北方地铁屏蔽门系统能耗分析及节能改造

分析北方地铁屏蔽门系统节能效果,确定可有效利用活塞风的节能改造方案.采用EnergyPlus能耗模拟软件综合评价北方城市不同地铁环控方案,并利用Airpak模拟站台温度场和速度场预测改造后的效果.比较发现屏蔽门系统与安全门系统相比仅节能2%,在北方城市节能效果不明显.分析发现屏蔽门系统通风尤其是站台下排风能耗过高,过渡季节和冬季的活塞风是解决这一问题的关键.屏蔽门增加可调节的风口,可在过渡季节和冬季有效利用活塞风,引入站台可补充新风量,节省机械通风耗能,夏季关闭风口仍保留其节能优势,全年能耗可再减少30%,节能效果明显.     

亚热带地区地铁环控系统的工程实践和理论探讨

亚热带地区修建地铁，必须解决环境控制空调能耗大的难题。根据广州地区的气候特点和地铁建设工程实践，广州地铁研究建立了适合亚热带地区的地铁环境控制系统——应用站台屏蔽门的节能型环控系统，为低纬度地区的地铁建设提供了可持续发展的思路。     

不同地铁环控系统颗粒物污染分布实测研究

为了研究不同地铁环控系统站台的颗粒物污染情况,提出有效的控制策略,通过对北京地铁6号线和8号线的PM2.5和PM10的质量浓度进行实测分析,分别得出了不同系统站台颗粒物污染分布规律。结果表明,全高安全门系统的PM2.5浓度是屏蔽门系统的1.02~2.24倍,远高于屏蔽门系统浓度;并且当列车驶入时站台颗粒物浓度会显著增加,增长的百分比范围为9%~33%,其中全高安全门系统屏蔽门系统地上高架系统。相关性分析表明,地铁站内的PM2.5和PM10有极强的相关性(R2=0.995),说明PM2.5和PM10有着共同来源。对室外环境中的PM2.5与站内PM2.5的相关性测试表明,地上高架站台相关性地下站台,说明地上高架站台更易受室外环境影响。因此针对不同的系统,应提出不同的控制策略以提高地铁空气品质。     

安全门地铁环控风机运行模式节能优化分析

为进一步降低地铁运行能耗,以南京地铁二号线为对象,对环控系统的空调大系统控制组成进行分析,提出了"事故风机兼作空调风机使用"的新型集成环控风机运行模式。在此基础上,通过分析新风量变化对通风空调能耗的影响,得出了空调节能效率随着新风百分比的增加而减少的结论,并建立了环控系统通风空调耗电量的理论计算公式。运用STESS模拟软件分别对地铁在原通风模式和新式通风模式下的初期、近期、远期进行能耗模拟。模拟结果表明,采用新式风机运行模式,地铁全线初期、近期、远期每年节省电量分别为22.49%,21.95%,17.85%。     

地铁通风空调系统的节能方案及应用效果分析

针对成都地铁某车站采用的空气-水系统、复合式屏蔽门系统、冷却塔供冷系统,详细阐述了这三种通风空调系统的原理,计算分析设备运行能耗及节能效果,为地铁通风空调系统设计提供了重要的参考依据。     

不同通风模式下地铁车站内列车火灾的数值模拟

发生火灾时为乘客营造安全的撤离路径是地铁车站环控系统的重要任务.针对地铁车站环境控制系统设计中常用的两种紧急通风模式,使用计算流体力学(CFD)的方法,采用重正化群(RNG)k-ε双方程湍流模型,分别对地铁车站内列车头部、中部和尾部3个不同火源位置的列车火灾进行了三维数值模拟,得到了不同通风模式下的烟气浓度分布.通过分析和比较,认为在列车头部发生火灾时,仅依靠事故风机难以提供足够的能见度,应同时打开站台下排风系统和车行顶道排风系统辅助排烟,其效果在列车中部火灾模拟中得到了验证.列车尾部发生火灾时,推挽式通风模式的效果稍好于全排风通风模式,但也不够理想.文章为地铁车站环控设计中紧急通风模式的选型提供了参考,并对数值模拟方法在地铁车站环控系统设计中的应用进行了探讨.     

基于改进QPSO算法的地铁列车节能优化操纵研究

地铁列车的节能优化操纵是降低能耗的重要途径。针对地铁列车在不同工况与线路条件下的运行特点,对其进行动力学分析。参照线路纵断面化简原理对线路进行简化,并根据节能优化原则与列车站间运行的约束条件建立实际路况下的能耗模型。引入改进量子粒子群优化算法,将列车运行速度、加速度等参数进行实数编码,通过迭代寻优与变异操作求解列车站间运行的最低能耗,并获取列车最优运行速度及工况转换点等特征参数。通过南宁地铁一号线某站间线路的实例仿真证明,该方法在保证列车舒适性、安全性与准点停靠的前提下,降低列车运行能耗达9.21%。     

列车运动对地铁站台空气温度分布动态影响的数值分析

对典型既有岛式站台在自然通风条件和上送下回空调方式下单列车进站、停车及出站过程中温度场的分布进行了三维动态数值模拟,通过对模拟结果的对比研究,分析了这种特定空调方式与列车运动所造成的活塞风对站台乘客候车环境舒适性的综合作用.研究表明在自然通风状态下,列车通过站台的过程会引起候车区域空气温度明显上升.而采用上送下回空调系统能够有效抑制活塞风在这一区域造成的温升,并改善候车区域在垂直方向的温度分布.     

视景仿真的屏蔽门系统在地铁列控系统中的应用

研究了一种基于视景仿真的虚拟测试方法,并将其应用于地铁列车CBTC系统的仿真测试平台中,利用Multigen Creator及Vega软件构建车站、站台屏蔽门及列车的虚拟现实环境,在实验室模拟了地铁站台屏蔽门的工作,解决了CBTC系统开发工作对现场环境依赖过高的问题.     

地铁车站内流动特性的数值模拟

应用计算流体力学(CFD)方法对地铁列车的进站、出站过程进行了瞬态模拟,得到了不同工况下地铁车站内的气流场分布,分析了列车的运行对车站内流场的影响,并讨论了活塞效应在车站自然通风中的作用.模拟结果表明,列车运行形成的活塞风对车站内的气流组织影响显著,同时也起到了通风换气的作用.站端设置活塞风井能够有效加强车站的自然通风,并降低站内的气流速度.     

基于动网格的地铁活塞效应非稳态气流模拟

活塞效应是影响地铁隧道和站台气流非稳态流动的主要因素,为此采用现场试验和数值模拟的方法对气流进行分析.其中,实验选在装有安全门的运行车站,并记录列车运行时的测点风速.数值研究基于实验车站的全尺寸模型,并利用动网格技术对其模拟.研究结果表明,采用标准k-ε方程的模拟方法结果和实验数据吻合较好,证明其适用于高雷诺数的隧道模拟研究.研究同时发现,活塞风在站台前后两个联接处(迂回风道和活塞竖井)中表现出比较稳定的分流和吸风比率,且无论在开式系统还是闭式系统状态下,进入迂回风道和吹入站台的风量是成特定比例关系的.     

地铁信号系统与屏蔽门系统控制接口浅析

以目前国内地铁对地铁屏蔽门实际功能的要求为基础,介绍了屏蔽门系统的原理及其功能要求,以及屏蔽门开门、关门的控制与监督过程,在此基础上重点分析了信号系统和屏蔽门系统的命令接口和状态接口的工作原理。     

沈阳一号线地铁噪声的分析与控制措施

地铁对周围环境的噪声影响越来越引起人们的关注.采用现场实测的方法,检测了沈阳一号线地铁列车运行时车厢内、站台上以及地铁站外环境噪声最大值.结果表明,除站外环境对乘客影响较小外,各个时间段的噪音均明显超过国家城市四类环境噪声标准(70分贝)的10%～15%.并进一步分析了噪声的主要来源,提出合理有效的控制措施,为后续的沈阳地铁建设提供一定的参考.     

地铁站台煤油火灾烟气蔓延的数值模拟

以沈阳地下铁路工程为例.利用计算流体力学的SIMPLE算法,在5种防排烟方式下,对地铁站台煤油火灾烟气的蔓延情况进行数值模拟.选取距地铁站台地面2m平面上,两楼梯口中心点作为测点,得到了不同防排烟情况下测点温度及CO_2摩尔分数的实时曲线,及地铁火场温度和CO_2浓度场云图,分析不同的防排烟方式对地铁站台煤油火灾烟气蔓延情况的影响.模拟结果表明,当仅使用机械排烟时,排烟口位置不同,排烟效果相差不大.加压送风系统与机械排烟同时使用,能有效遏制烟气蔓延,并出现周期性衰减的情况;远离火源的楼梯口可作为更加安全的疏散通道.     

农村装配式住宅侧墙送风系统室内气流组织研究

针对装配式建筑特殊结构形式对暖通空调(heating,ventilating and air conditioning,HVAC)系统新的挑战与机遇,结合置换通风优势以及装配式住宅建筑墙体空间结构特征,开展了装配式住宅侧墙通风系统集成研究.采用数值建模研究手段,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)计算平台,在诠释系统架构与运行方式基础上,重点分析了该新型系统运行效果表征关键环节,即室内气流组织效果.选择了夏季室内三种不同送风模式以及传统射流送风方式进行对比分析,并以风速不均匀系数、空气扩散性能指标以及通风效率等作为系统性能评价指标.研究结果表明:在相同的制冷量限定条件下,大面积侧墙下送上回和中送风工况的风速不均匀系数、空气扩散性能指标、通风效率分别为0.432、0.963、1.279和0.386、0.926、1.574,优于传统射流送风方式的0.552、0.483、1.081.尤其采用中送风模式下,室内工作区内温度较低,在满足室内设计温度的条件下具有节能潜力.该装配式住宅侧墙送风系统,不仅可提高室内热舒适性,而且能一定程度上降低建筑能耗,为装配式建筑与暖通系统的融合与一体化设计开拓了新思路.     

地铁通风空调系统节能分析

为减少地铁通风空调系统能耗,合理利用地铁活塞风,在对国内外地铁通风空调系统节能现状分析的基础上,对南京地铁1号线地铁通风空调系统能耗影响因素进行分析,建立了地铁通风空调的物理和数学模型,运用地铁热湿负荷分析模拟软件（STESS）,得出了各种运营模式下地铁通风空调能耗曲线,确定了地铁通风空调系统优化运营模式。近2年的实际运行表明,通风空调系统节能达20%,与理论分析模拟相吻合。