關于地鐵車站站臺門結露現(xiàn)象的研究

安焱

摘 要：基于某大學站站臺公共區(qū)測試數(shù)據(jù)，對某地鐵2號線部分車站站臺門外表面結露現(xiàn)象進行研究，根據(jù)對站臺門結露影響因素的分析結果提出具體建議措施，能夠為地鐵初期運營階段出現(xiàn)類似的情況提供參考。

關鍵詞：地鐵車站;站臺門;結露現(xiàn)象研究

1站臺門結露現(xiàn)象分析

1.1通風與空調系統(tǒng)方案

某地鐵2號線車站公共區(qū)采用雙端送風，通過在車站兩端環(huán)控機房分別設置一套獨立的全空氣系統(tǒng)，負責車站一半公共區(qū)的通風與空調調節(jié)，滿足乘客的過度性舒適要求，其中站臺公共區(qū)通風與空調系統(tǒng)采用一送一回的氣流組織。開通運營初期階段，某大學站、厚庭站、寧化站、水部站、紫陽站、南門兜站等車站白天運營時段，在空調送風一側的站臺門外表面（靠近區(qū)間隧道一側的表面）出現(xiàn)結露現(xiàn)象，夜間停運后站臺門外表面結露現(xiàn)象基本消失。

1.2站臺門溫度梯度變化分析

為便于對測試數(shù)據(jù)的合理性進行分析，假設站臺門溫度變化的邊界條件為穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)條件下站臺門的溫度梯度變化如圖1：

穩(wěn)態(tài)條件下站臺門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-站臺門外表面干球溫度

tn-站臺門內表面干球溫度

tk-站臺公共區(qū)空氣干球溫度

Ra1-區(qū)間隧道空氣對流換熱阻

Ra2-站臺公共區(qū)空氣對流換熱阻

Rm-站臺門本體熱阻

δ-站臺門厚度

q-熱流密度

1.3對非結露側站臺門的數(shù)據(jù)分析

根據(jù)公式2.2.1分析可知：因為站臺公共區(qū)空氣對流換熱阻Ra2的影響，站臺門內表面干球溫度tn理論上應該大于站臺公共區(qū)干球溫度tk，而實際測試結果tn（26.6℃）>tk（25.2℃）與理論分析較為符合;同時因為區(qū)間隧道空氣對流換熱阻Ra1和站臺門本體熱阻Rm的影響，區(qū)間隧道空氣干球溫度td應該大于臺門內表面干球溫度tn（26.6℃），而實際測試結果td（28.7℃）>tn（26.6℃）也與理論分析較為符合;因此可認為某大學站現(xiàn)場測試數(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：因為站臺門本體熱阻Rm的影響，會導致站臺門外表面干球溫度tw大于站臺門內表面干球溫度tn，即tw>tn（26.6℃），也就可以推算出站臺門外表面干球溫度tw>區(qū)間隧道內空氣露點溫度（25.7℃），與某大學站其中一側站臺門外表面未出現(xiàn)結露的情況較為符合。

1.4對結露側站臺門的數(shù)據(jù)分析

某地鐵2號線站臺門采用單層均質鋼化玻璃，其中滑動站臺門厚度δ=8mm，固定站臺門厚度δ=10mm，玻璃導熱系數(shù)λ取0.76W/（m.K）。

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

某地鐵2號線區(qū)間隧道采用5.4米標準盾構，列車運營期間，區(qū)間隧道因活塞風作用，空氣的平均風速V約在2m/s～10m/s之間。

即盾構壁面與空氣對流換熱系數(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可以求出結露側站臺門外表面溫度tw=（23.89～25.00）℃

根據(jù)以上計算結果，結露側站臺門外表面干球溫度tw（23.89～25.00℃）低于區(qū)間隧道空氣的露點溫度tl（25.7℃），因此站臺門外表面存在結露的可能，與某大學站其中一側站臺門外表面出現(xiàn)結露的情況較為符合。

上文計算出結露側站臺門外表面干球溫度tw相對較低是因為本側站臺門內表面溫度tn（23.35℃）相對較低，明顯低于非結露側站臺門內表面溫度tn（26.6℃）。

1.5對站臺門結露影響因素分析

1）送風百葉風口布置對站臺門結露的影響

站臺門外表面有結露情況的某大學站、厚庭站、紫陽站、水部站、南門兜站，站臺公共區(qū)的空調送風管均距離站臺門較近布置，并且因為送風口百葉角度調整原因，有部分風口的送風直接吹在站臺門表面;同時沒有對風口進行風量平衡調節(jié)，部分風口送風量較大，風速較高，風口出風到站臺板面后會散射到站臺門表面，導致站臺門內表面溫度過低。目前出現(xiàn)結露情況的站臺門都是在空調送風側，并且結露都集中在站臺門的下部區(qū)域（站臺門上部區(qū)域基本沒有結露現(xiàn)象），因此可認為空調送風口距離站臺門安裝過近、風口風速過高，會引起站臺門內表面溫度相對較低，從而站臺門外表面存在結露風險。

2）區(qū)間隧道空氣溫濕度對站臺門結露的影響

某地鐵2號線在初期運營階段，區(qū)間隧道內相對濕度較大，同期室外空氣濕度也偏高，導致活塞通風的除濕效果相對較差，經實測某大學站區(qū)間隧道的溫度約為28.7℃，相對濕度約為84%，計算出露點溫度為25.7℃。因此可認為在初期運營階段，區(qū)間隧道內空氣的相對濕度較大，導致露點溫度較高，一旦站臺門外表面溫度相對較低，就容易出現(xiàn)結露現(xiàn)象。

3）送風溫度對站臺門結露的影響

實測某大學站站臺公共區(qū)送風口百葉表面溫度約為20.7℃，考慮送風經過管道的摩擦溫升，定性分析經過環(huán)控機房末端空調器盤管處理后的空氣出風溫度約在19℃左右，略低于設計要求的20℃;經末端空調器處理后的送風經管道、百葉風口進入站臺公共區(qū)后，按實際熱濕比線對空氣進行熱濕處理，并最終達到站臺公共區(qū)實測溫度25.2℃。經前文分析站臺公共區(qū)溫度為25.2℃時，不會直接導致站臺門外表面結露，可認為僅僅是送風溫度在一定范圍內偏低一般不會引起站臺門外表面結露，但可能會導致送風百葉風口結露;當然如果送風溫度過低，氣流組織不暢，站臺公共區(qū)溫度分布不均勻，站臺門區(qū)域空氣溫度過低，也存在臺門外表面結露的風險。

2結論及建議

1）站臺門外表面結露直接原因：站臺門外表面溫度低于區(qū)間隧道露點溫度。

2）站臺門外表面結露間接原因：

（1）空調送風口出風直接吹在站臺門內表面。

（2）初期運營階段區(qū)間隧道相對濕度較大，區(qū)間隧道露點溫度過高。

（3）初期運營階段，車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)未完全調試完畢，部分空調設備未按設計的工藝要求進行自動控制，導致空調系統(tǒng)的風量、溫度、濕度等控制參數(shù)與負荷側需求不匹配。

3）建議措施：

（1）施工安裝注意調整送風口百葉角度，避免出風直接吹在站臺門表面。

（2）施工安裝注意對空調系統(tǒng)進行風量平衡調節(jié)，避免部分風口風量、風速太大。

（3）車站隧道排熱風機在運營初期工頻運行，加強運營時段區(qū)間隧道的通風，同時加強區(qū)間隧道早晚通風。

（4）運營初期根據(jù)負荷需求，適當提高冷水機組出水溫度，提高送風溫度，減少結露風險。

參考文獻：

[1]王麗華.地鐵車站站臺設計[J].北方交通，2008（04）：220-222.

[2]陳娟.摭談地鐵地下車站環(huán)控系統(tǒng)設計[J].暖通空調，2007（12）：77-80.

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