地鐵站廳通風加冷卻頂板系統(tǒng)的數(shù)值模擬

1、專業(yè)專業(yè)知識分享版分享版使命：加速中國職業(yè)化進程使命：加速中國職業(yè)化進程【摘要】針對層高較高的地鐵站廳提出了置換通風加冷卻頂板的空調(diào)方案。通過數(shù)值模擬分析，考察了室內(nèi)流場、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。【關(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，設計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，上送風形式容易造成冬季熱風難以送達人員活動區(qū)，通風換氣效率低下，且對全部室內(nèi)環(huán)境控制的做法也會造成能源浪費。相對而言，置換通風分層空調(diào)的特性無疑具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢。本文以天津地鐵三號線解放北路站廳為研究對象，針對站廳的建筑特點，提出了置換通風加冷卻頂板的空調(diào)方案，并通過數(shù)值計算對室內(nèi)環(huán)境進行了考察。該站廳層高較高，屬地下高大空間，在國內(nèi)尚不多見。置換通風結(jié)合冷卻頂板

3、的系統(tǒng)在熱濕負荷較大的場合，可彌補置換通風制冷能力小，輻射頂板不除濕、易結(jié)露的問題，實現(xiàn)優(yōu)勢互補[1]。為今后類似工程的空調(diào)設計提供了一個新思路。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)《地鐵設計規(guī)范》（GB501572003）[2]，夏季室內(nèi)設計溫度30℃，相對濕度40%～65%。為便于計

4、算及建模，對所建模型做了以下簡化：（1）一些面積較小的門洞及不規(guī)則輪廓忽略不計；（2）出于計算成本考慮，人體熱源簡化為立方體代替，每個立方體代表兩人；（3）相距較近的送風口，合并為一個大風口考慮。專業(yè)專業(yè)知識分享版分享版使命：加速中國職業(yè)化進程使命：加速中國職業(yè)化進程1.2冷卻頂板冷卻頂板為達到均勻輻射效果，冷卻頂板整體交錯布置于站廳吊頂，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[4]，上車客流在車站停留時間為4分鐘，其中集散廳停留1.5分鐘，站臺停留2.5分鐘。下車客流車站停留時間為3分鐘，集散廳、站臺各停留1.5分鐘。以地鐵車站客流12800人小時算，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，散濕量0.06gs[5]。數(shù)值計算中，為節(jié)約計算成本，人體模型以每兩人一個立方體代

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