夏季長(zhǎng)春地鐵站臺(tái)熱舒適狀況調(diào)查與分析

趙慕君 王春青

（吉林建筑大學(xué)）

0 引言

地鐵因其具有舒適、方便、快捷、安全的優(yōu)勢(shì)而被譽(yù)為“城市發(fā)展的生命線”，近幾十年來(lái)，地鐵一直在快速建設(shè)。實(shí)際上建筑環(huán)境與人體之間的交互關(guān)系是很復(fù)雜的，人們通過(guò)生理、心理以及行為對(duì)環(huán)境的刺激性反應(yīng)來(lái)維持和改善他們的幸福感[1]。目前對(duì)于地鐵熱舒適的研究也相對(duì)較少，為此，本文對(duì)長(zhǎng)春地鐵1、2號(hào)線數(shù)十個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，其目的在于：收集長(zhǎng)春地鐵環(huán)境參數(shù)，找出與規(guī)范相悖的情況，對(duì)下一步地鐵設(shè)計(jì)參數(shù)提供合理化建議。

1 研究方法

本文對(duì)長(zhǎng)春地鐵各站的熱環(huán)境參數(shù)進(jìn)行測(cè)量并對(duì)乘客的熱感覺(jué)及熱舒適進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查。并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，了解長(zhǎng)春地鐵熱舒適情況。

1.1 測(cè)試方法

測(cè)試線路為長(zhǎng)春地鐵一、二號(hào)線，測(cè)試時(shí)間為夏季6、7、8月份，選取18-26歲男、女大學(xué)生真實(shí)模擬乘客坐地鐵從進(jìn)站到出站的完整動(dòng)態(tài)過(guò)程，通過(guò)填寫(xiě)調(diào)查問(wèn)卷記錄其通過(guò)各區(qū)域時(shí)的熱感覺(jué)及熱舒適情況，每個(gè)測(cè)點(diǎn)都記錄實(shí)時(shí)的熱環(huán)境參數(shù)。

1.2 測(cè)量參數(shù)及儀器的選擇

本次測(cè)試的熱環(huán)境參數(shù)包括空氣溫度、相對(duì)濕度、二氧化碳濃度、PM2.5、風(fēng)速、皮膚溫度?？諝鉁囟群拖鄬?duì)濕度選用WZY-1 天建華儀溫濕度自記儀測(cè)量，溫度測(cè)量范圍-40℃—+100°C，濕度測(cè)量范圍0%—100 %RH；二氧化碳濃度和PM2.5選用HK-C5X 新風(fēng)到家檢測(cè)控制器，CO2 測(cè)量范圍-20℃—+60°、PM2.5 測(cè)量范圍0—999μg/m3。

1.3 主觀問(wèn)卷調(diào)查表

請(qǐng)模擬乘客的受試者填寫(xiě)調(diào)查問(wèn)卷并對(duì)地鐵熱環(huán)境作出主觀評(píng)價(jià)，問(wèn)卷主要包括：（1）乘客個(gè)人信息；（2）受試者當(dāng)前的衣著情況；（3）受試者當(dāng)前的熱感覺(jué)情況，問(wèn)卷中熱感覺(jué)投票值采用ASHARE 的7 級(jí)指標(biāo)表示(-3 很冷、-2 冷、-1稍涼、0 適中、+1 較熱、+2 熱、+3 很熱)（4）受試者當(dāng)前熱舒適情況；（5）受試者當(dāng)前熱可接受度情況。

2 調(diào)查結(jié)果及分析

2.1 站臺(tái)溫濕度分析

將溫濕度自記儀放置于長(zhǎng)春地鐵二號(hào)線東盛大街站，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)6、7、8月份地鐵運(yùn)行時(shí)段（6:00-22:00）的溫濕度變化情況，見(jiàn)圖2.1 所示。

圖2.1 夏季長(zhǎng)春地鐵東盛大街站站臺(tái)溫濕度變化圖

由圖2.1 得，夏季地鐵運(yùn)營(yíng)時(shí)段站臺(tái)溫度區(qū)間為20.2～26.7°C，平均溫度24°C；濕度區(qū)間為41.2RH%～85.2RH%，平均濕度為71.6RH%。站臺(tái)夏季溫度變化趨勢(shì)相對(duì)平穩(wěn)，其中出現(xiàn)的大幅度波動(dòng)可能由于降雨導(dǎo)致的氣溫驟降，GB 50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]中規(guī)定：當(dāng)車(chē)站采用通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，公共區(qū)夏季室內(nèi)空氣計(jì)算溫度不宜高于室外空氣計(jì)算溫度5℃，且不應(yīng)超過(guò)30℃，可見(jiàn)地鐵站臺(tái)溫度均符合設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定。GB 50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]中規(guī)定：相對(duì)濕度均應(yīng)在40%～70%，夏季地鐵站臺(tái)濕度過(guò)大，平均濕度超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范中的最大值，地鐵相對(duì)濕度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響人體熱舒適性，相對(duì)濕度過(guò)大，除了對(duì)工作人員和乘客身體健康帶來(lái)一定的影響[4]。所以除濕應(yīng)是亟待解決的問(wèn)題。

2.2 站臺(tái)CO2、PM2.5 濃度分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)站臺(tái)定點(diǎn)實(shí)測(cè)得出，CO2 濃度最大值974ppm，最小值51ppm，平均值573.8ppm；PM2.5 濃度最大值78μg/m3，最小值13μg/m3，平均值46.2μg/m3。GB 50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]中規(guī)定：地下車(chē)站設(shè)備與管理用房?jī)?nèi)的CO2日平均濃度應(yīng)小于1.0 ‰、公共區(qū)內(nèi)應(yīng)小于1.5 ‰。地下車(chē)站公共區(qū)、設(shè)備與管理用房?jī)?nèi)空氣中可吸入顆粒物的日平均濃度應(yīng)小于0.25mg/m3。與測(cè)得的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，站臺(tái)的CO2 濃度和PM2.5 濃度均滿足規(guī)范要求。

3 動(dòng)態(tài)實(shí)測(cè)分析

3.1 熱感覺(jué)投票結(jié)果

根據(jù)ASHRAE 的7 級(jí)熱指標(biāo)，將現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)卷調(diào)查投票值分為7 個(gè)等級(jí)。整理調(diào)查問(wèn)卷共有852 份有效樣本，熱感覺(jué)很冷的乘客有6 人（占比0.7%）、熱感覺(jué)冷的乘客有92 人（占比10.8%）、熱感覺(jué)稍涼的乘客有509 人（占比59.74%）、熱感覺(jué)適中的乘客有233 人（占比27.35%）、熱感覺(jué)較熱的乘客有12 人（占比1.41%），針對(duì)站臺(tái)熱感覺(jué)情況，夏季的滿意率較低，究其原因可能是夏季室外溫度過(guò)高乘客衣著較少，而進(jìn)入站臺(tái)層時(shí)由于地下空間溫度較低和來(lái)車(chē)時(shí)的活塞風(fēng)作用導(dǎo)致風(fēng)速較大，但地鐵內(nèi)空調(diào)尚未運(yùn)行，導(dǎo)致乘客對(duì)熱感覺(jué)滿意度較低。

3.2 熱中性溫度計(jì)算

蔣淳瀟、葉曉江等人[5]采用實(shí)地測(cè)量與主觀調(diào)查相結(jié)合的方法對(duì)上海地鐵站臺(tái)的熱環(huán)境狀況進(jìn)行調(diào)查，得出中性溫度與期望溫度。熱中性溫度指[6]：人們對(duì)所處的熱環(huán)境覺(jué)得不冷不熱的時(shí)候的溫度，其中MTS 是在一定的溫度區(qū)間上TSV 的平均值，將空氣溫度以0.5 為間隔分成若干個(gè)空氣溫度區(qū)間，求出該溫度區(qū)間上TSV平均值，進(jìn)行回歸分析，線性擬合曲線，如圖3-2 所示：

圖3-2 夏季站臺(tái)熱中性溫度

以操作溫度t0為自變量，建立回歸方程：MTS = at0+ b，令MTS =0，此時(shí)的操作溫度就是中性溫度。由圖中公式可計(jì)算出熱中性溫度為26.3℃。對(duì)比表中的熱中性溫度與實(shí)測(cè)平均溫度可得，站臺(tái)熱中性溫度與平均溫度相差2.3℃。乘客在站臺(tái)停留時(shí)間長(zhǎng)，考慮其舒適性，本文認(rèn)為應(yīng)適當(dāng)提高夏季站臺(tái)溫度。

4 結(jié)論

（1）夏季長(zhǎng)春地鐵站臺(tái)溫度均符合《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》，相對(duì)濕度高于規(guī)范中規(guī)定的40%—70%。由于地鐵環(huán)境封閉，傳統(tǒng)意義上的濕度處理方法很難實(shí)現(xiàn)，所以是否要利用空調(diào)除濕是地鐵設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮的。

（2）夏季長(zhǎng)春地鐵站臺(tái)的CO2 濃度和PM2.5 濃度基本符合規(guī)范規(guī)定，下一步還需探究二者與人體熱感覺(jué)及熱舒適的關(guān)系，計(jì)算是否具有相關(guān)性。

（3）乘客熱感覺(jué)投票結(jié)果顯示，稍涼占的比例最大，究其原因是由于室外溫度較高乘客衣著適應(yīng)于室外溫度而忽略較為陰涼的站臺(tái)溫度，而此時(shí)地鐵站內(nèi)并無(wú)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)，使乘客滿意度較低。

（4）夏季長(zhǎng)春地鐵站臺(tái)中性溫度為26.3℃，與實(shí)測(cè)的平均溫度相差2.3℃，這是導(dǎo)致乘客熱感覺(jué)投票偏低的主要原因，所以本文建議應(yīng)加空調(diào)系統(tǒng)提高站臺(tái)溫度。