关于地铁车站站台门结露现象的研究

安焱

摘 要：基于某大学站站台公共区测试数据，对某地铁2号线部分车站站台门外表面结露现象进行研究，根据对站台门结露影响因素的分析结果提出具体建议措施，能够为地铁初期运营阶段出现类似的情况提供参考。

关键词：地铁车站;站台门;结露现象研究

1站台门结露现象分析

1.1通风与空调系统方案

某地铁2号线车站公共区采用双端送风，通过在车站两端环控机房分别设置一套独立的全空气系统，负责车站一半公共区的通风与空调调节，满足乘客的过度性舒适要求，其中站台公共区通风与空调系统采用一送一回的气流组织。开通运营初期阶段，某大学站、厚庭站、宁化站、水部站、紫阳站、南门兜站等车站白天运营时段，在空调送风一侧的站台门外表面（靠近区间隧道一侧的表面）出现结露现象，夜间停运后站台门外表面结露现象基本消失。

1.2站台门温度梯度变化分析

为便于对测试数据的合理性进行分析，假设站台门温度变化的边界条件为稳态，稳态条件下站台门的温度梯度变化如图1：

稳态条件下站台门由温差引起的各层热流密度q

式中：td-区间隧道空气干球温度

tw-站台门外表面干球温度

tn-站台门内表面干球温度

tk-站台公共区空气干球温度

Ra1-区间隧道空气对流换热阻

Ra2-站台公共区空气对流换热阻

Rm-站台门本体热阻

δ-站台门厚度

q-热流密度

1.3对非结露侧站台门的数据分析

根据公式2.2.1分析可知：因为站台公共区空气对流换热阻Ra2的影响，站台门内表面干球温度tn理论上应该大于站台公共区干球温度tk，而实际测试结果tn（26.6℃）>tk（25.2℃）与理论分析较为符合;同时因为区间隧道空气对流换热阻Ra1和站台门本体热阻Rm的影响，区间隧道空气干球温度td应该大于台门内表面干球温度tn（26.6℃），而实际测试结果td（28.7℃）>tn（26.6℃）也与理论分析较为符合;因此可认为某大学站现场测试数据满足本文研究需要。

同理根据公式2.2.1分析可知：因为站台门本体热阻Rm的影响，会导致站台门外表面干球温度tw大于站台门内表面干球温度tn，即tw>tn（26.6℃），也就可以推算出站台门外表面干球温度tw>区间隧道内空气露点温度（25.7℃），与某大学站其中一侧站台门外表面未出现结露的情况较为符合。

1.4对结露侧站台门的数据分析

某地铁2号线站台门采用单层均质钢化玻璃，其中滑动站台门厚度δ=8mm，固定站台门厚度δ=10mm，玻璃导热系数λ取0.76W/（m.K）。

地铁区间隧道混凝土盾构壁面与空气对流换热系数K=3.0645V+4.1115（w/m2.k）。其中V指空气在混凝土盾构壁面掠过的速度。

某地铁2号线区间隧道采用5.4米标准盾构，列车运营期间，区间隧道因活塞风作用，空气的平均风速V约在2m/s～10m/s之间。

即盾构壁面与空气对流换热系数K=3.0645*（2～10）+4.1115=10.24～34.76（w/m2.k）

联立公式2.2.1～2.2.4可以求出结露侧站台门外表面温度tw=（23.89～25.00）℃

根据以上计算结果，结露侧站台门外表面干球温度tw（23.89～25.00℃）低于区间隧道空气的露点温度tl（25.7℃），因此站台门外表面存在结露的可能，与某大学站其中一侧站台门外表面出现结露的情况较为符合。

上文计算出结露侧站台门外表面干球温度tw相对较低是因为本侧站台门内表面温度tn（23.35℃）相对较低，明显低于非结露侧站台门内表面温度tn（26.6℃）。

1.5对站台门结露影响因素分析

1）送风百叶风口布置对站台门结露的影响

站台门外表面有结露情况的某大学站、厚庭站、紫阳站、水部站、南门兜站，站台公共区的空调送风管均距离站台门较近布置，并且因为送风口百叶角度调整原因，有部分风口的送风直接吹在站台门表面;同时没有对风口进行风量平衡调节，部分风口送风量较大，风速较高，风口出风到站台板面后会散射到站台门表面，导致站台门内表面温度过低。目前出现结露情况的站台门都是在空调送风侧，并且结露都集中在站台门的下部区域（站台门上部区域基本沒有结露现象），因此可认为空调送风口距离站台门安装过近、风口风速过高，会引起站台门内表面温度相对较低，从而站台门外表面存在结露风险。

2）区间隧道空气温湿度对站台门结露的影响

某地铁2号线在初期运营阶段，区间隧道内相对湿度较大，同期室外空气湿度也偏高，导致活塞通风的除湿效果相对较差，经实测某大学站区间隧道的温度约为28.7℃，相对湿度约为84%，计算出露点温度为25.7℃。因此可认为在初期运营阶段，区间隧道内空气的相对湿度较大，导致露点温度较高，一旦站台门外表面温度相对较低，就容易出现结露现象。

3）送风温度对站台门结露的影响

实测某大学站站台公共区送风口百叶表面温度约为20.7℃，考虑送风经过管道的摩擦温升，定性分析经过环控机房末端空调器盘管处理后的空气出风温度约在19℃左右，略低于设计要求的20℃;经末端空调器处理后的送风经管道、百叶风口进入站台公共区后，按实际热湿比线对空气进行热湿处理，并最终达到站台公共区实测温度25.2℃。经前文分析站台公共区温度为25.2℃时，不会直接导致站台门外表面结露，可认为仅仅是送风温度在一定范围内偏低一般不会引起站台门外表面结露，但可能会导致送风百叶风口结露;当然如果送风温度过低，气流组织不畅，站台公共区温度分布不均匀，站台门区域空气温度过低，也存在台门外表面结露的风险。

2结论及建议

1）站台门外表面结露直接原因：站台门外表面温度低于区间隧道露点温度。

2）站台门外表面结露间接原因：

（1）空调送风口出风直接吹在站台门内表面。

（2）初期运营阶段区间隧道相对湿度较大，区间隧道露点温度过高。

（3）初期运营阶段，车站综合监控系统未完全调试完毕，部分空调设备未按设计的工艺要求进行自动控制，导致空调系统的风量、温度、湿度等控制参数与负荷侧需求不匹配。

3）建议措施：

（1）施工安装注意调整送风口百叶角度，避免出风直接吹在站台门表面。

（2）施工安装注意对空调系统进行风量平衡调节，避免部分风口风量、风速太大。

（3）车站隧道排热风机在运营初期工频运行，加强运营时段区间隧道的通风，同时加强区间隧道早晚通风。

（4）运营初期根据负荷需求，适当提高冷水机组出水温度，提高送风温度，减少结露风险。

参考文献：

[1]王丽华.地铁车站站台设计[J].北方交通，2008（04）：220-222.

[2]陈娟.摭谈地铁地下车站环控系统设计[J].暖通空调，2007（12）：77-80.

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