天津地铁1号线某车站通风方式模拟探究

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1、天津地铁1号线某车站通风方式模拟探究摘要：几何模型；负荷计算；模拟分析Abstract:geometricmodel;Loadcalculation;Simulationanalysis中图分类号：U231文献标识码：A文章编号：车站简介该车站采用双层岛式站台，站台宽12m，左右线间距为14.8m，有效站台长120m，车站全长176m。车站主体采用双柱三跨双层框构，主体结构净宽19.2m，顶板至底板高12.25m，柱距为8m。见图1图1小白楼车站断面图几何模型的建立本次模拟选取的车站结构尺寸为：120m×19.2m×10.65m；列车尺寸为：117.12m2.8m3.51m，列车冷凝

2、器在车顶部，制动电阻在车厢底部。人员的设定为：人群站立于列车运行线一米之外，模拟中简化为厚度为1.2米、高1.7米、长100米的两个块。本站设有4个乘客出入口，出入口净宽分别为4.0m、5.0m和7.0m，净高2.7m。8站厅层只设送风口，尺寸为600mm×300mm，共64个，布置在距站厅底部装修面3.9m的高度上。站台层采用上送风，轨顶排风以及轨底回/排风的气流组织形式。送风口尺寸为300mm×600mm，共78个，布置在距站台板3.55m高度的地方。轨顶排风口尺寸为1000mm×500mm，共108个，布置在距站台板3.5m高度的地方。轨底回/排风口尺寸为1000mm×350m

3、m，共80个，均匀布置在站台板下面。综上所述，所建模型如图2所示：图2小白楼车站几何模型图车站公共区空调通风负荷计算结果站厅层公共区空调送风量为10×104m3/h站台层公共区空调送风量为14.3×104m3/h站台层站端集中送风量为4.3×104m3/h车站公共区总空调送风量为28.6×104m3/h，其中补充新风量为2.86×104m3/h，空调回风量为25.74×104m3/h通风季通风量为28.6×104m3/h车站公共区计算冷量为1760kW边界条件的设定4.1站台发热量及相关的温度设定4.1.1站台发热量人员散热量：在模拟分析中，选择晚高峰作为最不利工况进行分析。车站内人

4、员显热散热量（人员散热只考虑显热散热量）按在商店内的轻劳动算，为74W/人；乘客在站台逗留时间设定为3分钟，晚高峰时段站台预计平均逗留600人，站台人员负荷为44kW；8列车发热量：冷凝器散热位于列车的顶部，大约有320kW的冷凝热。制动电阻的散热位于列车的底部，列车停站时，既有站列车平均有200kW左右的制动电阻散热量散发到车站，冷凝器和制动电阻均可看作是沿轨道方向均匀散热的热源。照明灯具：车站公共区13W/m2，区间7W/m2。照明灯具负荷为：120×5×13×2=15600(W)=15.6(kW)，散热位置布置在顶棚。广告灯箱：30kW/站。散热位置布置在地铁站台的侧墙壁上。4

5、.1.2相关的温度设定夏季空调室外计算干球温度为32.4℃；夏季室外空气通风计算温度为27℃；送风温度：空调工况下取15℃（计算求得）；通风工况下取27℃；隧道空气温度：25℃；围护结构壁面温度：24℃（顶部除外）；列车壁面温度：27℃（顶部及底部除外）。4.2相关的速度设定由车站公共区空调通风负荷计算结果和风口尺寸的大小，可求出送、排风口的风速。分别如下所示：站厅层送风口风速为2.41m/s；8站台层送风口风速为2.83m/s；站台层轨顶排风口风速为1.03m/s；站台层轨底排风口风速为0.85m/s；有列车一端活塞风口的风速：0.8m/s；无列车一端活塞风口的风速：0.5m/s。

6、4.3CFD模拟相关的参数设定CFD相关设置1湍流模型收敛准则压力离散格式温度离散格式动量离散格式离散格式离散格式标准-双方程模型流动：0.001能量：1×10-6质量力加权法二阶迎风格式一阶迎风格式一阶迎风格式一阶迎风格式CFD相关设置2欠松弛8系数压力AMG求解格式温度AMG求解格式动量AMG求解格式AMG求解格式AMG求解格式0.3～1.0V类型Flex类型Flex类型Flex类型Flex类型网格生成与质量Airpak中有两种类型的网格：正六面体和正四面体网格。正六面体网格适用于绝大部分情况。对于复杂的几何模型，如球体或椭球体，采用正四面体网格更为合适。在本次模拟中，模型均为正

7、方体或长方体，所以采用了正六面体网格。在满足网格足够细密的基础上，尽量减少网格数量以减少计算量，提高收敛的稳定性，因此，在速度梯度大的地方，网格要足够细密，同时尽量减少梯度小的地方的网格数。此次模拟共生成网格424344个，节点为471367个。网格划分如下图所示：图3网格划分侧视图图4网格划分俯视图模拟结果6.1空调工况模拟结果图5乘客出入口速度分布矢量图8图6站厅层送风气流流线图图7站台层送风气流流线图6.2通风工况模拟结果图8站厅层送风口气流流线侧视