自然通风对地铁车站环境的影响及节能潜力分析

摘要

城市轨道交通作为高效便捷的交通方式，近年来伴随着国民经济的高速增长和城市化进程的加速扩张，获得了快速发展，伴随的节能需求也愈发显著。自然通风的有效利用能够改善地铁车站内的空气品质以及冬季和过渡季节的热舒适性问题，取代或部分取代机械通风和空调而达到节能的目的。在当前以地铁为代表的城市轨道交通环控设计中，缺乏对地下车站自然通风的认识，在通风空调系统设计和运行中无法正确考虑自然通风的影响。因此，有必要对地铁车站在利用自然通风方面加以研究，找到通风空调系统更具合理性的设计与运行模式，以实现节能的目的。
　　本文首先在2015年到2016年期间，对重庆和成都两个城市的多个地铁车站进行了全年不同季节和不同工况的测试，测试主要内容包括出入口的通风状况和温湿度、室外温湿度及CO2浓度、站内温湿度及CO2浓度，并开展了机械新风系统开启和关闭情况下站厅层和站台层的CO2浓度分布及其变化的对比测试。通过测试加深了对地铁车站自然通风规模及站内环境状况的认识，得出了自然进风量是站内人数最多时人员新风量需求的十倍左右，完全可以满足站内人员新风量需求。
　　本文接着采用DeST数值模拟的方法对地铁车站开展了全年建筑热环境和能耗的数值模拟分析，通过与实测结果的对比，验证了DeST数值模拟方法对于研究地铁车站自然通风带来的影响的可行性和可靠性。而后逐月统计了站台层温度超过设计标准（29℃）的小时数，并分析了热环境超标对应时刻的室外气象与工况条件，总结出了仅自然通风、自然通风+机械通风、自然通风+空调等车站热环境调控措施的运行模式及转换条件。然后对不同自然通风量的大小、不同客流水平和不同地域分别进行了模拟分析，提出了充分有效地利用自然通风的建议与方法。
　　最后，本文以重庆地铁沙坪坝站为例，统计得到不同节能运行模式下对应的节能运行天数，在此基础上预测了充分利用自然通风后可能产生的节能量。并对不同气候区的代表城市上海、北京、广州、成都等的全年节能运行天数进行了分析，计算了这些城市的全年节能量，发现因地区的差异节能量有所不同，但各城市利用自然通风均有较大的节能潜力。

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究内容、技术路线及意义

1.4 本章小结

2 地铁车站实际测试及结果分析

2.1 测试概况汇总

2.2 重庆沙坪坝地铁站基本资料

2.3 沙坪坝站测试介绍

2.4 现场实测结果简介

2.5 本章小结

3 模拟模型的建立与验证

3.1 软件选取

3.2 模型建立

3.3 模型正确性检验

3.4 本章小结

4 地铁车站公共区热环境模拟分析

4.1 全年通风空调模式分析

4.2 不同自然通风量模拟分析

4.3 不同客流水平模拟分析

4.4 不同地域模拟分析

4.5 本章小结

5 地铁站自然通风节能分析

5.1 新风系统节能分析

5.2 节能运行模式分析

5.3 不同城市节能量

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 未来展望

致谢

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录