孫超

1 城市軌道交通數(shù)字化建設(shè)與測(cè)評(píng)技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室2 中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司

1 研究背景

地鐵在公共交通系統(tǒng)中扮演越來越重要的角色，人們對(duì)地下工程內(nèi)部的環(huán)境質(zhì)量要求也越來越高。目前在已通車的部分地鐵線路中存在地下車站出入口內(nèi)空氣潮濕與結(jié)露現(xiàn)象，潮濕環(huán)境對(duì)工作人員和乘客身體健康帶來一定的影響，結(jié)露可導(dǎo)致地面存水，存在運(yùn)營(yíng)安全隱患，也可對(duì)車站內(nèi)的金屬管道、管線造成嚴(yán)重腐蝕，減少使用壽命，影響使用效果[1]。

本地鐵車站所在地區(qū)空氣環(huán)境最顯著的特點(diǎn)是夏季、過渡季潮濕，特別是梅雨季節(jié)地鐵車站內(nèi)返潮現(xiàn)象更為明顯[2]。影響地鐵內(nèi)部熱濕環(huán)境的因素非常多，主要有人員散濕、設(shè)備散濕、潮濕表面散濕、結(jié)露及外界空氣帶入的水分、從圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲入的水分等，其熱濕負(fù)荷組成較為復(fù)雜[3-6]。

本文對(duì)某結(jié)露現(xiàn)象較為明顯的地下地鐵車站出入口環(huán)境進(jìn)行測(cè)試分析，通過對(duì)出入口內(nèi)壁面溫度、地面溫度、空氣溫度以及室外空氣參數(shù)的測(cè)試，分析車站出入口產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象的原因，并給出相關(guān)工程建議。

2 測(cè)試方案

本文于2021 年7 月對(duì)南方某地下地鐵車站（以下簡(jiǎn)稱車站）的出入口熱濕環(huán)境開展了一系列相關(guān)測(cè)試工作。

1）測(cè)試儀器。采用Fluke-561 萬能型測(cè)溫儀與Fluke-TI450 紅外熱像儀進(jìn)行壁面溫度、地面溫度測(cè)試，采用TSI-QTRAK-7575 室內(nèi)空氣檢測(cè)儀進(jìn)行出入口內(nèi)與室外空氣溫、濕度測(cè)試。

2）測(cè)試方案。結(jié)合乘客動(dòng)線及實(shí)測(cè)位置，將所有測(cè)點(diǎn)分為5 組，如圖1 所示，分別為L(zhǎng)1、L2、L3、L4、L5，其中，L1～L4 均與室外相通，包含出入口及其相連通道處的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，L1～L4 包含的出入口內(nèi)均設(shè)有風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，L5 均為站廳公共區(qū)的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。根據(jù)5組動(dòng)線行進(jìn)方向由小到大依次編號(hào)。

圖1 測(cè)點(diǎn)分組示意

3 測(cè)試結(jié)果

以L1 出入口為例，出地面處為測(cè)點(diǎn)1（室外），出入口樓梯第一踏步處為測(cè)點(diǎn)2，其余測(cè)點(diǎn)沿動(dòng)線方向以10 m 為間距依次進(jìn)行編號(hào)，如圖2 所示。

圖2 測(cè)點(diǎn)編號(hào)原則示意圖

3.1 L1 測(cè)點(diǎn)測(cè)試結(jié)果

L1 組主要包含車站D 出入口及相連走廊數(shù)據(jù)，由圖3 可知，出入口樓梯第一踏步處（測(cè)點(diǎn)2）地面和壁面溫度略低于此處空氣露點(diǎn)溫度，表面結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)較高，主要是由于此處壁面溫度受出入口內(nèi)低溫空氣影響驟降所致。同時(shí)，在測(cè)點(diǎn)8 與9 處，壁面溫度有明顯降低，是由于此處設(shè)有風(fēng)機(jī)盤管出風(fēng)口所致。

圖3 L1 測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)折線圖

由于出入口通道設(shè)有風(fēng)機(jī)盤管，且溫度設(shè)定較低（出風(fēng)口溫度21.9 ℃），導(dǎo)致通道內(nèi)溫度明顯降低，相對(duì)濕度相應(yīng)升高，根據(jù)環(huán)境溫濕度測(cè)試數(shù)據(jù)，其相對(duì)濕度高于《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50157-2013 中70%的限值[3]。

3.2 L2 測(cè)點(diǎn)測(cè)試結(jié)果

L2 組主要包含車站E2 入口及相連走廊數(shù)據(jù)，由圖4 可知，出入口樓梯第一踏步處（測(cè)點(diǎn)2）地面和壁面結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)較高，主要是由于此處壁面溫度受出入口內(nèi)低溫空氣影響驟降所致。同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘結(jié)果，測(cè)點(diǎn)4～6 處存在吊頂結(jié)露現(xiàn)象，以測(cè)點(diǎn)6 為例，經(jīng)計(jì)算，測(cè)點(diǎn)6 空氣露點(diǎn)溫度為21.56 ℃，高于此處風(fēng)口溫度21 ℃，因此在風(fēng)口附近出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

圖4 L2 測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)折線圖

由于出入口通道設(shè)有風(fēng)機(jī)盤管，且溫度設(shè)定較低（出風(fēng)口溫度21 ℃），導(dǎo)致通道內(nèi)溫度明顯降低，相對(duì)濕度相應(yīng)升高，根據(jù)環(huán)境溫濕度測(cè)試數(shù)據(jù)，其相對(duì)濕度高于《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50157-2013 中70%的限值。

3.3 L3 與L4 測(cè)點(diǎn)測(cè)試結(jié)果

L3 組主要包含車站E1 入口及相連走廊數(shù)據(jù)，L4組主要包含車站C 入口及站廳內(nèi)部數(shù)據(jù)。由圖5、6 可知，L3 與L4 的墻體表面溫度均高于露點(diǎn)溫度，結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。

圖5 L3 測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)折線圖

圖6 L4 測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)折線圖

由于出入口通道設(shè)有風(fēng)機(jī)盤管，且溫度設(shè)定較低（出風(fēng)口溫度19.8 ℃），導(dǎo)致通道內(nèi)溫度明顯降低，相對(duì)濕度相應(yīng)升高，根據(jù)環(huán)境溫濕度測(cè)試數(shù)據(jù)，其相對(duì)濕度高于《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50157-2013 中70%限值。

3.4 L5 測(cè)點(diǎn)測(cè)試結(jié)果

L5 組均為車站站廳內(nèi)部數(shù)據(jù)，由圖7 中表面與露點(diǎn)溫度可知，站廳內(nèi)部墻體表面溫度明顯高于露點(diǎn)溫度，結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)較低。各測(cè)試點(diǎn)溫度較為均衡，無溫度局部突變情況出現(xiàn)。

圖7 L5 測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)折線圖

4 結(jié)論

經(jīng)測(cè)試分析，車站出入口內(nèi)結(jié)露現(xiàn)象明顯的主要原因有：

1）室外空氣濕度較大，當(dāng)室外空氣進(jìn)入出入口后，出入口環(huán)境溫度、壁面溫度與地面溫度均較低，溫度下降明顯，導(dǎo)致壁面、地面凝水結(jié)露。

2）出入口內(nèi)設(shè)置風(fēng)機(jī)盤管，導(dǎo)致出入口內(nèi)環(huán)境溫度較低，最低可至22 ℃，明顯低于空氣露點(diǎn)溫度，導(dǎo)致結(jié)露現(xiàn)象明顯。

3）出入口內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管出風(fēng)口的送風(fēng)溫度低于空氣露點(diǎn)溫度，導(dǎo)致吊頂上方出風(fēng)口結(jié)露滴水。

當(dāng)?shù)叵驴臻g存在結(jié)露現(xiàn)象時(shí)，在相對(duì)封閉的空間內(nèi)，利用空調(diào)或除濕設(shè)備將空氣溫度大幅降低的做法較為可行[7]。但對(duì)于地鐵出入口通道，由于室外風(fēng)向、熱壓、活塞風(fēng)等因素的影響，室外的高溫、高濕空氣（特別是下雨天氣、梅雨季節(jié)等）會(huì)不可避免的流入出入口通道內(nèi)，若出入口通道內(nèi)的溫度設(shè)置過低，必然會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。

對(duì)于地鐵長(zhǎng)出入口通道，可適當(dāng)提高出入口環(huán)境溫度，可降低空氣濕度，滿足《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50157-2013 中70%的限值要求，溫度值可設(shè)定在公共區(qū)溫度與室外空氣溫度之間，同時(shí)考慮乘客過渡舒適性特點(diǎn)與車站實(shí)際情況，研究局部通風(fēng)、防水材料[8]等工程控制措施，優(yōu)化、緩解結(jié)露現(xiàn)象。

由于受測(cè)試工況少、時(shí)間短、測(cè)試數(shù)據(jù)不足等因素限制，本次測(cè)試分析結(jié)果尚不全面，局部通風(fēng)、防水材料等具體優(yōu)化緩解結(jié)露現(xiàn)象的工程措施應(yīng)通過測(cè)試、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)等方法做進(jìn)一步研究。