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地铁车厢内不同立席密度的热环境特性及变化规律
| 论文题名： | 地铁车厢内不同立席密度的热环境特性及变化规律 |
| 关键词： | 地铁车厢;空调系统;热舒适度;客流量 |
| 摘要： | 随着我国经济飞速发展，人民生活水平不断提高，城市交通压力日渐增大，乘客出行的便利性及舒适性日趋重要。基于该现状，全国各大中型城市均大力发展绿色环保、载客量大、高速快捷的城市轨道交通，但其建造成本和运营成本高昂，未能全规模推广至乡镇。对于乘坐环境而言，地铁车厢内人体热舒适要求和健康要求愈加严格，客流量的波动极大影响地铁空调系统的冷、热负荷。因此如何将客流量融入地铁热环境的调控问题亟待解决。 为保证将可预测的客流量与地铁舒适性设计更好匹配，以长沙地铁B型车为研究对象，针对长沙冬冷夏热的气候特点以及地铁客流量波动的可预测性，通过乘客立席密度及精确站坐比代替原始的满载工况建立物理模型。运用RNGκ-ε湍流模型、Airpak软件求解器，研究地铁运行期间载客车厢内热环境特性，以及不同立席密度对其影响变化规律。选取长沙市地铁2号线路中连续站点进行实时客流量和环境参数数据采集，以验证模型有效性。k?? 研究结果表明：客流量的波动不断破坏由设计者所设定的均匀性，使速度场、温度场和污染物CO2浓度场随人员变动渐偏离舒适，呈现出流场分布不均，距地面高1.8m处存在高风速带状区域；乘客散发的热量及代谢物CO2，在车厢中下部较低风速的带动下无法及时排出，存在积聚现象；车厢开关门处存在局部偏冷区域，-2≤PMV≤-1，回风口附近存在局部偏热区域，2.3≤PMV≤3，为热舒适感最差位置。当立席密度大于4人/m2时，站姿乘客头部高度位置风速v≥0.5m/s，若乘客数量继续增加，则会加剧车厢中下部低风速情况；当立席密度大于5人/m2时，车厢通道中部由于热浮升力作用，热量聚集区域逐渐上移至乘客胸膛位置，温度增幅达到3.5℃；当立席密度增加至5人/m2时，CO2聚集区域不再呈椭圆状而存在浓度分区界限，若客流量继续增加，车厢内CO2体积分数超出0.15%，乘客普遍存在不适感；当立席密度小于3人/m2时，-1≤PMV≤0，乘客存在冷感，立席密度大于6人/m2时，1≤PMV≤3，乘客普遍存在热感且站姿乘客感知程度均强于坐姿乘客。 |
| 作者： | 李福韩 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张登春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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