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。

上海地铁站台热舒适状况调查与改善

采用实地测量与主观调查相结合的方法对上海地铁站台的热环境状况进行了调查。利用统计的方法分析了实验数据,得出中性温度为20.02℃,期望温度为20.7℃,80%的人可接受的温度范围上限为23.2℃,均略低于ASHARE舒适区标准。调查显示人们对上海地铁站台热舒适状况基本满意,而适当降低站台环境温度应是下一步的调整方向。另外,还对“病态建筑综合症”(SBS)进行了一定研究,结果发现人们对环境的不舒适感会引发SBS相关症状的发病率上升。

车辆客室热舒适性及顶部侧送格栅风口设计研究

通过利用多孔介质一维“多孔跳跃”模型和标准k-ε方程模型相结合的方式,研究车辆客室顶部侧送格栅风口送风角度、顶部侧送格栅风口位置及送风口风速。通过仿真模拟,比较分析典型截面处的热舒适性指标PMV(预测平均热感觉)和PPD(预测不满意百分率)。结论为:车辆客室上部格栅侧送风口建议采用与车辆客室上部格栅顶送风口错开的布置方式,格栅方向与列车地板水平面成45°夹角,风口风速为1 m/s。

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。

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。

地铁车厢内气流组织特性及其优化模拟

利用ANSYS Fluent软件,以整节地铁车厢为计算模型,用RNG k-ε湍流模型对不同送风角下地铁车厢内气流组织进行模拟计算,并从温度场、速度场、流场涡结构及人体热反应指标(PMV)对模拟结果进行分析。结果表明:60°对开送风角最能满足人体热舒适性要求;顶部送风可使地铁车厢内空间产生涡结构,送风角影响涡结构的形成及污染物的传播。研究结果可为地铁车厢气流组织优化设计提供参考依据。

上海地铁车厢冬季热舒适与空气环境调查研究

运用实地实时测量和现场问卷调查相结合的方法，研究了上海地铁代表性线路车厢内的热舒适状况。得到了车厢内实测温湿度、PMV值的现场数据。运用统计的方法分析实测数据和问卷数据，得出车厢内热中性温度19．25℃，期望温度18．46℃，80％的人可接受的温度区间为11．5-24．1℃。发现乘客对空气新鲜度在意程度最高。还发现地铁车厢内SBS发病率与人们在车厢内的热感觉存在一定程度的关联性。

同车不同温空调设定模式下的地铁列车车厢热舒适性分析

通过分析PMV-PPD(预测平均投票数-预测不满意百分比)热舒适性指标,基于夏季列车内环境参数,计算最舒适热环境下空气温度与乘客新陈代谢率的关系。发现列车内不同新陈代谢率的乘客达到最舒适状态时所需的温度不同。地铁列车采取同车不同温的空调设定模式后乘客的平均不满意率降低。以某市地铁为例,分析了强冷车厢和弱冷车厢不同分布方案的平均不满意率。研究结果表明:列车前3节车厢为强冷车厢、后3节为弱冷车厢时,整车的不满意率平均值最低。

利用无叶风扇改善地铁车厢环境问题的研究

本文利用无叶风扇的性能优势,根据既有地铁车辆的结构特点及相关轨道车辆标准,对无叶风扇进行改进,设计出一种利用改进后的无叶风扇对地铁车厢环境问题改善的方案。该方案在地铁车辆上实施改制后,在无载客情况下进行温度及风速实时监测,分析监测数据得出:该设计方案提高了客室热舒适度,增强了空气流通,解决了车厢闷热问题。夏季在载客情况下进行温度及风速实时监测,乘客热舒适效果更佳。同时,该方案安装简便,采用网络系统集中控制风扇的开关及调速,因此改造工作量少,成本低,具有可行性。

寒冷地区地铁站秋冬季热湿环境与热舒适实测分析:以西安地铁2号线为例

对寒冷地区代表城市西安秋冬季(2020年9月—2021年2月)地铁2号线5个典型车站及轿厢开展了热湿环境和热舒适情况实测研究,测试了环境参数,包括空气温度、相对湿度、风速等,并采用问卷调研的方式探讨乘客对热湿环境的主观感受和适应特性。采用湿感觉投票(HPV)对地铁站湿环境进行评价,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。结果显示:在冬季实测调研期间,北客站出入口全部时刻和站厅76%时刻的温度低于规范要求的12℃,其余4个标准站只有站台和轿厢的温度达到规范要求;同时北客站站台26%时刻和4个标准站站台40%时刻的相对湿度低于国家标准推荐的相对湿度值(30%);轿厢平均相对湿度为27.5%,同样低于该推荐值;根据统计得到的平均热感觉投票(MTS)和平均湿感觉投票(MHPV)值,绘制出秋冬季出入口、站厅、站台及轿厢的80%满意率舒适区温湿度范围;并对比调查问卷结果,对HDR进行修正,得到适用于西安地铁站冬季热环境评价指标。

地下交通枢纽下沉广场微气候特性及其对内部气流组织的影响研究

地下交通枢纽作为重要的城市交通工具,近年来发展迅速。同时,下沉广场被越来越多的应用到地下交通枢纽的建设中。由于室外空气可通过下沉广场出入口直接进入地下交通枢纽,所以下沉广场的微气候直接影响室内环境及气流组织。本研究选取夏热冬暖地区两个具有代表性的地下交通枢纽,对冬季下沉广场的微气候和大开口风量进行了实测。通过实测可以发现,下沉广场对背景风速存在衰减作用。通过问卷调查,得到下沉广场中性PET为19℃。下沉广场出入口导致的换气次数在深圳北站和福田站分别达到1.15 h^(-1)和0.4 h^(-1)。本研究结果为将来地下交通枢纽下沉广场设计提供数据依据和技术支持,以改善地下交通枢纽室内空气质量。

青岛地铁地下站厅层工作区冬季热环境研究

我国北方城市冬季地铁站内厅层工作区热环境特性对工作人员热舒适感非常重要。以青岛城市地铁有代表性的两个地下站的站厅层工作区热环境为研究对象,实验跟踪测试了站台层屏蔽门上部溢流活塞风扩散至站厅层的风量及气流温度变化规律;继而对厅层进出口自然流通的新风进行了风量和温度测试。实验研究发现,站厅层工作区的风速和气温受溢流活塞风和新风的耦合作用,呈现的周期性频率近似于溢流活塞风,而温度接近于新风,则站厅层热环境明显偏离常规热舒适性。面向站厅工作人员热环境及热舒适性进行研究,获取了青岛地铁地下站厅层工作区冬季热环境的特性。