严寒地区地铁隧道温度特性及通风系统研究.pdf

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1、硕士学位论文严寒地区地铁隧道温度特性及通风系统研究STUDYONTHERMALCHARACTERISTICSANDVENTILATIONSYSTEMOFSUBWAYTUNNELINSEVERECOLDREGION吴伟哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU83学校代码：10213国际图书分类号：625.1密级：公开工学硕士学位论文严寒地区地铁隧道温度特性及通风系统研究硕士研究生：吴伟导师：姚杨教授申请学位：工学硕士学科：供热、供燃气、通风及空调工程所在单位：建筑学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInde

2、x:TU83U.D.C:625.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHERMALCHARACTERISTICSANDVENTILATIONSYSTEMOFSUBWAYTUNNELINSEVERECOLDREGIONCandidate：WuWeiSupervisor：Prof.YaoYangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Heating,Gassupplying,Ventilation&AirCondition

3、ingEngineeringAffiliation：SchoolofArchitectureDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要严寒地区地铁环控系统面临冬季室外极低温度的巨大挑战，为此多采用严寒冬季内循环通风、可调型站台门等特殊方案，相较国内其他气候区有很大的不同。本文以位于严寒地区的哈尔滨地铁1号线的典型车站和区间隧道为实例，采用理论计算、数值模拟与理论分析相结合的方法，对严寒地区地铁隧道的通风

4、情况和温度特性及其影响因素进行分析和研究。本文首先对地铁隧道活塞风速的计算方法进行了理论推导，全面分析了隧道内的得失热量，并代入实际工程参数分别进行了计算。计算结果表明，列车运行速度和隧道阻塞比是影响活塞风速的主要因素，车站轨行区和单洞双轨区间可能出现隧道温度偏高的不利情况。然后，利用地铁热环境模拟软件STESS建立研究对象的一维通风网络模型，以现有的地铁设计和运营方案作为模拟的基准方案，依据实际工程参数，通过数值模拟得到了正常工况下隧道内速度场和温度场的时空分布情况。根据模拟结果，在目前的通风方案下，隧道内人均新鲜空气量在22m3/h以上，夏季车站平

5、均温度为26℃左右，隧道温度低于24℃；冬季车站温度为12~16℃，隧道温度为5~15℃，均能满足通风热环境的规范要求，但单洞双轨区间换气次数较小、冬季温度偏低，个别区段冬季极端最低温度已接近0℃，可能出现局部冰冻的不利情况。在此基础上，对比研究了活塞风井的配置、轨道排热系统的设置、站台门制式的切换对隧道通风及温度分布的影响规律，发现增加活塞风井数量、将风井设于出站端、增大风井面积有利于隧道的通风换气，夏季减小活塞风井面积、增大排热风机运行台数有利于隧道和车站的降温，冬季转换为屏蔽门系统并关闭排热风机能有效提高隧道温度。最后，在综合考虑了地铁车站及隧道

6、热环境的舒适性、通风系统的节能性后，针对严寒地区地铁隧道的通风系统提出了较为合理的改进和优化方案。采用该方案可以保证夏季车站和隧道的空气温度均不高于30℃，冬季车站和隧道温度不低于7℃，并具有较好的经济性。关键词：严寒地区；地铁隧道；温度特性；通风系统；优化方案-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheenvironmentalcontrolsystemofmetroinseverecoldregionisfacedwiththegreatchallengeofextremelylowtemperatureoutsideinwinter

7、.Therefore,manyspecialschemessuchascirculatingventilationandadjustableplatformdoorincoldwinterareadopted,whicharedifferentfromotherclimaticregionsinChina.TakingthetypicalstationandintervaltunnelofHarbinMetroLine1intheseverecoldregionasanexample,thispaperanalysesandstudiesthevent

8、ilationheatenvironmentanditsinfluencingfactorso