地鐵車站冬季溫度設(shè)計(jì)

我國(guó)越來(lái)越多的城市正在或者預(yù)備興建地鐵。作為全年運(yùn)行的公共交通工具，地鐵車站和列車需要在全年范圍內(nèi)保持合理的熱環(huán)境。目前對(duì)地鐵熱環(huán)境的討論大多集中在夏季，對(duì)于冬季的關(guān)注不多。在地下鐵道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[1]中，車站和隧道的夏季溫度有明確的規(guī)定。冬季則規(guī)定了地鐵地面廳的室內(nèi)計(jì)算溫度為12℃，車站各類辦公有為設(shè)備用房計(jì)算溫度12～18℃（泵房、廁所為5℃）。但對(duì)于與乘客關(guān)系最為親密的地下站廳、站臺(tái)和列車車廂的冬季溫度卻沒有詳細(xì)規(guī)定。這對(duì)保證乘客在冬季的熱舒適性，實(shí)現(xiàn)地鐵環(huán)控系統(tǒng)的全年優(yōu)化運(yùn)行掌握是不利的。

1地鐵冬季熱環(huán)境的特點(diǎn)

冬季室外氣溫低，冷空氣經(jīng)由車站出入口進(jìn)入車站，可能使車站溫度過(guò)低，導(dǎo)致使乘客不舒適的冷感覺。但是，由于地鐵正常運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱量很大，假如通風(fēng)量不夠，即使在冬季，也可能消失溫度過(guò)高的現(xiàn)象。依據(jù)北京地鐵1985-1986年實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)[2]，在當(dāng)時(shí)客流及車流條件下，有肯定的機(jī)械通風(fēng)量，車站全年最低溫度已達(dá)15℃以上。使用STESS軟件[3]模擬計(jì)算也說(shuō)明，在遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)客流及車流量下，假如沒有足夠的機(jī)械通風(fēng)量，北京地鐵遠(yuǎn)期冬季溫度將在20℃，甚至25℃以上。這對(duì)于冬季穿著厚重的乘客來(lái)說(shuō)，其感覺將是熱而不是冷。地處華北的北京尚且如此，華中的南京、上海和華南的廣州等城市，其地鐵的冬季溫度明顯將會(huì)更高。因此，對(duì)于我國(guó)我數(shù)城市來(lái)說(shuō)，其地鐵的冬季溫度明顯將會(huì)更高。因此，對(duì)于我國(guó)多數(shù)城市來(lái)說(shuō)，地鐵冬季過(guò)熱的可能性也是不行無(wú)視的。地鐵冬季溫度不僅應(yīng)當(dāng)規(guī)定最低溫度，而且應(yīng)當(dāng)規(guī)定最高溫度。

我國(guó)的地域?qū)掗?，跨越多種氣候類型。冬季的氣溫差異很大。如哈爾濱和廣州的最冷月平均氣溫相差達(dá)33℃。巨大的氣候差異使得不同地區(qū)的人們?cè)诙镜囊轮鴳T、生活方式有很大不同。由于乘客進(jìn)入地鐵前后的著裝狀況不行能有大的變化，因此乘客在室外的著裝狀況將影響到同氣候條件地區(qū)，其地鐵系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采納不同的溫度標(biāo)準(zhǔn)。假如都采納一樣的設(shè)計(jì)溫度標(biāo)準(zhǔn)，將導(dǎo)致乘客的不舒適和環(huán)控系統(tǒng)能耗的無(wú)謂增加。

本文將主要利用HDR（heatdeficitrate}指標(biāo)，以4個(gè)城市為代表，探討我國(guó)各城市地鐵冬季設(shè)計(jì)溫度的取值。

2HDR介紹

熱損失率HDR[4]是美國(guó)運(yùn)輸部提出的一個(gè)針對(duì)嚴(yán)寒環(huán)境的熱感覺指標(biāo)。綜合考慮了溫度、濕度、輻射、風(fēng)速、人體新陳代謝率、衣著等影響人體熱舒適的因素。HDR的單位是W/m2，其中是m2人體皮膚面積單位。

人的平均皮膚溫度是隨著外界環(huán)境的變化而變化的，感覺根本舒適的平均皮膚溫度范圍約為30.6～35℃。在冷環(huán)境下，人體的體溫調(diào)整中樞首先會(huì)使皮膚血管收縮，皮膚溫度降低，從而削減散熱量。當(dāng)平均皮膚溫度下降到舒適下限30.6℃時(shí)，假如散熱量仍舊大于發(fā)熱量，體溫進(jìn)一步下降，人體消失熱債。HDR值即表示人體在較冷環(huán)境下，平均皮膚溫度為舒適皮膚溫度下限時(shí)的凈熱損失速率，即負(fù)的人體蓄熱率。HDR對(duì)時(shí)間的積分即熱債。HDR≤0是不消失熱債的必要條件。由于人體具有