地鐵空調(diào)負(fù)荷分析及估算_圖文

1、地鐵空調(diào)負(fù)荷分析及估算鐵道第二勘察設(shè)計(jì)院鐘星燦摘要簡(jiǎn)要分析不同系統(tǒng)模式的地鐵空調(diào)負(fù)荷組成。重點(diǎn)探討非屏蔽門(mén)系統(tǒng)(閉式系統(tǒng)的熱源構(gòu)成、熱量分布規(guī)律,以及空調(diào)負(fù)荷的估算方法。關(guān)鍵詞地鐵空調(diào)動(dòng)態(tài)負(fù)荷動(dòng)能分析估算A n a l ysis a n d e sti m a ti o n of a ir c o n diti o ni n g l o a d si n u n d e r gr o u n d r a il w a yBy Z hong X ingcanAbst r a ctB riefly a nalyses comp osition of t he air conditioning lo

2、ad under diff ere nt system modes.Discusses in detail t he heat source constitution,heat dist ribution,and estimation of t he air conditioning load of t he syste m wit hout platf or m shield doors.Keywor dsunderground railway air conditioning,dyna mic load,kinetic energy,a nalysis,estimation Second

3、Railway Survey&Res earch Institute of China,Chengdu,China0引言近年來(lái),地鐵已成為解決城市交通問(wèn)題的重要途徑之一。與早期興建的地鐵相比,人們對(duì)如今地鐵的環(huán)境狀況寄予了更高的期望。因此,相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題受到越來(lái)越多的關(guān)注。地鐵建設(shè)耗資巨大,設(shè)計(jì)時(shí)既要確保地鐵環(huán)境合理的溫濕度和相關(guān)的衛(wèi)生要求、有效地控制地鐵環(huán)境災(zāi)害,以維持地鐵運(yùn)營(yíng)的基本環(huán)境需求,又必須控制地鐵建設(shè)的投資。因此,針對(duì)地鐵環(huán)境空調(diào)負(fù)荷的分析和研究非常必要且具有現(xiàn)實(shí)意義。1地鐵環(huán)境空調(diào)負(fù)荷特點(diǎn)地鐵環(huán)境空調(diào)負(fù)荷與普通地面建筑的主要不同之處在于,地鐵列車(chē)運(yùn)行時(shí)消耗的能源最終都將以熱的形式

4、分布在地鐵環(huán)境中,成為影響地鐵環(huán)境的動(dòng)態(tài)負(fù)荷。統(tǒng)計(jì)資料表明,對(duì)于一個(gè)車(chē)站與隧道沒(méi)有分隔的地鐵環(huán)境,如果把車(chē)站環(huán)境視為空調(diào)對(duì)象時(shí),這種動(dòng)態(tài)負(fù)荷約占車(chē)站空調(diào)負(fù)荷的70%。另外,地鐵處于地下,故地鐵環(huán)境不受太陽(yáng)輻射的影響,除了計(jì)算冷負(fù)荷時(shí)必須考慮室外新風(fēng)的影響之外,在計(jì)算地鐵車(chē)站自身的空調(diào)冷負(fù)荷時(shí)基本可忽略室外環(huán)境的影響。2地鐵空調(diào)系統(tǒng)模式早期建設(shè)的地鐵基本沒(méi)有空調(diào)(通風(fēng)是必須的,并且多在緯度偏高的地區(qū)(世界上最早的地鐵于1863年在英國(guó)倫敦建成。隨著社會(huì)的發(fā)展,空調(diào)系統(tǒng)開(kāi)始在地鐵環(huán)境中得到了應(yīng)用,原因有:1緯度偏低的地區(qū),室外空氣溫度較高,列車(chē)在地下常年運(yùn)行,地下巖土的蓄熱使得地鐵環(huán)境溫度逐年上升

5、;2人們對(duì)其出行的環(huán)境有了更高的期望?，F(xiàn)行的地鐵空調(diào)系統(tǒng)基本有兩種模式:屏蔽門(mén)系統(tǒng)和非屏蔽門(mén)系統(tǒng)。粗略估算,設(shè)有屏蔽門(mén)的地下車(chē)站,其空調(diào)負(fù)荷約為無(wú)屏蔽門(mén)地下車(chē)站空調(diào)負(fù)荷的三分之一。目前,兩種模式均有選用。非屏蔽門(mén)系統(tǒng)的地鐵空調(diào)模式,因其歷史相對(duì)久遠(yuǎn),在實(shí)際運(yùn)行的地鐵空調(diào)系統(tǒng)中,依然占有絕對(duì)多數(shù)。在屏蔽門(mén)系統(tǒng)模式中,屏蔽門(mén)將隧道分隔在車(chē)鐘星燦,男,1954年3月生,大學(xué),高級(jí)工程師610031四川省成都市通錦路3號(hào)鐵道第二勘察設(shè)計(jì)院地鐵院(0138*E2mail:zxc5454收稿日期:20051101站站臺(tái)之外,其車(chē)站空調(diào)負(fù)荷受隧道的影響相對(duì)較小,負(fù)荷計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單。而在非屏蔽門(mén)系統(tǒng)模式中,車(chē)站

6、和隧道無(wú)分隔,車(chē)站環(huán)境與隧道環(huán)境、列車(chē)運(yùn)行狀況皆不可分離,空調(diào)負(fù)荷的確定相對(duì)復(fù)雜?，F(xiàn)就兩種不同的系統(tǒng)模式分別討論其車(chē)站空調(diào)負(fù)荷。本文所指的地鐵車(chē)站空調(diào)系統(tǒng),主要針對(duì)以乘客為服務(wù)對(duì)象的車(chē)站公共區(qū)。不包含以設(shè)備和管理人員為對(duì)象的設(shè)備管理用房(該范圍的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng),常稱(chēng)為小系統(tǒng);相應(yīng)地,以乘客為服務(wù)對(duì)象的公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)則簡(jiǎn)稱(chēng)為大系統(tǒng)。3屏蔽門(mén)系統(tǒng)空調(diào)負(fù)荷屏蔽門(mén)系統(tǒng)模式下,地下車(chē)站可視為一個(gè)相對(duì)封閉的地下箱形建筑。其熱濕負(fù)荷由以下幾個(gè)方面構(gòu)成。3.1機(jī)電負(fù)荷這類(lèi)負(fù)荷基本是由車(chē)站公共區(qū)所有用電設(shè)施產(chǎn)生的,包括自動(dòng)扶梯、垂直電梯、廣告、照明、緊急疏散指示牌、自動(dòng)售檢票機(jī)等?？赏ㄟ^(guò)各種用電設(shè)施的實(shí)際功率

7、很方便地計(jì)算得出。3.2人體熱濕負(fù)荷人體熱濕負(fù)荷計(jì)算的關(guān)鍵在于確定地鐵車(chē)站內(nèi)的具體人數(shù)高峰小時(shí)客流量(這一數(shù)據(jù)一般源自當(dāng)?shù)亟煌ㄒ?guī)劃部門(mén)的客流預(yù)測(cè)報(bào)告,計(jì)算中尚需考慮車(chē)站所處地區(qū)的超高峰系數(shù)。實(shí)際上,由于乘客在車(chē)站滯留的時(shí)間不同,這部分負(fù)荷是動(dòng)態(tài)負(fù)荷。上車(chē)乘客從地面進(jìn)入地鐵站廳、站臺(tái)候車(chē)、直至進(jìn)入地鐵車(chē)廂,全過(guò)程大致需要35min;下車(chē)乘客經(jīng)車(chē)站站臺(tái)、站廳直至地面,約需3min。這一過(guò)程的平均時(shí)間與列車(chē)行車(chē)計(jì)劃相關(guān)(列車(chē)到達(dá)本站的時(shí)間間隔決定了乘客在站臺(tái)的最長(zhǎng)滯留時(shí)間。當(dāng)上下車(chē)乘客在車(chē)站滯留的時(shí)間確定之后,考慮適當(dāng)?shù)娜杭禂?shù),車(chē)站的人體散熱負(fù)荷就確定了。3.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷包括車(chē)站圍護(hù)

8、結(jié)構(gòu)周?chē)耐寥纻鳠岷推帘伍T(mén)傳熱以及出入口的對(duì)流換熱。土壤傳熱是一個(gè)不穩(wěn)定的傳熱過(guò)程,與車(chē)站圍護(hù)結(jié)構(gòu)土壤特性、建筑構(gòu)造形式等有關(guān),其計(jì)算相對(duì)復(fù)雜,不確定因素較多。但是,對(duì)于屏蔽門(mén)系統(tǒng)的車(chē)站空調(diào)負(fù)荷而言,土壤傳熱所占的比例甚微,基本可以忽略不計(jì)。屏蔽門(mén)隔離了兩個(gè)不同的溫度環(huán)境,站內(nèi)環(huán)境與隧道之間的傳熱可以按一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱計(jì)算。在確定了車(chē)站屏蔽門(mén)的面積和材質(zhì)之后,屏蔽門(mén)傳熱負(fù)荷就確定了。3.4其他不確定空調(diào)負(fù)荷地鐵車(chē)站的建筑形式并不單一,對(duì)于淺埋車(chē)站或半地下車(chē)站,站廳、站臺(tái)的設(shè)置形式更為靈活。隨著車(chē)站與外部環(huán)境接觸面積的增大,站內(nèi)空調(diào)環(huán)境的影響因素也不斷增多。不同規(guī)模的車(chē)站,不同的周邊環(huán)境,其出入口通

9、道的長(zhǎng)度、數(shù)量也會(huì)有所不同。除各個(gè)出入口需要考慮適當(dāng)?shù)臐B透負(fù)荷外(譬如按出入口通道截面,以200W/m2計(jì),當(dāng)其通道較長(zhǎng)時(shí),也需要按其面積考慮適當(dāng)負(fù)荷。由于實(shí)際情況存在較大的差異,需要因地制宜地酌情考慮附加負(fù)荷,不宜簡(jiǎn)單統(tǒng)一。屏蔽門(mén)在列車(chē)停站時(shí)開(kāi)啟,導(dǎo)致站臺(tái)與隧道環(huán)境暫時(shí)換熱,成為影響站臺(tái)空調(diào)環(huán)境最不確定的空調(diào)負(fù)荷。這個(gè)負(fù)荷與列車(chē)編組、車(chē)廂長(zhǎng)度、發(fā)車(chē)間隔、停站時(shí)間相關(guān)。該部分空調(diào)負(fù)荷,目前尚無(wú)成熟的計(jì)算方法(一些城市地鐵按510m3/s估算其漏風(fēng)量,有待于通過(guò)更多的地鐵屏蔽門(mén)運(yùn)行實(shí)例,總結(jié)出合理的計(jì)算方法。4非屏蔽門(mén)系統(tǒng)空調(diào)負(fù)荷當(dāng)車(chē)站與行車(chē)隧道并無(wú)隔離時(shí),地鐵的環(huán)境控制難以將車(chē)站和隧道區(qū)別對(duì)待

10、。在非空調(diào)季節(jié),該系統(tǒng)地鐵利用列車(chē)行進(jìn)產(chǎn)生的活塞效應(yīng),通過(guò)設(shè)置在隧道與外界連通的風(fēng)井進(jìn)行自然通風(fēng),以消除環(huán)境的余熱余濕(稱(chēng)為開(kāi)式系統(tǒng)。而在空調(diào)季節(jié),系統(tǒng)關(guān)閉設(shè)置在隧道的風(fēng)井,主要依靠地鐵自身的空調(diào)系統(tǒng)控制地鐵環(huán)境(稱(chēng)為閉式系統(tǒng)。本章討論的非屏蔽門(mén)系統(tǒng)的空調(diào)負(fù)荷,即指車(chē)站與行車(chē)隧道無(wú)隔離、系統(tǒng)處于閉式狀況下的空調(diào)負(fù)荷。閉式系統(tǒng)中,車(chē)站站臺(tái)與區(qū)間隧道之間并無(wú)屏障。車(chē)站的溫度、濕度及其他衛(wèi)生條件,通過(guò)車(chē)站空調(diào)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn);區(qū)間隧道的溫度,依靠活塞風(fēng)攜帶車(chē)站的空調(diào)氣流來(lái)維持在設(shè)定范圍內(nèi)。實(shí)際上,某一車(chē)站的空調(diào)負(fù)荷,包含了相鄰區(qū)間隧道保持設(shè)定環(huán)境條件所必須的空調(diào)負(fù)荷(一般情況下,列車(chē)車(chē)廂夏季空調(diào)設(shè)計(jì)溫度為

11、27。為了使地鐵車(chē)站環(huán)境成為合理的過(guò)渡環(huán)境,站臺(tái)設(shè)計(jì)溫度多在28 29,車(chē)站站廳設(shè)計(jì)溫度30;區(qū)間隧道的設(shè)計(jì)溫度,為保障列車(chē)車(chē)廂空調(diào)外置冷凝器的正常運(yùn)行,控制在35以下。圖1是一個(gè)地鐵車(chē)站“島式”站臺(tái)平面示意。圖2是一段地鐵站縱剖面示意圖。 圖1地下車(chē)站“島式”站臺(tái)平面示意圖 圖2地鐵站縱剖面示意圖從圖1,圖2中不難看出,車(chē)站的空調(diào)負(fù)荷僅指本站的空調(diào)負(fù)荷。其中站廳空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算與屏蔽門(mén)系統(tǒng)相同。但對(duì)于站臺(tái)而言,除了少量車(chē)站固有的機(jī)電設(shè)備負(fù)荷和人員空調(diào)負(fù)荷外,列車(chē)運(yùn)行發(fā)熱量則成為最主要的負(fù)荷來(lái)源,且該負(fù)荷是動(dòng)態(tài)負(fù)荷。站臺(tái)空調(diào)環(huán)境溫度也是一個(gè)波動(dòng)值,其設(shè)計(jì)環(huán)境溫度也僅僅是這個(gè)波動(dòng)值的平均概念。在現(xiàn)

12、行地鐵的設(shè)計(jì)中,地下車(chē)站空調(diào)負(fù)荷值多通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算。早在20世紀(jì)70年代,美國(guó)為適應(yīng)地鐵建設(shè)的需要,編寫(xiě)了SES (subway environment system 模擬計(jì)算程序。以后其版本雖有更新,但其核心并無(wú)質(zhì)的改變。隨著地鐵的發(fā)展,近年來(lái)一些新的地鐵環(huán)境模擬計(jì)算程序相繼問(wèn)世,旨在更清楚地把握地鐵環(huán)境的氣流運(yùn)動(dòng)和熱力傳遞規(guī)律,為通風(fēng)空調(diào)和防災(zāi)系統(tǒng)設(shè)置提供依據(jù)。圖3是某段地鐵的SES 模擬結(jié)果,它顯示了三個(gè)車(chē)站和相鄰區(qū)間隧道的溫度分布情況(對(duì)于隧圖3地鐵線路局部區(qū)段夏季空調(diào)工況模擬溫度分布道而言,僅顯示了列車(chē)對(duì)開(kāi)線路上單側(cè)隧道的情況,圖中凹陷部分是車(chē)站所在位置。地鐵線路上,由于各車(chē)站的

13、規(guī)模、建筑形式不盡相同,區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式、長(zhǎng)度、坡度也應(yīng)因地制宜,故各個(gè)車(chē)站和區(qū)間,其空調(diào)負(fù)荷和溫度分布也不同。雖然模擬計(jì)算可以比較接近地鐵環(huán)境氣流和熱力分布的真實(shí)情況,但模擬計(jì)算本身的準(zhǔn)確性卻依賴(lài)于所建立的數(shù)學(xué)模型。任何原始數(shù)據(jù)輸入的正確與否,都將直接影響模擬的結(jié)果。就目前國(guó)內(nèi)的地鐵建設(shè)情況而言,從開(kāi)始著手研究直到地鐵運(yùn)行,35年甚至更長(zhǎng)的周期皆有可能。因此,早期方案階段期望獲取大量準(zhǔn)確可靠的原始數(shù)據(jù)幾乎不可能,且方案研究也難以為建立模擬所需要的數(shù)學(xué)模型提供穩(wěn)定的建筑結(jié)構(gòu)形式。在地鐵車(chē)站建筑中,除了正?？土魉璧墓矃^(qū)建筑面積以外,在所有為地鐵運(yùn)行服務(wù)的設(shè)備管理用房中,通風(fēng)空調(diào)專(zhuān)業(yè)所需占用

14、的建筑面積超過(guò)一半以上(20世紀(jì)90年代建成的廣州地鐵一號(hào)線為非屏蔽門(mén)系統(tǒng),其普通設(shè)備管理用房建筑面積的實(shí)際統(tǒng)計(jì)結(jié)果約為3500m 2,通風(fēng)空調(diào)專(zhuān)業(yè)占用20002100m 2(約占2/3。如果沒(méi)有對(duì)空調(diào)負(fù)荷的早期估算,相應(yīng)的設(shè)計(jì)也難以確定車(chē)站必要的建筑規(guī)模。因此,早期估算空調(diào)負(fù)荷對(duì)于地鐵空調(diào)設(shè)計(jì)是非常必要的。地下車(chē)站非屏蔽門(mén)系統(tǒng)的空調(diào)負(fù)荷可以分為兩部分:1人員負(fù)荷和機(jī)電負(fù)荷,這部分負(fù)荷計(jì)算方法與屏蔽門(mén)系統(tǒng)基本相同;2由列車(chē)運(yùn)行散熱產(chǎn)生的負(fù)荷,此部分負(fù)荷是站臺(tái)空調(diào)負(fù)荷的主要來(lái)源,但由于早期難以準(zhǔn)確計(jì)算,故估算就顯得尤為重要。空調(diào)負(fù)荷的估算方法有多種,其估算的準(zhǔn)確度差異也比較大。地下鐵道設(shè)計(jì)與施工

15、1中有比較簡(jiǎn)潔的概算法。也有相對(duì)有效的過(guò)程法。相對(duì)而言,筆者比較贊同SubwayEnvironment Design Handbook 2中推薦的估算方法。該方法以統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ),通過(guò)能量守恒的基本原理進(jìn)行分析,并以列車(chē)動(dòng)能作為參照指標(biāo)進(jìn)行估算。1運(yùn)動(dòng)負(fù)荷特征一輛?？吭谲?chē)站的列車(chē),由供電系統(tǒng)輸入電力驅(qū)動(dòng),使其加速到設(shè)定的速度在隧道區(qū)間運(yùn)行。此時(shí)的運(yùn)行列車(chē)具有自身的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能,當(dāng)列車(chē)制動(dòng)?？肯乱卉?chē)站時(shí)(假定沒(méi)有其他因素干預(yù),其動(dòng)能將100%的轉(zhuǎn)化為熱量。實(shí)際上,維持列車(chē)正常的勻速運(yùn)動(dòng),仍然需要一定的電力驅(qū)動(dòng),這些能量最終都將轉(zhuǎn)化為熱量。對(duì)于理論上封閉的地鐵系統(tǒng)而言,這些熱量依然留存在地鐵環(huán)境系統(tǒng)中,

16、并成為非屏蔽門(mén)系統(tǒng)(閉式系統(tǒng)地鐵環(huán)境的主要熱負(fù)荷。同樣,列車(chē)自身的空調(diào)冷凝器釋放的熱量也將隨列車(chē)運(yùn)動(dòng)沿途分布。與此同時(shí),車(chē)站及隧道的固定熱源也因列車(chē)運(yùn)動(dòng)的影響改變了原有的分布形式。這些熱量的形成與分布,代表了地鐵環(huán)境空調(diào)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)負(fù)荷的特征。2列車(chē)運(yùn)動(dòng)散熱的影響因素由于列車(chē)運(yùn)動(dòng)散熱與其動(dòng)能密切相關(guān),因此,列車(chē)的質(zhì)量、發(fā)車(chē)頻率、運(yùn)行速度都將對(duì)地鐵環(huán)境的空調(diào)負(fù)荷產(chǎn)生影響。列車(chē)質(zhì)量隨著列車(chē)的類(lèi)型、編組以及乘客人數(shù)的不同而不同,列車(chē)的質(zhì)量可以預(yù)先確定。由于行車(chē)組織的不同,其計(jì)劃的發(fā)車(chē)頻率也不同。對(duì)于地鐵的不同運(yùn)行階段(初期、中期、設(shè)計(jì)期,列車(chē)的運(yùn)行數(shù)量不同。從而需要相應(yīng)的行車(chē)計(jì)劃,以把握地鐵線路上運(yùn)行的

17、列車(chē)數(shù)量。在運(yùn)行間距和運(yùn)行時(shí)間確定的前提下,列車(chē)在區(qū)間上的平均運(yùn)行速度可以確定。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,列車(chē)在隧道中每一次從啟動(dòng)運(yùn)行到制動(dòng)靜止直至下一次啟動(dòng)(一個(gè)站間運(yùn)行周期,其環(huán)境全過(guò)程的散熱量約為2倍動(dòng)能。針對(duì)不同的列車(chē)速度,Subway Environment Design Handbook給出了其環(huán)境散熱的統(tǒng)計(jì)情況,如表1所示(1mph=1.6093km/h。當(dāng)然,這個(gè)結(jié)果是在一般條件下和一般區(qū)間長(zhǎng)度的前提下作出的統(tǒng)計(jì)(國(guó)內(nèi)地鐵車(chē)站設(shè)置間距多在1 km左右,列車(chē)在車(chē)站之間實(shí)際行駛的速度多在40mph左右,且并不包含通風(fēng)效果的影響和其他特例。表1地鐵車(chē)站及相連隧道的散熱速度64.372km/h(4

18、0mph96.558km/h(60mph128.744km/h(80mph每輛列車(chē)每次停站散熱/kJ 動(dòng)能比率每輛列車(chē)每次停站散熱/kJ動(dòng)能比率每輛列車(chē)每次停站散熱/kJ動(dòng)能比率列車(chē)制動(dòng)62565114074512502601列車(chē)加速141380.226368220.262775470.31三軌受電損失10550.01763300.045289090.116隧道燈光2110.0035280.0049500.004列車(chē)附件33760.05443260.0354860.022車(chē)載空調(diào)411470.658548630.39685790.273車(chē)站燈光、設(shè)備和人員146650.234146650.10

19、4146650.059合計(jì)137157 2.192258279 1.835446396 1.784參考動(dòng)能62565114074512502601實(shí)際上,列車(chē)的運(yùn)動(dòng)散熱主要來(lái)源于裝在列車(chē)底部的制動(dòng)電阻格柵散熱和列車(chē)車(chē)廂攜帶的空調(diào)冷凝器散熱。在不同的運(yùn)行速度下,列車(chē)的運(yùn)動(dòng)散熱分配到車(chē)站和隧道的比例是不同的。表2和表3是這些散熱量的分布情況。表2電阻格柵散熱量的分布速度留在通過(guò)隧道進(jìn)入車(chē)站進(jìn)入前方隧道熱量/ (kJ/輛百分?jǐn)?shù)/%熱量/(kJ/輛百分?jǐn)?shù)/%熱量/(kJ/輛百分?jǐn)?shù)/%64.372km/h(40mph2532 4.04378569.91624826.1 80.465km/h(50mph6

20、752 6.96393765.32711527.8 96.558km/h(60mph1540410.98714861.93819327.2 112.651km/h(70mph2933115.311310258.94916625.8 128.744km/h(80mph5591822.313694754.75739523.0表3列車(chē)空調(diào)冷凝器散熱量的分布速度留在通過(guò)隧道進(jìn)入車(chē)站進(jìn)入前方隧道熱量/(kJ/輛百分?jǐn)?shù)/%熱量/(kJ/輛百分?jǐn)?shù)/%熱量/(kJ/輛百分?jǐn)?shù)% 64.372km/h(40mph411510.02880370.0822920.0 80.465km/h(50mph643613.42

21、880360.01276626.6 96.558km/h(60mph865115.82880352.51740831.7 112.651km/h(70mph1097317.82880346.62194535.6 128.744km/h(80mph1329419.42880342.02648238.6由于列車(chē)運(yùn)動(dòng)同時(shí)影響了地鐵環(huán)境中固定熱源的散熱分布,以至地鐵環(huán)境的空調(diào)負(fù)荷實(shí)際分布情況皆與列車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相關(guān)。表4所示即為綜合所有熱源散熱量分布的情況。表4地鐵環(huán)境所有熱源散熱量分布速度留在通過(guò)隧道進(jìn)入車(chē)站進(jìn)入前方隧道熱量/ (kJ/輛百分?jǐn)?shù)/%熱量/(kJ/輛百分?jǐn)?shù)/%熱量/(kJ/輛百分?jǐn)?shù)/%6

22、4.372km/h(40mph7069 5.18957565.34051429.6 80.465km/h(50mph138217.210972657.56720735.3 96.558km/h(60mph250059.713293851.510033638.8 112.651km/h(70mph4135812.115889246.314264441.6 128.744km/h(80mph7058415.818273640.819413143.4通過(guò)表24可以了解地鐵環(huán)境的散熱分布。這些數(shù)據(jù)是一組在動(dòng)態(tài)環(huán)境下熱量分布的基本范例,是根據(jù)列車(chē)有關(guān)時(shí)間/距離運(yùn)動(dòng)的一個(gè)側(cè)面得到的結(jié)果。而設(shè)計(jì)中地鐵環(huán)境散

23、熱分布比較精確的取值是采用表5。表5地鐵環(huán)境散熱分布初步設(shè)計(jì)估算值速度各部分比例/%留在通過(guò)隧道進(jìn)入車(chē)站進(jìn)入前方隧道64.372km/h(40mph10702080.465km/h(50mph12632596.558km/h(60mph155530112.651km/h(70mph184735128.744km/h(80mph2040403地鐵環(huán)境散熱分布的估算步驟通過(guò)初期確定的列車(chē)類(lèi)型,確定列車(chē)質(zhì)量(載有乘客的車(chē)廂質(zhì)量及列車(chē)編組,通過(guò)行車(chē)計(jì)劃確定列車(chē)在各個(gè)車(chē)站之間的最高行駛速度,以確定列車(chē)的動(dòng)能。設(shè)定散熱量為2倍動(dòng)能。按表5確定車(chē)站和隧道的熱量分布。按照以上步驟確定的僅僅是一輛列車(chē)的狀況,通

24、過(guò)行車(chē)計(jì)劃掌握單位時(shí)間的計(jì)劃行車(chē)對(duì)數(shù)(例如,當(dāng)計(jì)劃行車(chē)對(duì)數(shù)為30對(duì)/h時(shí),其車(chē)站到發(fā)列車(chē)為60輛/h,則地鐵環(huán)境散熱量的分布狀況就可以基本了解。在獲得地鐵環(huán)境散熱分布的條件下,根據(jù)車(chē)站和隧道的設(shè)計(jì)環(huán)境參數(shù),不難確定空調(diào)負(fù)荷。這一結(jié)果也就是期望獲得的早期空調(diào)負(fù)荷的估算結(jié)果。雖然這個(gè)估算值并不是最終的設(shè)計(jì)值,但對(duì)于地鐵設(shè)計(jì)的初步階段,其精確度已經(jīng)足夠,尤其對(duì)早期方案確定和車(chē)站規(guī)模確定都將大有幫助。5結(jié)語(yǔ)本文對(duì)地鐵環(huán)境空調(diào)負(fù)荷僅作了粗略的分析,但希望能有助于與同行共同探索地鐵環(huán)境空調(diào)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。參考文獻(xiàn)1施仲衡.地下鐵道設(shè)計(jì)與施工M.西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,19972United State Department of Transportation.Subwaynuwironmental design handbookM.Washington DC,19783鐵道第二勘察設(shè)計(jì)院,廣州市地下鐵道總公司.回顧與思考廣州市地下鐵道一號(hào)線工程設(shè)計(jì)總結(jié)M.北京:中國(guó)鐵道出版社,2002(上接第59頁(yè)3結(jié)論311本文建立了除濕冷卻空調(diào)系統(tǒng)中除濕塔的傳質(zhì)傳熱模型,在滿(mǎn)足空調(diào)要求的工況下選擇參數(shù)進(jìn)行了模擬計(jì)算。312入口溶液溫度和濃度對(duì)除濕性能影響較大,入口空氣溫度對(duì)其影響則相對(duì)較小。3.3空氣除濕后的狀態(tài)參數(shù)對(duì)空調(diào)送風(fēng)溫度有著直接影響,提高除濕塔的除濕性能,尤其是控制入口溶液