重庆地铁高架站候车站台热环境分析与改善研究

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随着现代化步伐的逐步加快,近年来地铁交通系统因其乘客运输量大、耗能少、安全便捷、环保等优点,得到了较大发展。高架线路由于其建造方式灵活、造价低、耗能少、节能环保等优势,数量逐渐增多。特别是对于重庆,高架站占比接近一半,且重庆位于夏热冬冷地区,夏季高温高湿、冬季阴冷,采用自然通风的地铁高架站候车站台热环境长时间处于较为恶劣的状态。因此,了解高架站热环境以及热舒适情况,通过优化自然通风营造舒适的站台候车热环境,可为高架站候车站台的热环境改善提供良好建议。本课题来源于重庆市住房和城乡建设委员会建设科技项目—“重庆轨道交通车站通风空调节能关键技术研究”。本文通过对全国10城市地铁高架站点资料进行收集,归纳出影响站台热环境的因素,包括建筑类型、站台形式、天窗类型、地理环境以及遮阳形式,并对重庆高架站点实地走访调研,划分出了3个主要的站台建筑形式:完全开敞、半开敞以及封闭。为探究典型站台类型冬夏季热环境与热舒适情况,本研究选取7座典型高架站台进行实测调查。研究发现,夏季开敞程度越大的站台超过规范要求的比例越小,人员热舒适状况也越好,冬季情况则相反。人员热舒适有很大差异,工作人员处于不舒适的比例比乘客高出50%,列车运动对站台散热存在一定影响,进出站时刻对风场的扰动影响比平时非进出站时段要高出一倍以上。通过CFD(Computational Fluid Dynamics)动网格数值模拟软件fluent验证了两种典型站台冬夏季列车对站台热环境的影响,结果发现列车进出站周期内人体热感觉SET(标准有效温度)下降超过3℃,对站台热环境与人员热舒适都有较大影响。本研究通过fluent数值模拟软件进一步探究了现有高架站台列车进出站时的冬夏季热环境改善措施,发现夏季热流量主要集中人行区的中间封闭区域、出站口以及轨行区,因此在站台侧面中间、出站端位置以及轨行区开口可以有效利用列车的强制对流带走站内热量,开敞站台安装挡雨遮阳板对站台散热影响不大。冬季增加屏蔽门高度以及站台遮阳板可以有效改善站内人员热舒适,其中通过增加屏蔽门高度的方式可有效减缓20%-90%的风场扰动。最后针对开敞与封闭站台在冬夏季提出了改善策略和措施,并通过对重庆2号线袁家岗以及李子坝站台提出了具体实际的改善措施,将策略运用到实际中,对今后高架站的改善提供参考。
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