高原火車站候車室熱舒適性及供氧需求調查研究

曾長健 余南陽

高原火車站候車室熱舒適性及供氧需求調查研究

曾長健 余南陽

（西南交通大學機械工程學院 成都 610031）

針對青藏鐵路沿線主要火車站點，通過火車站候車室內外環境參數的測試以及旅客主觀舒適性問卷調查，調研當前高原鐵路站房候車室夏季熱舒適性及高原反應發生情況。調查結果表明，高原的特殊環境導致在夏季自然通風情況下，旅客對室內環境感到干燥，并且較低的含氧量也降低了人體舒適度。結果為川藏線鐵路站房增氧加濕系統設計提供了依據。

高原；火車站；熱舒適；氧氣；調查研究

0 引言

高原地區與平原地區不同，影響室內環境舒適性的因素除溫濕度、風速、空氣新鮮度等，含氧量也是影響人體舒適度的主要因素之一[1]。而隨著“一帶一路”戰略的實施，必然需要建設大量高海拔鐵路車站和機場等交通建筑，高寒、高海拔、低氣壓和低相對濕度的特殊氣候條件成為了川藏線鐵路站房室內環境面臨的首要問題[2]。

為了掌握高原特殊環境對候車室人員舒適性及生理方面的影響，本研究通過客觀的測試室內外環境參數和主觀的問卷調查相結合的方式，對西寧、格爾木、那曲、拉薩四個青藏鐵路主要火車站點候車室舒適性進行現場調查研究[3]。調查結果為高原鐵路站房增氧加濕系統的設計提供依據，從而改善高原鐵路站房候車環境，提高人體舒適度。

1 調查對象及研究方法

本次高原火車站候車室熱舒適性及供氧需求調研采用主觀問卷調查與客觀儀器測試相結合的方法。

1.1 調查對象

調查的對象為西寧站、格爾木站、那曲站、拉薩火車站，其中格爾木站因正在擴建，調查時使用的臨時候車室。本文以拉薩站為代表進行介紹，其余車站則直接給出調研結果。

拉薩火車站位于西藏拉薩市拉薩河南岸，其總建筑面積為19504m2，地上共2層，建筑總高度為21.4m，夏季采用自然通風，冬季采用地暖系統。本次調研的對象選為1層候車廳，建筑層高為4.5m[4]。

1.2 主觀問卷調查

主觀問卷由工作人員發放到旅客手中，并講解問卷內容以輔助被調查者填寫問卷，問卷調查時間按車次時間表定為10:40～17:00，問卷的發放具有隨機性。主觀問卷調查內容主要包括[5]：人員背景，對冷熱、干濕度感受，空氣新鮮度感受的主觀投票及在車站內發生高原反應的情況、對彌散供氧的需求主觀意見等。

1.3 客觀儀器測試

為保證正確測得受試者問卷填寫時刻所處環境參數，室內外環境測試時間與問卷調查時間段一致。測試所用儀器為TESTO 175H1溫濕度記錄儀，PGD4-C-M2便攜式氧氣二氧化碳濃度記錄儀。測試的室內外環境參數包括：溫濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度。本次客觀測試的測點分布如下圖所示，因旅客在接受問卷調查時大部分為坐姿，故選1.1m即頭頸部高度為測點[6]，每個測點測5分鐘，記錄間隔設定為1分鐘，共5個數據取平均值。

圖1 拉薩站測試布點圖

2 調查結果與分析

2.1 拉薩站候車室熱舒適性調查結果

調查問卷表中，冷熱感覺分為七個等級：熱、暖、稍暖、適中、稍涼、冷。潮濕感覺也分為七個等級：很干燥、干燥、稍干燥、適中、稍潮濕、潮濕、很潮濕[7]。

根據回收的150份有效主觀問卷調查結果，繪制圖表，如圖2所示。

圖2 拉薩站冷熱感評價統計圖

從圖2可以看出，65.33%的旅客認為溫度適中，10.67%的旅客認為候車廳稍暖，10%的旅客認為候車廳稍涼。若以稍暖、舒適、稍涼這三個等級認為是旅客對候車廳的冷熱感的滿意，則超過85%的旅客對于夏季自然通風工況下的室內冷熱狀況表示滿意。根據溫濕度記錄儀測試結果，調查時間段內所測溫度為22.8±1.5℃，故問卷調查結果與客觀所測數據相吻合。

旅客的潮濕感評價如圖3所示，由于沒有旅客感到潮濕或很潮濕，圖中省去旅客的這兩項統計。

從圖3可以看出，在150份主觀問卷調查表中，有45.33%的旅客認為候車廳潮濕度適中，20%的客認為候車廳稍干燥，只有1名旅客認為候車廳稍潮濕。若以稍潮濕、剛好、有點干燥這三個等級認為是乘客對候車廳潮濕感的滿意，則只有66%的乘客對干濕度感到滿意，而儀器測試結果顯示候車室相對濕度為44.1±7.5%，也和問卷調查結果相吻合。

總體來看，150份主觀問卷調查表中，有86%對室內溫度感到滿意，66%對濕度感到滿意，82.7%對噪聲感覺滿意，92.7%對照明感到滿意，86%對空氣品質感到滿意。可以看出旅客對拉薩火車站候車廳室內環境基本滿意，但相對于其他因素，乘客對火車站候車廳的空氣濕度滿意度最低，且不滿意群體均認為空氣太過干燥。

2.2 各站點熱舒適性調查結果

同理，筆者直接給出旅客對各個火車站候車廳室內環境的主觀滿意度評價結果，如表1所示。

關于溫度的主觀評價中，只有西寧站溫度滿意度較低，不滿意人群均認為偏熱，測試當天室內環境溫度為26.9±2.5℃，在現場測試時筆者發現，西寧火車站沒有開啟空調系統，純粹依靠自然通風，且西寧屬于大站，在臨近發車的候車點附近人流密度較大，這就造成了部分乘客感覺溫度太高。

關于濕度的評價中可以發現，格爾木站、那曲站、拉薩站的濕度滿意度均不高，根據問卷調查結果，且不滿意人群均認為太過干燥，即使在夏季相對較為濕潤的情況下，滿意度依然不高，故筆者認為高原火車站全年均應考慮設置加濕系統以提高舒適度。

關于照明和空氣品質的調查中只有那曲站評價較低，這是由于那曲站純依靠自然光線照明，在調查當天多云日照不充足的情況下導致不少旅客認為室內照明太暗，而空氣品質滿意度不高則多是因為異味感較重，一是泡面等食物異味，二是部分旅客在候車時脫鞋的行為導致的異味。建議該站在在陰天適當開啟照明，并對旅客行為加以引導。

2.3 各站點高原反應及供氧需求調查結果

在此次的問卷調查中，不同海拔高度乘客的空氣不新鮮感、發生頭痛頭暈癥狀以及嘔吐癥狀的調查結果如表2所示。

表2 各站點旅客主觀舒適度及身體癥狀調查結果

從表2可以看出，不同海拔高度車站旅客主觀感受不同，表現為：隨海拔高度的升高，旅客不舒適感及高原反應總體加重。對乘客的高原反應狀況進行統計，出現頭痛頭暈癥狀和嘔吐癥狀的人數百分比分布如圖4和圖5所示，綜合評價結果如圖6所示。

圖4 頭痛癥狀統計圖

圖5 嘔吐癥狀統計圖

圖6 高原反應情況總體統計圖

根據圖4～圖6的統計結果，四個站點的受試者中大部分旅客基本無高原反應，有34.1%的人數有輕度高原反應，出現中度及以上的高原反應癥狀的人數約占5.6%。但問卷調查過程中，部分旅客由于身體嚴重不適，也無法填寫問卷，故實際中度及以上反應比例比調查結果顯示要高。不同站點旅客主觀對候車廳進行供氧的需求評價結果如表3所示。

表3 乘客對供氧需求評價結果

總體來看夏季對候車廳進行供氧的需求隨海拔增加而上升，尤其在海拔超過3000m的拉薩站和那曲站點。從拉薩站當前的客觀測試結果來看，當前候車廳內自然通風效果良好，氧氣濃度比外界稍低，約為20.5%左右，而二氧化碳含量平均約為604ppm，最大時含量為909ppm。但假設實行彌散式供氧，必然需要增加候車廳氣密性、減小新風量以降低能耗并提高供氧效果，但這會導致CO2含量的提升和空氣品質的下降，如何平衡換氣次數和供氧效果之間的關系將會是后續需要研究的內容。

3 結論

高原特殊的氣候條件導致高原火車站候車室在夏季自然通風的情況下，旅客對室內環境感到干燥，并且較低的含氧量也降低了人體舒適度，可以預見在濕度更低，含氧量更低的冬季，鐵路站房對增氧加濕系統的需求將進一步提高。

[1] 李翔,劉明.推廣富氧技術在高原地區的運用[J].西藏科技,2019,311(2):28-30,34.

[2] 彭紅宇,戚俊松,左可新,等.對制定高原供氧系統標準重要性的探討[J].醫用氣體工程,2018,3(1):26-27.

[3] 程剛,張艷,蒲亞嬌.基于民族傳統節日出行的青藏鐵路旅客列車開行方案優化[J].交通標準化,2011,(21):126- 129.

[4] 潘云鋼.拉薩火車站太陽能熱水供暖系統實測與分析[J].暖通空調,2009,39(7):121-127.

[5] 張人梅.青藏鐵路客車冬季車內環境及新風與供氧系統聯合運行模式研究[M].成都:西南交通大學,2018.

[6] 孫立,余南陽.火車站熱舒適性的調查研究[J].制冷與空調,2009,(1):42-45.

[7] R de Dear, J Richard, G S Brager. Thermal comfort in naturally ventilated buildings: revisions to ASHRAE Standard 55[J]. Energy and Buildings, 2002.

Investigation on Thermal Comfort and Necessity of Oxygen Supply of Waiting Room in Plateau Railway Station

Zeng Changjian Yu Nanyang

( School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, 610031 )

In the main train stations along the Qinghai-Tibet railway, the thermal comfort and altitude sickness in the waiting rooms of plateau railway stations in summer were investigated by testing the inside and outside environmental parameters and questionnaires on passengers' subjective comfort. The results indicated that the special climate of the plateau causes passengers to feel the indoor environment is very dry, and the low oxygen content also reduces human comfort in the condition of natural ventilation in summer. The results provide a basis for the design of the oxygen supply and humidification system of railway stations of the Sichuan-Tibet line.

Plateau; Railway station; Thermal comfort; Oxygen; Investigation

TU83

A

1671-6612（2020）05-545-04

曾長健（1995.5-），男，在讀碩士研究生，E-mail：changjian.zeng@qq.com

余南陽（1961.8-）男，博士，博士生導師，E-mail：rhinos@126.com

2020-02-06