本课题是“十一五”国家科技支撑计划重点项目“城市地下空间环境质量保障技术研究”(2006BAJ27B03)的一部分内容。地铁车站是地铁建设中投资巨大的重要环节,也是乘客大量集散的地方,地铁车站环境成为研究人员越来越关心的课题。车站内部的气流组织、温度分布对人体舒适和环境能耗的影响尤其重要,建立良好的地铁环境控制系统,能提供一个安全、舒适的乘车环境,对于节省能源、保护环境等有实际的意义。本课题主要是对哈尔滨地铁中的一典型岛式车站——黑龙江大学车站的环控系统及车站环境进行模拟研究。地铁车站通风系统的设计是地铁环控系统的关键技术之一。与目前国内现有在建或运营地铁城市相比,哈尔滨具有非常独特的气候特点。本文首先针对哈尔滨的寒冷气候特点,在对地铁车站热负荷分析的基础上,提出了不同于其它地区的通风方案,即夏季站厅和站台设定独立的通风系统;冬季站厅不设采暖系统,收集站台列车、人员、灯光及设备散热,通过站台和站厅的通风系统将其导入站厅来提高站厅空气温度。其次,根据所提出的冬、夏季通风方案,建立地铁车站的三维几何模型,在标准湍流k-ε模型的基础上建立了通风系统的物理模型,采用CFD模拟软件对地铁车站内冬季和夏季温度场进行了稳态模拟计算,并进行了科学的分析验证。该通风方案在冬季可以使站台候车侧乘客周围达到12℃;站厅的平均温度维持在11℃;夏季站台温度在最不利情况下不高于30℃,能满足乘客的暂时舒适要求。最后,采用动网格技术对列车运动产生的车站气流变化进行了分析与研究,探讨了活塞风的变化情况,总结了站台气流变化规律及对车站各局部的影响。结果表明岛式站台形式下活塞风效应对站台的流场分布以及舒适性有很大的影响。哈尔滨是目前我国建设地铁纬度最高、气温最低的城市。其气象条件与其他已建或在建地铁城市如北京、天津等不可比拟。因此,本文所采用的研究方法及所得结果对我国高纬度地区城市地铁建设提供了有益的参考,对地铁环境可靠控制和能源有效节约有重要意义。