地铁活塞风效应对地铁车站通风空调系统节能的影响分析与实测研究

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1、分类号:TU-8310710-2015229030专业硕士学位论文地铁活塞风效应对地铁车站通风空调系统节能的影响分析与实测研究张旭导师姓名职称谷雅秀副教授殷元生教授级高级工程师专业学位类别工程硕士申请学位类别硕士及领域名称建筑与土木工程论文提交日期2018年5月9日论文答辩日期2018年6月7日学位授予单位长安大学Theinfluenceofsubwaypistonwindeffectontheenergysavingofventilationair-conditioningsysteminsubwaystationAThesisSubmittedfortheDegreeofMas

2、terCandidate：ZhangXuSupervisor：AssociateProf.GuYaxiuProf.S.E.YinYuanshengChang’anUniversity,Xi’an,China摘要轨道交通作为便捷高效的交通方式，随着国民经济的高速增长和城市化进程的加速发展也进入快速发展期。伴随的节能需求也愈发显著，研究地铁车站节能关键策略，尤其是环控系统节能关键策略有着重要的意义。活塞风效应的有效利用能够取代或部分取代机械通风而达到节能的目的。在当前以地铁为代表的城市轨道交通环控设计中，缺乏对地下车站活塞效应引起渗入风量的认识，在通风空调系统设计和运行中无法正确考虑自

3、然通风的影响。因此，有必要对地铁车站在利用活塞风方面加以研究，找到夏季通风空调系统更节能的设计与运行模式，以实现节能的目的。本文首先提出了一种新型的测算活塞风效应的方法，并使用CFD软件模拟，搭建出入口通道模型，模拟节点上各点风速分布规律验证该方法可行性。并在2016年7月到8月围绕北京、重庆、深圳、广州四座城市的4个具有屏蔽门环控系统的地铁站进行了不同工况现场实测，测试主要内容包括活塞风效应引起的渗入地铁车站的新风量、机组供冷量、室内外温湿度及CO2浓度等。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

4、站内环境状况的认识，得出了渗入新风量完全可以满足站内人员新风量需求这一结论。获得了典型车站供冷季工作日逐时空调负荷以及室内外环境参数。分析得出，即使是地铁车站采用屏蔽门环控系统也会有很大的活塞风效应，利用CO2浓度监测数据来说明夏季关闭机械新风的空调内循环模式运行的可行性。最后以重庆地铁3号线嘉州站为例，在现场实测的基础上通过对测试数据的计算分析得出在关闭机械新风后地铁站空调系统在冷负荷端可能产生的节能量。并对北京市地铁8号线安华桥站、深圳市地铁1号线深大站、广州市地铁8号线鹭江站三个车站同样进行了节能潜力的计算和对比，由于各个城市各车站气候条件，车站空间结构不同节能率均有所不同。

5、但是各城市合理利用活塞风效应均能达到节能效果，冷负荷端节能率达到8%-33%均具有节能潜力。关键词：地铁车站，地铁活塞风效应，现场实测，节能分析IAbstractAsaconvenientandefficientmodeoftransportation,railtransithasenteredaperiodofrapiddevelopmentwiththerapidgrowthofnationaleconomyandtheaccelerationofurbanization.Withtheincreasingdemandforenergysaving,itisofgreatsig

6、nificancetostudythekeystrategiesofenergyconservationinmetrostations,especiallythekeystrategiesofthecontrolsystem.Theeffectiveuseofpistonwindeffectcanreplaceorpartiallyreplacemechanicalventilationtoachieveenergysaving.Inthecurrentrepresentedbythesubwaydesignofenvironmentcontrolsystemsinurbanrai

7、ltransit,thelackofawarenessofthepistoneffectcausedbyinfiltrationairflowinundergroundrailwaystations,indesignandoperationofventilationandairconditioningsystemscannotproperlyconsidertheeffectofnaturalventilation.Therefore,itisnecessarytos