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地铁车站冬季温度设计范文

地铁车站冬季温度设计

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℃(泵房、厕所为5℃)。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[2],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[3]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(heatdeficitrate}指标,以4个城市为代表,探讨我国各城市地铁冬季设计温度的取值。

2HDR介绍

热损失率HDR[4]是美国运输部提出的一个针对寒冷环境的热感觉指标。综合考虑了温度、湿度、辐射、风速、人体新陈代谢率、衣着等影响人体热舒适的因素。HDR的单位是W/m2,其中是m2人体皮肤面积单位。

人的平均皮肤温度是随着外界环境的变化而变化的,感觉基本舒适的平均皮肤温度范围约为30.6~35℃。在冷环境下,人体的体温调节中枢首先会使皮肤血管收缩,皮肤温度降低,从而减少散热量。当平均皮肤温度下降到舒适下限30.6℃时,如果散热量仍然大于发热量,体温进一步下降,人体出现热债。HDR值即表示人体在较冷环境下,平均皮肤温度为舒适皮肤温度下限时的净热损失速率,即负的人体蓄热率。HDR对时间的积分即热债。HDR≤0是不出现热债的必要条件。由于人体具有一定的蓄热量,当人体的热债达到约100kJ/m2时,才会感到冷不适。相反,当人体蓄热量达到100kJ/m2时,将感到热不适。

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