地铁车站公共区冬季温度设计标准探讨

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1、地铁车站公共区冬季温度设计标准探讨Designtemperatureofundergroundstationsinwinter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Abstractthedesigntemperatureshouldbetreatedasanimportantissueinthermalcomfort,safetyandenergyefficienc

2、y.BasedontheapplicationanalysistothetypicalclimatesindifferentareasinChina，discussesthemethodfordeterminingthedesigntemperatureofundergroundsta.tionsinwinterandgivesproposedvaluesforfourtypicalcitiesasexamples.Keywordsundergroundrailwayairconditioningthermalcomfortwinterheatdeficitrate

3、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宄大多集中在夏季，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°C,车站各类办公有为设备用房计算温度12〜18°C（泵房、厕所为5°C）o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，

4、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，车站全年最低温度己达15°C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°C，甚至25°C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

5、，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°C。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(heatdeficitrat

6、e｝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〜35°C。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°C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

7、，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彡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。2.1HDR定义式如下：(1)式中D为热债(heatdeficit),J/m2,其中m2是人体皮肤面积单位；H为暴露时间，s;M为新陈代谢率，W/m2,其中m2是人体皮肤面积单位；t为干球温度，°C;lew为为服装热阻，clo;Ia为服装外空气边界层热阻，clo;R为平均辐射得热，W/m2,其中m2是人