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地铁车站屏蔽门漏风量模拟计算分析摘要本文应用通用流体分析软件STAR-CD对地铁车站屏蔽门漏风量进行模拟计算，得出列车停站期间屏蔽门开启后站台内空气通过屏蔽门渗入到隧道的空气量，为确定车站空调负荷提供依据，并为今后更为准确的计算奠定基础。
关键词地铁车站屏蔽门漏风量STAR-CD 空调负荷1 概述随着我国国民经济的发展与城市化水平的不断提高，越来越多的城市开始建设并拥有地铁。
屏蔽门(Platform Screen Door，PSD)系统于20世纪80年代出现，由于其节能、安全、美观等特点，在地铁中的应用越来越广泛。
目前上海、广州、深圳、成都等城市的地铁都采用了屏蔽门系统。
屏蔽门系统的应用使隧道与车站分隔开来，大大减小了车站公共区空调负荷，对减小车站空调设备容量起到了十分重要的作用。
地铁车站在运营期间，屏蔽门开启后，由于屏蔽门两侧隧道与车站热压与风压的共同作用，会造成屏蔽门两侧空气的对流现象，这种现象会带来车站空调负荷的变化。
目前地铁隧道通风系统设计中普遍使用美国交通部开发的地铁环境模拟软件SES(Subway Environment Simulation)，但由于其计算原理的限制，故不能计算列车停站期间屏蔽门的漏风量。
国内地铁车站空调设计过程中使用的屏蔽门漏风量所造成的空调负荷占车站空调负荷的15%左右，由此可以看出漏风量的大小对车站空调负荷的影响比较显著。
因此，地铁车站屏蔽门漏风量大小对确定地铁车站空调负荷具有重要作用，同时可以为空调设备容量的确定提供依据，避免由于负荷估算过大造成浪费，在国家提倡建立节约型社会的今天具有现实意义。
伴随着计算机技术的日益发展，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）技术也得到了长足进步，已成为地铁通风空调设计的重要手段。
CFD技术是现代模拟仿真技术的一种，是近年来发展迅速的一种计算机辅助设计技术，其作用是对各种工况下气流组织的温度、速度场等进行模拟计算。
地铁屏蔽门可控风口数值模拟研究的开题报告一、选题背景随着城市人口的不断增加和交通工具的普及，地铁的运营量不断增加。
为了保证地铁的安全可靠性，屏蔽门是地铁车站的重要设施之一。
屏蔽门除了能够控制乘客进出站以外，还能够起到防止异物进入、维持车站正压力等作用。
然而，在屏蔽门的安装和使用过程中，可能会出现风口数量不足或者过多的情况，会影响到地铁车站的正常运营和安全。
因此，本课题拟对地铁屏蔽门可控风口数值模拟展开研究，旨在通过数值模拟方法，分析不同风口数量对地铁车站正压力、空气流速等因素的影响，为优化地铁车站屏蔽门的设计和使用提供理论依据。
二、研究目的和意义本课题的研究目的主要有以下几点：1. 分析不同风口数量对地铁车站正压力的影响；2. 探究不同风口数量下地铁车站的空气流速分布规律；3. 确定地铁车站适宜的风口数量，为屏蔽门的设计和使用提供理论依据。
本研究的意义在于：1. 对改善地铁车站正压力、减少异物进入能够起到积极的推动作用；2. 通过数值模拟方法，可以预先评估不同风口数量下地铁车站的空气流速分布规律，且不涉及人员安全，可以大大缩短实验周期，提高研究效率；3. 结果的推广具有一定的参考价值，可为其他城市地铁车站在屏蔽门设计和使用方面提供参考和借鉴。
三、研究方法本课题主要采用数值模拟方法。
首先，通过建立地铁车站的三维模型，利用计算流体力学（CFD）软件对其进行分析，解决地铁车站的流场分布问题。
其次，通过调整风口数量对屏蔽门对流和耐风的影响进行数值模拟，研究不同风口数量对地铁车站正压力、空气流速等因素的影响。
四、预期成果本研究的预期成果主要包括以下几个方面：1. 建立地铁车站的三维模型，并进行计算流场分析，得出地铁车站的正压力、空气流速等参数；2. 研究不同风口数量对地铁车站正压力、空气流速等因素的影响；3. 确定地铁车站适宜的风口数量，为屏蔽门的设计和使用提供理论依据。
五、研究难点和挑战1. 建立精确的地铁车站三维模型，尤其是对地铁站内异形构造、障碍物等的建模；2. 对地铁车站的流动场进行精确的数值模拟，尤其是瞬态流动场的分析；3. 融合多因素分析，如气流速度、气压分布、能量传递等多重因素的分析。
屏蔽门系统漏风量测试与数值模拟分析王春旺;洪迎迎【摘要】选取南京某地铁线路典型岛式站台进行了屏蔽门漏风量测试, 得出了屏蔽门漏风量的变化趋势, 并建立三维模型对漏风量进行了数值模拟, 与实测数据进行了对比, 分析了列车停站期间漏风量的变化规律.定量分析了漏风量对车站空调负荷的影响, 最后对车站环控系统的运行提出优化建议.%Taking one typical underground island station in Nanjing as a study object, the air leakage quantity of platform screen doors was test, and the changing rules of air flow was concluded. To compare the field test results and analyze more deeply, a three-dimensional CFD model was built and the detailed simulation was carried. Based on the results, how the air flow changed was analyzed when the train stopped and the influences of air leakage quantity on the air-conditioning load were analyzed. At last, advice for optimizing the operation of environmental control system was proposed.【期刊名称】《建筑热能通风空调》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】6页(P39-43,38)【关键词】屏蔽门系统;漏风量测试;数值模拟;空调负荷【作者】王春旺;洪迎迎【作者单位】北京清华同衡规划设计研究院;北京中建建筑科学研究院有限公司【正文语种】中文目前在进行空调系统设计时，对屏蔽门漏风量的考虑往往按照经验来评估，没有进行定量分析，同时在分析环控能耗时没有考虑漏风量的影响，而实际测试结果表明漏风量对车站的空调负荷造成的影响不可忽视[1]。
地铁隧道风对屏蔽门关门影响的研究与分析地铁隧道风对屏蔽门关门影响的研究与分析随着城市化的快速发展，地铁越来越成为人们出行的主要方式。
地铁站屏蔽门的关门效果直接关系到其出入口的安全性和通行效率。
然而，在地铁隧道内，由于列车高速行驶所产生的强大气流，对于屏蔽门的关门存在不小的影响。
本文将对地铁隧道风对屏蔽门关门的影响进行研究与分析。
一、地铁隧道风对屏蔽门关门的影响1.风速对屏蔽门影响的研究在地铁站屏蔽门的设计中，主要考虑了能否有效阻止外界风速对车站的影响。
然而，在地铁隧道内部，由于列车高速行驶，所产生的气流会对屏蔽门的关门效果产生明显影响。
在实际测量中，发现隧道内风速通常在7~10 m/s左右，这样的风速不仅对乘客乘坐的舒适度有影响，也会加大屏蔽门的关闭难度。
因此，科学的研究对于提高地铁站屏蔽门的设计和使用效果具有重要的意义。
2.风速调整的算法分析为了使屏蔽门具有良好的关闭效果，必须对隧道内的风速进行精确的调节。
现有的风速调节算法主要有基于人工经验和基于数学模型的方法，这两种方法都需要大量的试验和数据，才能制定出较为科学且适用性较强的算法。
然而，基于人工经验的方法存在随机性较大的问题，而基于数学模型的算法则需要大量的测试和计算，运算速度和计算精度存在一定的瓶颈。
二、屏蔽门设计及优化1.屏蔽门的设计要求从屏蔽门的设计角度出发，必须考虑到隧道内部的风速和其他因素对屏蔽门造成的影响。
首先，需考虑门翼的风压处理及堵隔处理，优化门翼结构，从而减少门翼在关闭过程中的摆动；其次，需要采用高品质、寿命长的组件，从而增加关门的效率和稳定性；最后，另外一个问题是检测屏蔽门是否关闭，多采用光电开关等，以及是否能够实现全闭锁等。
2.屏蔽门的优化措施如何针对屏蔽门的问题进行优化，提高其效率和质量，是屏蔽门制造商和设计师需要重点关注的领域。
目前，新型屏蔽门已经在国内外市场上应用，大大提高了关门效率和稳定性。
其中，电动屏蔽门的使用逐渐成为市场的趋势。
屏蔽门地铁车站公共区空调系统负荷计算的一种方法摘要：本文利用风量平衡原理和空气热湿处理过程分析了屏蔽门地铁车站公共区空调系统，提出了一种负荷计算的方法和计算流程图，并以某地铁站为例进行了计算。
关键词：屏蔽门；地铁；公共区空调系统；负荷计算一、引言屏蔽门地铁车站公共区通风空调系统（以下简称大系统）的负荷计算需要确定大空调箱、回排风机和小新风机的风量、冷量等参数。
基本的思路是首先确定空调系统需要处理的热、湿负荷，在此基础上计算系统的风量和冷量。
大系统的热、湿负荷主要是由围护结构、设备照明、人员、屏蔽门渗透风、出入口渗透风、厅台对流风的传质传热作用共同形成的。
其中围护结构、设备照明、人员的散热散湿等在工程实践中算法比较统一，而屏蔽门打开时车站与隧道、出入口的各种气流渗透所形成的热、湿负荷的计算则众说纷纭。
屏蔽门渗透风的影响主要有两类观点。
一是以一定的屏蔽门换气量作为隧道与站台的对流风量，利用隧道与站台之间的焓差、湿度差来计算站台的负荷。
这种观点认为通过屏蔽门的气流是双向的，从站台流入隧道的风不会形成站台负荷，只有从隧道流入站台的风才会形成热湿负荷【1~5】。
二是不计算屏蔽门的对流换热，认为气流主要由站台流向隧道，从隧道流向站台的可忽略不计【6~8】。
出入口渗透风负荷有按一定指标（如200W/m2）估算显热的，此种观点认为此部分渗透很小，计算只是为了整个计算过程的完整性【6】【9】。
也有认为出入口渗透风负荷不可忽视，应通过风量平衡估算站厅出站口渗透风量的影响【3】【6】【8】【10】。
站厅、站台对流风所形成的负荷一般认为较小，大多数计算中并不考虑此部分。
除此之外，工程实践中有部分车站的设计是先选定站厅站台设计参数，再根据计算的得热量利用焓差法计算空调系统风量的。
本文认为就渗透风的影响来说这些观点考虑了屏蔽门开启时产生的渗透风会通过多种途径对站厅、站台的空调负荷产生影响。
但是尚未有对屏蔽门渗透风、站厅站台新风、出入口渗透风、厅台对流风的相互关系的明晰的说明，影响了对站厅、站台空气热、湿运动的分析和风量、冷量的计算。
地铁屏蔽门顶箱百叶风阀模式的研究分析摘要：地铁屏蔽门顶箱设置百叶风阀，在通风季，通过活塞效应，引入室外低温空气为地铁公共区通风，可大大降低空调设备运行能耗。
本文通过火灾动力学模拟软件FDS，对典型车站站台火灾时开启一侧屏蔽门顶箱上的百叶来代替该侧屏蔽门时，站点内烟气温度、有毒气体浓度、可见度、速度场等特征参数分布情况进行模拟分析，从而得出该模式的可行性。
关键词：地铁；节能；屏蔽门顶箱百叶；站台火灾；FDS模拟Abstract: the subway platform screen door set-top-box set the YeFeng valves in the ventilation season, through the piston effect, introducing outdoor cold air to the public area ventilation, can greatly reduce air conditioning equipment operation consumption. This article through the fire dynamics simulation FDS software, the typical station platform fire on one side of the open when the platform screen door on the box to replace the shutter side of the platform screen door, flue gas temperature within the site, toxic gas concentration, visibility, velocity field distribution characteristic parameters such as simulated and analyzed, and concluded that the feasibility of the model.Key words: the subway; Energy saving; Screen door set-top-box shutter; Platform fire; FDS simulation随着我国经济社会的发展，对节能减排的要求越来越高，采用传统屏蔽门系统的地铁，其通风季的通风能耗约占全年运行能耗的40%。
地铁车站屏蔽门漏风量模拟计算分析张发勇 巩 云 杨巨澜铁道第二勘察设计院地铁车站屏蔽门漏风量模拟计算分析 The Simulation Analysis on air leakage ofPlatform Screen Door in Subway Station张发勇 巩 云 杨巨澜(铁道第二勘察设计院)摘 要: 本文应用通用流体分析软件STAR-CD对地铁车站屏蔽门漏风量进行模拟计算，得出列车停站期间屏蔽门开启后站台内空气通过屏蔽门渗入到隧道的空气量，为确定车站空调负荷提供依据，并为今后更为准确的计算奠定基础。
关键词:地铁车站 屏蔽门漏风量 STAR-CD 空调负荷Abstract:Appling the famous Computational Fluid Dynamics software: STAR-CD, the paper had analysed the air leakage of platform screen door in subway station. After obtaining the leakage of the platform air through the platform screen door to tunnel during the train stopped in subway station, the load of air-condition in subway station can be determined according to this analysis. The results of the analysis can be the foundation of further research.Key words:subway station，the air leakage of platform screen door，STAR-CD, the load of air-condition1 概述随着我国国民经济的发展与城市化水平的不断提高，越来越多的城市开始建设并拥有地铁。
屏蔽门(Platform Screen Door，PSD)系统于20世纪80年代出现，由于其节能、安全、美观等特点，在地铁中的应用越来越广泛。
目前上海、广州、深圳、成都等城市的地铁都采用了屏蔽门系统。
屏蔽门系统的应用使隧道与车站分隔开来，大大减小了车站公共区空调负荷，对减小车站空调设备容量起到了十分重要的作用。
地铁车站在运营期间，屏蔽门开启后，由于屏蔽门两侧隧道与车站热压与风压的共同作用，会造成屏蔽门两侧空气的对流现象，这种现象会带来车站空调负荷的变化。
目前地铁隧道通风系统设计中普遍使用美国交通部开发的地铁环境模拟软件SES(Subway Environment Simulation)，但由于其计算原理的限制，故不能计算列车停站期间屏蔽门的漏风量。
国内地铁车站空调设计过程中使用的屏蔽门漏风量所造成的空调负荷占车站空调负荷的15%左右，由此可以看出漏风量的大小对车站空调负荷的影响比较显著。
因此，地铁车站屏蔽门漏风量大小对确定地铁车站空调负荷具有重要作用，同时可以为空调设备容量的确定提供依据，避免由于负荷估算过大造成浪费，在国家提倡建立节约型社会的今天具有现实意义。
伴随着计算机技术的日益发展，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）技术也得到了长足进步，已成为地铁通风空调设计的重要手段。
CFD技术是现代模拟仿真技术的一种，是近年来发展迅速的一种计算机辅助设计技术，其作用是对各种工况下气流组织的温度、速度场等进行模拟计算。
通常而言，地铁通风空调系统设计有多种可选方案，而运营后的气流场与温度场等参数无法在设计阶段得到，因此利用计算机模拟技术对各种方案进行模拟计算，可以对设计中的地铁通风空调系统效果进行预测。
采用CFD方法，可以对地铁车站及隧道的温度场、速度场、污染物浓度分布及排放、人体舒适性，以及火灾情况下的通风模式、烟气流动状况及此情况下的温度场和速度场进行三维可视化仿真模拟。
通过一次完整的模拟计算，就可以得到任意一个断面的任意方向上的温度、速度、压力、平均空气年龄、以及PPD（预期不满意百分率）与PMV（预期平均评价）等随时间的连续变化值，并且模拟所得出的计算数据经处理后的可视化结果十分直观。
因此，利用计算流体力学模拟技术完全可以对地铁屏蔽门漏风量进行定量分析，进而指导车站空调设计。
2 模型的建立本算例以我院参与设计的上海某地铁线路的某车站为计算对象，利用著名的商用流体分析软件STAR-CD对屏蔽门漏风量进行模拟计算。
2.1 模型简介模拟计算车站为地下三层岛式车站，地下一层为站厅，地下二层为设备层，地下三层为站台层。
站厅有四个出入口通道与大气相通。
站厅与站台通过两座封闭楼梯连接，因此设备层除楼梯部分外，其他部分没有必要纳入计算模型。
屏蔽门沿站台边缘设置，以有效站台中心线为基准向两边对称布置。
每侧屏蔽门的活动门30个(宽*高=2000mm*2000mm)。
列车进站停稳后，该侧活动门打开，乘客上下后，活动门关闭，列车出站。
车站隧道设有UPE/OTE 排热系统，上、下行线隧道各设一台排热风机。
车站前后每条隧道两端设有两座活塞风井，共四座。
根据地铁运行模式，两侧屏蔽门同时打开上下客的情况非常少，所以采用一侧屏蔽门打开，一侧屏蔽门关闭的几何模型进行计算具有合理性。
首先利用三维CAD软件建立整个车站主体、风道、活塞风井的几何模型，由于STAR-CD 生成的是贴体网格，具有良好的适应性，因此建立的几何模型可与实体结构基本一致。
空气在建筑物内部流动的过程中，局部阻力往往是影响空气流动的主要因素，因此地铁车站公共区与隧道通风机房的几何结构对计算结果影响较大，完整的几何模型可以更准确地反映空气的实际流动情况。
建立好三维CAD 几何模型后，再利用STAR-CD 中自身强大的自动网格生成器PROAM 软件划分网格。
网格类型选用非结构化的六面体网格。
在利用PRO-AM 的过程中，应当注意参数的选择，过大的网格可能导致计算结果失真，或者根本无法计算，过小的网格会导致网格数量偏大而增加计算时间。
最后对流动复杂的区域进行局部加密，所得网格总数约为110万个。
计算几何模型与网格划分情况如图1所示。
图1 计算模型示意图2.2 模拟计算方法与边界条件设定地铁车站的空气流动属常温常压、非定常、低Reynolds 数流动，计算时采用近年来室内流场数值模拟中使用比较广泛的RNG ε−k 双方程湍流模型，速度-压力耦合采用SIMPLE 算法，STAR-CD 软件自身采用有限体积法（Finite Volume Method，FVM）推导离散方程。
以满足工程要求为前提，对实际情况进行假设可以达到节省运算成本、缩短计算周期的目的，计算边界条件的设定如下：⑴ 将空调房间的内墙﹑车站出入口通道侧墙、立柱壁面﹑风管壁面、回风室壁面和隧道壁面等设为等温墙体边界。
地铁列车发热部位同样设置为墙体边界，并按设计要求设定相应发热量；⑵ 车站出入口通道﹑活塞/机械通风井与大气交界处设为压力边界；⑶ 假设送风入口处流体参数均匀，车站公共区空调送﹑排风口分别设定为进口型边界和出口型边界，均设置为在距地面3m 的吊顶位置；⑷ 隧道车行区顶部与站台板底部的排风口一直处于开启状态，各风口的排风量均匀，单台排热风机总排风量为50m 3/s 。
3 计算结果通过对实际地铁车站建立物理数学模型，进行计算后可以得到整个车站及其相邻隧道的温度场﹑速度场﹑压力场等参数，这样就可以得到计算区域内任意时间的任意一点的各个参数值。
由模拟计算结果可知，地铁车站出入口与活塞/机械风口均进风，分别通过车站公共区与隧道通风机房进入车站轨行区，并通过车行区排热系统（OTE/UPE）排至室外。
图2为车站横断面速度分布图。
车站站台通过各个屏蔽门与隧道所交换的风量有差异，靠近两个自动扶梯的屏蔽门交换的风量大，处于车站中间位置的屏蔽门均较小，如图3所示。
图2 车站横断面速度分布示意图图3 屏蔽门漏风量计算结果曲线图4 结论及建议利用先进的计算流体力学软件，通过对地铁车站的三维几何模型的建立﹑数据化网格的划分﹑差分格式的确定，以及边界条件的设置，可以达到对地铁车站空调系统的屏蔽门漏风量进行研究的目的，其结果可以为车站空调通风设计起到积极地指导作用。
模拟计算表明，OTE/UPE排热风量设计为50m3/s时，目前国内地铁车站设计时选取的屏蔽门漏风量而造成的空调负荷普遍偏小。
城市地铁在运营过程中，车站客流量将随着地铁年限的增加而增加，相应地列车行车对数将会加大，到远期运营时空调负荷将达到最大。
车站空调设备容量是按远期高峰时段空调负荷最大时选择的，如果屏蔽门漏风量值选取偏小，则有可能出现车站温度较设计值偏大的情形。
地铁车站屏蔽门漏风量的大小主要反映为室外空气通过活塞风井和隧道通风机房到达OTE/UPE时的通风阻力与室外空气由车站出入口和车站公共区并通过屏蔽门到达OTE/UPE的通风阻力比值的大小关系。
因此，在车站公共区建筑方案一定的前提下，建议增大活塞风道净过风面积并尽量缩短活塞风道长度来减小屏蔽门漏风量的大小。
车站内部的冷空气通过屏蔽门所造成的冷负荷的主要原因是车站OTE/UPE系统的作用，其系统形式对屏蔽门漏风量影响最大。
因此，可以对车站排热方式进行优化，这样不仅可以减小由于屏蔽门漏风所造成的空调负荷，减小运营成本，同时也达到对列车发热进行更好控制的目的。
5 参考文献[1] H.K.Versteeg and W.Malalasekera. An Introduction to Computational FluidDynamics.世界图书出版公司北京公司,2000.[2] 上海市隧道工程轨道交通设计研究院. 城市轨道交通设计规范 DGJ08-109-2004.[3] 北京城建设计研究总院. 地铁设计规范 GB 50157-2003. 中国计划出版社，2003.[4] User Guide of Computational Fluid Dynamics Software STAR-CD VERSION 3.2[5] Methodology of Computational Fluid Dynamics Software STAR-CD VERSION 3.2[6]徐丽,翁培奋.分层空调房间内气流组织的数值分析.上海大学学报,2002,8(5):447-451.[7] 谭洪卫,村田敏夫.空调设计中的CFD应用.殷平主编,现代空调,中国建筑工业出版社,北京,1999.6.[8] 龚光彩.CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用.暖通空调,1999,29(6):25-27.[9] 陶文铨.数值传热学.第2版.西安交通大学出版社,2001.5.。
