地鐵站廳通風(fēng)加冷卻頂板系統(tǒng)的數(shù)值模擬

1、專業(yè)專業(yè)知識(shí)分享版分享版使命：加速中國(guó)職業(yè)化進(jìn)程使命：加速中國(guó)職業(yè)化進(jìn)程【摘要】針對(duì)層高較高的地鐵站廳提出了置換通風(fēng)加冷卻頂板的空調(diào)方案。通過數(shù)值模擬分析，考察了室內(nèi)流場(chǎng)、溫濕度分布及熱舒適度分布情況。結(jié)果表明，該系統(tǒng)在不影響熱舒適性問題的前提下，可滿足站廳內(nèi)的環(huán)控要求?！娟P(guān)鍵詞關(guān)鍵詞】地鐵站廳；數(shù)值模擬；熱舒適性0引言引言地鐵站廳為較封閉的地下空間，具有空氣流通性差，人流量大等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)不合理的氣流組織形式很容易造成站廳內(nèi)空氣環(huán)境惡化

2、。目前。站廳空調(diào)常用的氣流組織形式為上送下回或上送上回。若站廳層高較高，上送風(fēng)形式容易造成冬季熱風(fēng)難以送達(dá)人員活動(dòng)區(qū)，通風(fēng)換氣效率低下，且對(duì)全部室內(nèi)環(huán)境控制的做法也會(huì)造成能源浪費(fèi)。相對(duì)而言，置換通風(fēng)分層空調(diào)的特性無疑具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。本文以天津地鐵三號(hào)線解放北路站廳為研究對(duì)象，針對(duì)站廳的建筑特點(diǎn)，提出了置換通風(fēng)加冷卻頂板的空調(diào)方案，并通過數(shù)值計(jì)算對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行了考察。該站廳層高較高，屬地下高大空間，在國(guó)內(nèi)尚不多見。置換通風(fēng)結(jié)合冷卻頂板

3、的系統(tǒng)在熱濕負(fù)荷較大的場(chǎng)合，可彌補(bǔ)置換通風(fēng)制冷能力小，輻射頂板不除濕、易結(jié)露的問題，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)[1]。為今后類似工程的空調(diào)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新思路。1模型建立模型建立該站廳（圖1）位于地下一層，面積約4300m2，層高8.65m，吊頂高度7.4m。模型采用天津地區(qū)夏季室外參數(shù)為依據(jù)，空調(diào)室外干球溫度33.4℃，濕球溫度26.9℃。根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB501572003）[2]，夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度30℃，相對(duì)濕度40%～65%。為便于計(jì)

4、算及建模，對(duì)所建模型做了以下簡(jiǎn)化：（1）一些面積較小的門洞及不規(guī)則輪廓忽略不計(jì)；（2）出于計(jì)算成本考慮，人體熱源簡(jiǎn)化為立方體代替，每個(gè)立方體代表兩人；（3）相距較近的送風(fēng)口，合并為一個(gè)大風(fēng)口考慮。專業(yè)專業(yè)知識(shí)分享版分享版使命：加速中國(guó)職業(yè)化進(jìn)程使命：加速中國(guó)職業(yè)化進(jìn)程1.2冷卻頂板冷卻頂板為達(dá)到均勻輻射效果，冷卻頂板整體交錯(cuò)布置于站廳吊頂，冷頂板總面積1050m2，表面溫度20℃。1.3人體熱源人體熱源人體散熱是室內(nèi)冷負(fù)荷的主要組成部分

5、。但目前資料尚無權(quán)威的地鐵站廳人員密度數(shù)據(jù)可查。根據(jù)文獻(xiàn)[4]，上車客流在車站停留時(shí)間為4分鐘，其中集散廳停留1.5分鐘，站臺(tái)停留2.5分鐘。下車客流車站停留時(shí)間為3分鐘，集散廳、站臺(tái)各停留1.5分鐘。以地鐵車站客流12800人小時(shí)算，再考慮室內(nèi)常駐的工作人員，乘以1.2的安全系數(shù)和0.89的群集系數(shù)，則站廳內(nèi)人員數(shù)為342人。人體全熱散熱量按150W計(jì)，散濕量0.06gs[5]。數(shù)值計(jì)算中，為節(jié)約計(jì)算成本，人體模型以每?jī)扇艘粋€(gè)立方體代

6、替，散濕量的模擬則以一置于立方體前的源項(xiàng)模塊代替。站廳內(nèi)人員分布基本隨機(jī)布置，但根據(jù)常理，主要集中于檢票機(jī)附近。1.4室內(nèi)設(shè)備室內(nèi)設(shè)備室內(nèi)發(fā)熱設(shè)備主要為照明燈具、電梯和檢票機(jī)。燈具置于站廳天花板處，照明總負(fù)荷107.5kW。電梯發(fā)熱量為3000kW。檢票機(jī)發(fā)熱量150kW，共28臺(tái)。具體布置如圖2。2模擬結(jié)果與分析模擬結(jié)果與分析本例設(shè)計(jì)工況為送風(fēng)量114796m3h，送風(fēng)溫度為24℃，相對(duì)濕度54%，送風(fēng)風(fēng)速0.25ms。模型采用HEX