關(guān)于地鐵車(chē)站站臺(tái)門(mén)結(jié)露現(xiàn)象的研究

安焱

摘 要：基于某大學(xué)站站臺(tái)公共區(qū)測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)某地鐵2號(hào)線部分車(chē)站站臺(tái)門(mén)外表面結(jié)露現(xiàn)象進(jìn)行研究，根據(jù)對(duì)站臺(tái)門(mén)結(jié)露影響因素的分析結(jié)果提出具體建議措施，能夠?yàn)榈罔F初期運(yùn)營(yíng)階段出現(xiàn)類(lèi)似的情況提供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)站;站臺(tái)門(mén);結(jié)露現(xiàn)象研究

1站臺(tái)門(mén)結(jié)露現(xiàn)象分析

1.1通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)方案

某地鐵2號(hào)線車(chē)站公共區(qū)采用雙端送風(fēng)，通過(guò)在車(chē)站兩端環(huán)控機(jī)房分別設(shè)置一套獨(dú)立的全空氣系統(tǒng)，負(fù)責(zé)車(chē)站一半公共區(qū)的通風(fēng)與空調(diào)調(diào)節(jié)，滿足乘客的過(guò)度性舒適要求，其中站臺(tái)公共區(qū)通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)采用一送一回的氣流組織。開(kāi)通運(yùn)營(yíng)初期階段，某大學(xué)站、厚庭站、寧化站、水部站、紫陽(yáng)站、南門(mén)兜站等車(chē)站白天運(yùn)營(yíng)時(shí)段，在空調(diào)送風(fēng)一側(cè)的站臺(tái)門(mén)外表面（靠近區(qū)間隧道一側(cè)的表面）出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，夜間停運(yùn)后站臺(tái)門(mén)外表面結(jié)露現(xiàn)象基本消失。

1.2站臺(tái)門(mén)溫度梯度變化分析

為便于對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的合理性進(jìn)行分析，假設(shè)站臺(tái)門(mén)溫度變化的邊界條件為穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)條件下站臺(tái)門(mén)的溫度梯度變化如圖1：

穩(wěn)態(tài)條件下站臺(tái)門(mén)由溫差引起的各層熱流密度q

式中：td-區(qū)間隧道空氣干球溫度

tw-站臺(tái)門(mén)外表面干球溫度

tn-站臺(tái)門(mén)內(nèi)表面干球溫度

tk-站臺(tái)公共區(qū)空氣干球溫度

Ra1-區(qū)間隧道空氣對(duì)流換熱阻

Ra2-站臺(tái)公共區(qū)空氣對(duì)流換熱阻

Rm-站臺(tái)門(mén)本體熱阻

δ-站臺(tái)門(mén)厚度

q-熱流密度

1.3對(duì)非結(jié)露側(cè)站臺(tái)門(mén)的數(shù)據(jù)分析

根據(jù)公式2.2.1分析可知：因?yàn)檎九_(tái)公共區(qū)空氣對(duì)流換熱阻Ra2的影響，站臺(tái)門(mén)內(nèi)表面干球溫度tn理論上應(yīng)該大于站臺(tái)公共區(qū)干球溫度tk，而實(shí)際測(cè)試結(jié)果tn（26.6℃）>tk（25.2℃）與理論分析較為符合;同時(shí)因?yàn)閰^(qū)間隧道空氣對(duì)流換熱阻Ra1和站臺(tái)門(mén)本體熱阻Rm的影響，區(qū)間隧道空氣干球溫度td應(yīng)該大于臺(tái)門(mén)內(nèi)表面干球溫度tn（26.6℃），而實(shí)際測(cè)試結(jié)果td（28.7℃）>tn（26.6℃）也與理論分析較為符合;因此可認(rèn)為某大學(xué)站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)滿足本文研究需要。

同理根據(jù)公式2.2.1分析可知：因?yàn)檎九_(tái)門(mén)本體熱阻Rm的影響，會(huì)導(dǎo)致站臺(tái)門(mén)外表面干球溫度tw大于站臺(tái)門(mén)內(nèi)表面干球溫度tn，即tw>tn（26.6℃），也就可以推算出站臺(tái)門(mén)外表面干球溫度tw>區(qū)間隧道內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度（25.7℃），與某大學(xué)站其中一側(cè)站臺(tái)門(mén)外表面未出現(xiàn)結(jié)露的情況較為符合。

1.4對(duì)結(jié)露側(cè)站臺(tái)門(mén)的數(shù)據(jù)分析

某地鐵2號(hào)線站臺(tái)門(mén)采用單層均質(zhì)鋼化玻璃，其中滑動(dòng)站臺(tái)門(mén)厚度δ=8mm，固定站臺(tái)門(mén)厚度δ=10mm，玻璃導(dǎo)熱系數(shù)λ取0.76W/（m.K）。

地鐵區(qū)間隧道混凝土盾構(gòu)壁面與空氣對(duì)流換熱系數(shù)K=3.0645V+4.1115（w/m2.k）。其中V指空氣在混凝土盾構(gòu)壁面掠過(guò)的速度。

某地鐵2號(hào)線區(qū)間隧道采用5.4米標(biāo)準(zhǔn)盾構(gòu)，列車(chē)運(yùn)營(yíng)期間，區(qū)間隧道因活塞風(fēng)作用，空氣的平均風(fēng)速V約在2m/s～10m/s之間。

即盾構(gòu)壁面與空氣對(duì)流換熱系數(shù)K=3.0645*（2～10）+4.1115=10.24～34.76（w/m2.k）

聯(lián)立公式2.2.1～2.2.4可以求出結(jié)露側(cè)站臺(tái)門(mén)外表面溫度tw=（23.89～25.00）℃

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，結(jié)露側(cè)站臺(tái)門(mén)外表面干球溫度tw（23.89～25.00℃）低于區(qū)間隧道空氣的露點(diǎn)溫度tl（25.7℃），因此站臺(tái)門(mén)外表面存在結(jié)露的可能，與某大學(xué)站其中一側(cè)站臺(tái)門(mén)外表面出現(xiàn)結(jié)露的情況較為符合。

上文計(jì)算出結(jié)露側(cè)站臺(tái)門(mén)外表面干球溫度tw相對(duì)較低是因?yàn)楸緜?cè)站臺(tái)門(mén)內(nèi)表面溫度tn（23.35℃）相對(duì)較低，明顯低于非結(jié)露側(cè)站臺(tái)門(mén)內(nèi)表面溫度tn（26.6℃）。

1.5對(duì)站臺(tái)門(mén)結(jié)露影響因素分析

1）送風(fēng)百葉風(fēng)口布置對(duì)站臺(tái)門(mén)結(jié)露的影響

站臺(tái)門(mén)外表面有結(jié)露情況的某大學(xué)站、厚庭站、紫陽(yáng)站、水部站、南門(mén)兜站，站臺(tái)公共區(qū)的空調(diào)送風(fēng)管均距離站臺(tái)門(mén)較近布置，并且因?yàn)樗惋L(fēng)口百葉角度調(diào)整原因，有部分風(fēng)口的送風(fēng)直接吹在站臺(tái)門(mén)表面;同時(shí)沒(méi)有對(duì)風(fēng)口進(jìn)行風(fēng)量平衡調(diào)節(jié)，部分風(fēng)口送風(fēng)量較大，風(fēng)速較高，風(fēng)口出風(fēng)到站臺(tái)板面后會(huì)散射到站臺(tái)門(mén)表面，導(dǎo)致站臺(tái)門(mén)內(nèi)表面溫度過(guò)低。目前出現(xiàn)結(jié)露情況的站臺(tái)門(mén)都是在空調(diào)送風(fēng)側(cè)，并且結(jié)露都集中在站臺(tái)門(mén)的下部區(qū)域（站臺(tái)門(mén)上部區(qū)域基本沒(méi)有結(jié)露現(xiàn)象），因此可認(rèn)為空調(diào)送風(fēng)口距離站臺(tái)門(mén)安裝過(guò)近、風(fēng)口風(fēng)速過(guò)高，會(huì)引起站臺(tái)門(mén)內(nèi)表面溫度相對(duì)較低，從而站臺(tái)門(mén)外表面存在結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)。

2）區(qū)間隧道空氣溫濕度對(duì)站臺(tái)門(mén)結(jié)露的影響

某地鐵2號(hào)線在初期運(yùn)營(yíng)階段，區(qū)間隧道內(nèi)相對(duì)濕度較大，同期室外空氣濕度也偏高，導(dǎo)致活塞通風(fēng)的除濕效果相對(duì)較差，經(jīng)實(shí)測(cè)某大學(xué)站區(qū)間隧道的溫度約為28.7℃，相對(duì)濕度約為84%，計(jì)算出露點(diǎn)溫度為25.7℃。因此可認(rèn)為在初期運(yùn)營(yíng)階段，區(qū)間隧道內(nèi)空氣的相對(duì)濕度較大，導(dǎo)致露點(diǎn)溫度較高，一旦站臺(tái)門(mén)外表面溫度相對(duì)較低，就容易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

3）送風(fēng)溫度對(duì)站臺(tái)門(mén)結(jié)露的影響

實(shí)測(cè)某大學(xué)站站臺(tái)公共區(qū)送風(fēng)口百葉表面溫度約為20.7℃，考慮送風(fēng)經(jīng)過(guò)管道的摩擦溫升，定性分析經(jīng)過(guò)環(huán)控機(jī)房末端空調(diào)器盤(pán)管處理后的空氣出風(fēng)溫度約在19℃左右，略低于設(shè)計(jì)要求的20℃;經(jīng)末端空調(diào)器處理后的送風(fēng)經(jīng)管道、百葉風(fēng)口進(jìn)入站臺(tái)公共區(qū)后，按實(shí)際熱濕比線對(duì)空氣進(jìn)行熱濕處理，并最終達(dá)到站臺(tái)公共區(qū)實(shí)測(cè)溫度25.2℃。經(jīng)前文分析站臺(tái)公共區(qū)溫度為25.2℃時(shí)，不會(huì)直接導(dǎo)致站臺(tái)門(mén)外表面結(jié)露，可認(rèn)為僅僅是送風(fēng)溫度在一定范圍內(nèi)偏低一般不會(huì)引起站臺(tái)門(mén)外表面結(jié)露，但可能會(huì)導(dǎo)致送風(fēng)百葉風(fēng)口結(jié)露;當(dāng)然如果送風(fēng)溫度過(guò)低，氣流組織不暢，站臺(tái)公共區(qū)溫度分布不均勻，站臺(tái)門(mén)區(qū)域空氣溫度過(guò)低，也存在臺(tái)門(mén)外表面結(jié)露的風(fēng)險(xiǎn)。

2結(jié)論及建議

1）站臺(tái)門(mén)外表面結(jié)露直接原因：站臺(tái)門(mén)外表面溫度低于區(qū)間隧道露點(diǎn)溫度。

2）站臺(tái)門(mén)外表面結(jié)露間接原因：

（1）空調(diào)送風(fēng)口出風(fēng)直接吹在站臺(tái)門(mén)內(nèi)表面。

（2）初期運(yùn)營(yíng)階段區(qū)間隧道相對(duì)濕度較大，區(qū)間隧道露點(diǎn)溫度過(guò)高。

（3）初期運(yùn)營(yíng)階段，車(chē)站綜合監(jiān)控系統(tǒng)未完全調(diào)試完畢，部分空調(diào)設(shè)備未按設(shè)計(jì)的工藝要求進(jìn)行自動(dòng)控制，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量、溫度、濕度等控制參數(shù)與負(fù)荷側(cè)需求不匹配。

3）建議措施：

（1）施工安裝注意調(diào)整送風(fēng)口百葉角度，避免出風(fēng)直接吹在站臺(tái)門(mén)表面。

（2）施工安裝注意對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)量平衡調(diào)節(jié)，避免部分風(fēng)口風(fēng)量、風(fēng)速太大。

（3）車(chē)站隧道排熱風(fēng)機(jī)在運(yùn)營(yíng)初期工頻運(yùn)行，加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)時(shí)段區(qū)間隧道的通風(fēng)，同時(shí)加強(qiáng)區(qū)間隧道早晚通風(fēng)。

（4）運(yùn)營(yíng)初期根據(jù)負(fù)荷需求，適當(dāng)提高冷水機(jī)組出水溫度，提高送風(fēng)溫度，減少結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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