地铁热环境测量方法研究-

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1、地铁热环境测量方法研究编辑：凌月仙仙作者：刘垚李晓锋朱出处：中国论文下载中心日期：2005-12-24刘垚李晓锋朱颖心摘要：地铁空调系统运行能耗是地铁总能耗的重要组成部分，研究地铁热环境，分析空调系统运行情况，对地铁节能具有重要意义。现场测量是进行地铁热环境研究的一种有效途径，但是由于地铁热环境的复杂性，目前没有较为完整的实际测量方法。本文主要提出一种适合工程应用的测量方法，对地铁热环境的实际测量工作起到一定的建议与指导作用。地铁热环境的测量主要包括三个方面：（1）地铁热环境参数的测量；（2）地铁气流分布参数的测量；（3）地铁设备运行能耗与人员负荷的

2、测量。通过上述三个方面的测量，建立地铁站的能量平衡关系式、风量平衡关系式和空调系统的负荷平衡关系式，为合理进行地铁空调系统的设计，分析评价地铁空调系统运行情况，优化地铁环控系统运行管理等，提供必要的数据基础。关键词：地铁热环境测量方法1测量背景与目的地铁具有不同于其他民用建筑设施的热环境特征，其结构复杂，设备繁多，建设资金投入巨大，如何更好的提高地铁工程的经济性已成为行业发展关注的焦点。作为地铁系统环境控制核心部分的通风空调系统，担负着地铁线路站厅、站台、隧道正常工况的通风、供冷以及事故工况的火灾通风、阻塞通风等功能，在地铁系统中占有重要的位置。地铁

3、系统运行总能耗巨大，其中以通风空调系统的能耗为主要组成部分。为了了解地铁热环境的主要特性参数及空调系统的运行情况，分析车站能耗组成，需要进行实际工程测量。目前由于地铁工程的复杂性、庞大性，尚无完整、系统、合理的地铁热环境测量方法，因此需要在一定基础的实际测量过程中，总结地铁热环境的特点，分析提炼出简明、合理、适用于工程应用的测量方法，为地铁实际工程的热环境测量提供指导与帮助。2测量原理与内容2.1测量原理与模型建立本文采用四出口地下双层岛式车站作为地铁热环境测量标准站，以夏季空调系统开启工况作为主要测量环境。根据热力学基本定律，地铁标准站能量平衡关系

4、式与气体流量平衡关系式分别如下：式中：通过壁面进入车站的热量；通过壁面流出车站的热量；出入口进风焓值：出入口出风焓值；隧道列车活塞风进风焓值；隧道列车活塞风出风焓值；地铁空调系统送风焓值；地铁空调系统回排风焓值；列车设备发热量；车站电力设备发热量；车站人员发热量；（1.2）式中，出入口进风量：出入口出风量；列车活塞风进风量；列车活塞风出风量；空调系统送风量：空调系统回排风量；在实际测量中，地铁车站气体流量平衡关系式具有重要意义，是能量平衡关系式成立必要前提条件，并作为检验实际测量数据准确性的重要依据。为了进一步详细了解地铁空调系统的运行情况，根据热力

5、学原理，可得到空调系统风量平衡关系式、能量平衡关系式及负荷平衡关系式：G回排风＋G新风＝G排风＋G送风（1.3）H回排风＋H新风＝H排风＋H送风＋Q冷机（1.4）综合地铁标准站能量平衡关系式与空调系统能量平衡关系式，可以得到地铁标准站空调负荷平衡关系式，可作为评价空调系统运行状况的依据。L空调＝L人员＋L设备＋L列车＋L新风＋L活塞风（1.5）根据热力学知识，可以将能量平衡关系式中各种形式的能量计算式分别写出：传热量计算公式为。其中，为壁面传热量，为壁面瞬时热流密度，为壁面传热面积，为计算时间步长。这里规定，取值为正，因此计算出的与均为正值。空气焓值

6、计算公式为：其中，为流动空气焓值，为空气密度，为流动空气瞬时速度，为计算时间步长，为流动空气过流断面的面积，为空气比焓。比焓又是空气温度与相对湿度的单值函数。发热量函数关系式为。其中为总发热量，为发热单元数量，为发热单元发热功率，为发热时间。2.2测量内容通过对地铁车站热环境进行能量平衡关系式及拓展关系式的理论分析，可以得到地铁热环境测量需要获得的目标参数，主要包括：空气温度、空气湿度、空气流速、过流断面、热流密度、水温度、水流量、固定发热单元（包括设备与人员）发热量等。在不同的测量参数中，又分别包含不同位置、不同对象、不同时间的测量，因此地铁热环境

7、的测量是相当复杂的。2.3测量仪器针对地铁热环境测量的主要参数，测量使用的仪器一般有温度计、湿度计、热流板、风速仪、流量计等。为了达到测量的目的和要求，所用仪器必须符合地铁系统热环境特点，便于实际工程应用，否则不能满足工程测量的要求。3测量方法与优化3.1传统测量方法的局限一般的工程测量，根据前期理论分析，确定测量的对象及所需仪器，按照常规测量方法即可获得预期参数。由于地铁系统自身的复杂性及特殊性，传统测量仪器和测量方法在地铁热环境测量中具有很大的局限性，往往不能满足实际测量的需要。地铁热环境测量的特点主要表现在测量空间大、测点布置分散、测量数据多、

8、参数变化频繁、采集时间长等方面，这就对实际测量中采用的仪器及方法有很高的要求。地铁工程实际测量，测量仪器的布