CC BY
12
УДК 624.191.94
DOI: 10.18303/2618-981X-2018-5-178-182
О СПОСОБЕ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ ВОЗДУХА В ВЕСТИБЮЛЕ СТАНЦИИ МЕТРОПОЛИТЕНА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ В ХОЛОДНЫЙ ПЕРИОД ГОДА
Станислав Александрович Павлов
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный пр., 54, кандидат технических наук, тел. (383)205-30-30, доп. 179, e-mail: pavlov_s_a@inbox.ru
В статье рассмотрен один из способов управления потоками холодного наружного воздуха, поступающего зимой в вестибюль станции от поршневого действия поездов. Приведены результаты вычислительных экспериментов на математической модели воздухораспреде-ления для станции «Золотая Нива» Новосибирского метрополитена. Предложен вариант установки дополнительного ряда дверей и перегородки в вестибюле станции для обеспечения нормативных значений температуры воздуха в рабочей зоне персонала.
Ключевые слова: метрополитен, воздухораспределение, холодный период года, тепловой режим, тупиковая станция, поршневой эффект.
ON METHOD CONTROLLING AIR DISTRIBUTION IN A HALL OF SUBSURFACE LINE SUBWAY STATION IN A COLD SEASON
Stanislav A. Pavlov
Chinakal Institute of Mining SB RAS, 54, Krasny Prospect St., Novosibirsk, 630091, Russia, Ph. D., phone: (383)205-30-30, extension 179, e-mail: pavlov_s_a@inbox.ru
The article considers a method to control the flows of cold winter air coming from outside to the ticket hall area due to piston action of trains. The results of computational experiments on the mathematical model of air distribution "Zolotaya Niva" station of the Novosibirsk subway are presented. The variant of installation of an additional row of doors and a partition in the hall of the station is proposed to provide the normative values of the air temperature in the personnel working area.
Key words: subway, air distribution, cold season, thermal condtiions, terminal station, piston effect.
Движение поездов по тоннелям метрополитена приводит к возникновению на подземных станциях значительных по расходу потоков воздуха, сопровождающихся периодическими изменениями скорости воздуха и направления его движения [1]. В холодный период года, при низких отрицательных температурах наружного воздуха, большая его часть затягивается в пассажирские помещения станции, вызывая дискомфорт у находящихся там пассажиров и персонала [2-4]. Такие явления являются нежелательными и требуют принятия мер по снижению их влияния [5, 6].
Было проведено исследование воздухораспределения от поршневого действия движущихся поездов и оценка его влияния на температурный режим тупиковой станции «Золотая Нива» Новосибирского метрополитена при низкоотрицательных температурах наружного воздуха.
Из-за своих конструктивных особенностей, станция «Золотая Нива» имеет малое расстояние от дверей наземных павильонов до кассовых залов (рис. 1). Со стороны вестибюля 1 внутренние объемы пешеходных переходов составляют 2 140 м (каждое крыло соответсвенно 1 300 м и 840 м ). За время ухода поезда через вестибюль 1 происходит однократный (в 1,2 раза) воздухообмен с поверхностью. Со стороны вестибюля 2 внутренний объем пешеходных переходов составляет около 700 м (по 350 м для каждого крыла). За время ухода поезда происходит более чем семикратный (в 7,4 раза) воздухообмен с поверхностью.
По результатам натурных замеров следует, что относительное количество теплого вытесняемого воздуха к затягиваемому наружному, циркулирующему через вестибюль 1, составляет 1,76. Для вестибюля 2 эта величина составляет 0,44. Поэтому в холодное время года в вестибюле 2 станции температура периодически становится ниже нормируемой +10 °С [5, 6].
<< ст. Березовая роща тупик >>
Рис. 1. Схема станции «Золотая Нива» с указанием мест установки измерительного оборудования в замерных пунктах № 1, 2
Одним из путей поддержания требуемой температуры в окрестностях зон пребывания персонала, является управление воздушными потоками во внутреннем объеме кассового зала. Было проведено моделирование поступления холодного наружного воздуха в помещения кассового зала в зависимости от ориентирования установки пешеходных дверей. Исследования проводились с использованием метода конечных объемов (рис. 2). При моделировании приняты следующие допущения: отсутствие пассажиров на пути движения воздушных потоков, двери открыты на угол 30°, подуличный переход ничем не подогревается. Принятые начальные условия: температура наружного воздуха -30 °С, температура воздуха внутри кассового зала и пешеходного перехода +15 °С. Рассмотрен случай, когда поезд уходит со станции по штатному расписанию при скорости 60 км/ч.
Рис. 2. Фрагмент исследуемой модели вестибюля № 2 и подуличного перехода
Рассмотрим вариант, когда двери установлены «под правую руку» по ходу движения пассажиров (так они установлены сейчас). При уходе поезда со станции, за счет его поршневого действия, двери самопроизвольно открываются и отклоняются вовнутрь помещения. Таким образом создаются «направляющие лопатки» увеличивающие интенсивность проникновения наружного воздуха в центральную часть кассового зала (рис. 3, а). На рис. 3, а показано распределение воздушно-тепловых потоков в вестибюле № 2 и в подуличном переходе. Результаты расчета соответствуют сечению на уровне 1,1 м от пола.
Для создания максимального сопротивления на пути движения наружного воздуха в кассовый зал, необходимо установить дополнительную перегородку и переориентировать двери таким образом, чтобы поток воздуха направлялся в обход постоянных рабочих мест обслуживающего персонала (рис. 3, б). Это способствует замедлению потока, и протеканию его вдоль стен вокруг центральной области кассового зала. При этом зона, в которой находится персонал, большую часть времени цикла находится в области нормативной температуры воздуха. На рис. 3, б показано распределение воздушно-тепловых потоков в вестибюле № 2 и в подуличном переходе при установке перегородки с измененным расположением дверей. Результаты расчета соответствуют сечению на уровне 1,1 м от пола.
а) б)
Рис. 3. Распределение воздушно-тепловых потоков для моментов времени
40, 60 и 80 с с момента времени входа головного вагона в портал:
а - без конструктивных изменений; б - с установкой дополнительной перегородки и изменении направления открывания дверей
Устройство перегородок с дверьми в кассовом зале приводит к перераспределению воздушных потоков таким образом, что затягиваемый с поверхно-
181
сти холодный воздух огибает зону постоянных рабочих мест обслуживающего персонала, что приводит к нормализации параметров микроклимата.
Работа выполнена в рамках научного проекта IX.132.3.2. ФНИ, № гос. регистрации АААА-А17-117091320027-5.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Цодиков В. Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов. - М. : Недра, 1975. -
237 с.
2. Красюк А. М., Лугин И. В., Чигишев А. Н. Разработка режимов работы вентиляции для повышения температуры воздуха в зимний период на тупиковой станции метрополитена мелкого заложения // Известия вузов. Строительство. - 2004. - № 10. - С. 53-60.
3. Красюк А. М., Лугин И. В. Исследование динамики воздушных потоков в метрополитене от возмущающего действия поездов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2007. - № 6. - С. 101-108.
4. Павлов С. А. Обоснование эффективности способов снижения поступления холодных потоков воздуха в пассажирские помещения тупиковых станций линии метрополитена от поршневого действия поездов // Сборник трудов Всероссийской научной конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых с элементами научной школы «Горняцкая смена - 2013». - Новосибирск : Изд. ИГД СО РАН, 2013. - С. 186-190.
5. СП 120.13330.2.12. Метрополитены. Актуализированная редакция СНиП 32-02-2003: утв. Приказом Минрегион РФ 30.06.2012 : дата введ. 01.01.2013. - М.: [б.и.], 2013. - 260 а
6. СП 2.5.2623-10. Санитарные правила эксплуатации метрополитенов. Изменения и дополнения N 1 к СП 2.5.1337-03 [Текст] : утв. Пост. Главного государственного санитарного врача РФ от 30.04.2010 : дата введ. 08.06.2010. - М.: [б.и.], 2010. - 15 с.
© С. А. Павлов, 2018
