舒适性.     

地铁车厢内不同客流量的热环境特性及变化规律

为保证将可预测的客流量与地铁舒适性设计更好匹配,以长沙地铁B型车为研究对象,针对长沙冬冷夏热的气候特点以及地铁客流量波动可预测性,通过准确站坐比代替原始满载建立物理模型,运用RNG k-ε湍流模型、Airpak软件研究夏季运行期间载客车厢细致热环境特性以及不同立席密度对其影响变化规律,并加以实测数据验证.研究结果表明:客流量的波动不断破坏由设计者所设定的均匀性,速度场和温度场随人员变动渐偏离舒适,呈现出1.8 m高风速带状区域,车厢中部位置热量集中且温度增幅达到3.5℃等现象,以上情况随乘客拥挤度上升而不断加剧.     

地铁车站环境热舒适与通风空调系统节能策略研究进展

我国城市轨道交通方兴未艾,改善候车环境的舒适性、降低地铁的运营能耗是保证地铁事业健康发展的必由之路。通风空调系统对地铁车站环境的舒适状况影响显著,但其能耗占地铁运营总能耗的比例大,有较大的节能潜力可以挖掘。因此,针对国内外关于地铁车站环境舒适性所开展的调查研究进行汇总,指出车站所在地的气象参数、车站结构和新旧程度以及沿进出站路线的环境参数变化幅度都是影响车站舒适性的主要因素。分析总结地铁通风空调系统的设计运营现状及节能研究进展,提出应通过物理过程分析合理建立空调负荷预测模型等,结合历史运行数据进行地铁通风空调系统运行方案的改进优化。     

空调客车的空气品质与热舒适

根据空调列车卧铺车厢存在多种空气污染物和车厢内温度分布不均匀的现状,分析空调、通风系统的布置对车厢内空气品质和热舒适状况的影响,提出相应的改进措施.从节能和满足乘客个体需求的角度出发,提出在车厢内采用个体送风方式来改善卧铺车厢的空气品质和热舒适,并且对空调客车室内三维空气流场进行数值模拟研究,为空调客车室内舒适环境的优化研究提供依据.     

用相对热指标确定成都地铁环控设计中的温度设计标准

在地铁环境控制系统设计标准的各设计参数之中，与热环境（热舒适性）密切相关的温度标准对环控系统的设计和运营费用的影响最大。本文以美国供暖制冷空调工程师学会（ASHRAE）提出的相对热指标（RWI）作为衡量人体热舒适性的标准，对国内外部分已建设地铁系统的温度标准进行比较、分析，通过计算，初步确定成都市待建地的系统温度设计标准为站厅29℃，站台28℃，并在此设计标准上分析了乘客由进站至出站整个过程中RWI值和热舒适感的变化规律，为我国地铁环控系统设计提供了参考。     

西安公共建筑热环境调查分析

选取寒冷地区西安数栋公共建筑作为研究对象,于2008年8月和2008年12月至2009年1月采取现场建筑内热湿物理参数实测和室内人员问卷调查相结合的方式,对公共建筑热环境进行了研究,以揭示目前该地区建筑室内热湿环境现状以及人们的热舒适情况。研究结果得到了夏季该地区公共建筑内除酒店客房内温度偏低外,其他建筑室内温湿度都比较合适;而冬季除商场内温度偏高外,大部分建筑室内温度都在18~24℃之内,但冬季该地区公共建筑室内湿度普遍偏低。问卷调查表明夏季和冬季该地区公共建筑内绝大多数人对所处的热环境比较满意,热感觉适中。进一步的热舒适分析得到该地区夏季和冬季的实际热中性温度分别为24.9℃和18.7℃,实际热舒适温度范围分别为22.0~27.8℃和13.8~23.7℃。     

站台门型式对兰州地铁冬季热环境影响分析

研究目的:采用实测与一维数值模拟相结合的方法,在不同站台门型式和运行阶段下,对兰州地区冬季地铁热环境进行分析研究,结合当地气候特点,旨在找到合适的站台门型式和运行策略。研究结论:(1)地铁运行初期,安全门开式运行其车站温度优于安全门闭式运行,屏蔽门闭式运行车站和隧道温度略优于开式运行,屏蔽门开式运行隧道和车站温度略优于安全门开式运行;(2)地铁运行初期,室外温度过低(低于-10℃)时,建议采取闭式运行方式,但此时出入口需采取有效措施,减少活塞效应引起从出入口的进风量;(3)地铁长期运行后,安全门系统开式运行,车站温度优于闭式运行,屏蔽门闭式运行时车站和隧道温度略优于开式运行,安全门开式运行车站温度优于屏蔽门开式运行;(4)本研究结果可为兰州及相似地区站台门型式的选择以及不同站台门型式下初期、远期的冬季运行策略的制定提供依据或支撑。     

武汉地铁3号线列车车厢内环境实测调查及热舒适性分析

武汉地铁3号线列车空调系统采用中顶孔板与侧送风口相结合的送风方式,通过实车测试分析和数值模拟仿真分析的方式,分析了这种新型送风方式下车厢内的热舒适环境。测试结果表明:在距车厢地板高度0.5 m、1.2 m、1.7 m截面处的风速在0.35 m/s左右,车厢内任意两点处的温差小于3℃,车厢内环境满足列车空调系统设计规范。数值模拟仿真结果表明:列车空调系统采用中顶孔板与侧送风口相结合的送风方式,乘客的热舒适性较好,能够有效解决格栅送风方式中乘客吹风感的问题,提高了乘客乘坐的舒适性。     

基于计算流体动力学的地铁车厢气流性能评价分析

地铁车厢的空调系统气流性能的好坏直接影响车内乘客的热舒适性。以某型地铁车厢为研究对象,建立地铁车厢满载情况下的三维模型,运用计算流体动力学(CFD)软件Fluent,对车厢内空气流场进行数值模拟。讨论了不同送风工况(送风量和送风角度)对车厢内温度、速度的影响,并根据模拟结果对各工况的车厢气流性能进行评价分析。结果表明:在6种工况中,送风量12 000 m3/h、送风角度60°的送风工况是最优工况,其总体气流性能最好。     

空调硬卧车内人体热舒适性研究

针对目前空调硬卧车内气流分布不均匀,不同铺位的乘客对车厢内的热舒适感差别较大这一现状,采用计算流体动力学对空调硬卧车内流场和温度场进行了数值模拟,研究了空调硬卧车内空气流动速度和温度分布规律及热舒适评价指标PMV和人体吹风感指标PD分布状况。研究结果对于改变目前车厢内上、中、下铺气流分布不均的现状,改善车厢内人体热舒适环境提供了理论依据。     

基于体感热舒适性的地铁车辆空调模糊控制仿真

对地铁空调车厢的热舒适性提出以预测平均投票(PMV)指标为被控参数的模糊控制方式。根据地铁现场测试数据和调查结果,建立了PMV控制方程。对模糊控制器进行了设计并在Matlab软件中实现了仿真计算。通过与PID(比例-积分-微分)控制方式比较发现,基于PMV指标的模糊控制方式在调节时间上缩短了57%,且在满足乘客热舒适要求的基础上,能很好地实现系统节能需要。     

不同湍流模型模拟地铁站台气流组织比较

以某地铁站台为例,利用计算流体力学方法,采用标准k-ε模型、RNG k-ε模型、混合长度零方程模型、Chen零方程模型以及v2f模型,对其通风系统下站台、站厅内的温度场和速度场进行数值模拟。通过对不同模型下结果的比较分析,发现Chen零方程湍流模型在较少的收敛迭代次数下,能够得到与标准k-ε模型和RNG k-ε模型较为接近的流场和温度场,而混合长度零方程模型和近年来兴起的v2f模型则与其他模型的计算结果有较大差异。结果表明,在对地铁站台建立热环境数值模型时,湍流模型的选择也需谨慎。     

墙面式辐射供冷和供暖时的室内热过程实验研究

根据热舒适性理论分析室内平均辐射温度对人体热感觉的影响。通过实验分别对冬、夏两季关闭和开启辐射板时,室内温度分布情况及平均辐射温度与室内温度的关系进行分析和探讨。研究结果表明:采用墙面式辐射供冷和供暖,在达到同样的室内温度前提下,冬季室内平均辐射温度高于传统空调的平均辐射温度,夏季室内平均辐射温度低于传统空调的平均辐射温度,室内垂直方向和水平方向的温差均在人体舒适要求的范围内,可见,墙面式辐射供暖和供冷具有舒适度高、能耗低的特点。     

北京市铁路建设对城市局地热环境的影响

为研究铁路建设对城市局地热环境的影响 ,分别选择了北京西站、北京南站、北京站和北京北站为试验对象 ,通过在各车站周边布点测量温度 ,分析了各车站周围温度场的分布规律及其影响因素。结果表明 :既有铁路车站上空存在迷你热岛 ;绿地和水面对减弱局地热场作用明显 ;在对城市区域热环境影响中单一因子的影响作用得以凸现。     

高原低气压增氧旅客列车车厢温度场及热舒适的CFD评价

根据青藏铁路格尔木—拉萨段客车增氧低压的环境特点,对人体热舒适评价指标进行修正。基于RNGk—ε模型,采用计算流体动力学软件(CFD),建立25T型客车的简化CFD模型,利用求解该模型获取的数据对乘客热舒适性进行评价。结果表明:靠近车厢内部中央的温度低,靠近四周壁面的高;除车窗附近2个温度测点在大气压强为101.3kPa时的温度线与大气压强为70.7kPa时的有较大差异外,其余4个测点的温度线在这2个大气压强时重合或非常接近;大气压强为101.3和70.7kPa时,6个测点的温度比大气压强为55.6kPa时高0～2℃:在车厢外气温和辐射强度相同的条件下,大气压强下降至55.6kPa时才对车厢内温度产生明显的影响;当大气压强为55.6kPa时,受气流影响,坐在靠近走廊座位且面对来流方向乘客的热舒适性比在大气压强为101.3和70.7kPa时更接近中性,而坐在靠阴面侧壁座位且背对来流方向乘客的热舒适性比在大气压强为70.7kPa时更接近中性;坐在靠近阳面侧壁座位乘客的热舒适性指标为0.1～0.4,介于中性和稍热之间;而坐在其他座位乘客的热舒适性指标为-1.0～-0.6,介于中性和稍冷之间。由此可推断:大气压强和座位在车厢内的位置是影响车厢内乘客热舒适的主要因素。     

地铁车站使用阶段混凝土温度裂缝控制研究

以深圳地铁世界之窗站工程为背景,运用仿真模拟的方法,对明挖地铁车站混凝土结构的温度场和温度应力场进行多方面的对比研究。通过三维有限元计算模拟结构降温情况下结构中的温度场与温度应力场,分析构件中的温度梯度分布与混凝土结构开裂的关系,找到易于发生开裂的部位,提出温度筋的配置方式。通过算例对比,计算分析了三种不同约束条件下结构中的温度应力,得到在地铁车站设计中应合理设置伸缩缝和沉降缝的结论。