• ISSN 0258-2724
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高原铁路站房地板辐射系统的分区供暖效果

郑嘉诚 余涛 雷波 陈辰 吕瑞欣

郑嘉诚, 余涛, 雷波, 陈辰, 吕瑞欣. 高原铁路站房地板辐射系统的分区供暖效果[J]. 西南交通大学学报, 2024, 59(1): 62-69. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20220306
引用本文: 郑嘉诚, 余涛, 雷波, 陈辰, 吕瑞欣. 高原铁路站房地板辐射系统的分区供暖效果[J]. 西南交通大学学报, 2024, 59(1): 62-69. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20220306
ZHENG Jiacheng, YU Tao, LEI Bo, CHEN Chen, LYU Ruixin. Partition Heating Performance of Radiant Floor System in Railway Stations on Plateau[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2024, 59(1): 62-69. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20220306
Citation: ZHENG Jiacheng, YU Tao, LEI Bo, CHEN Chen, LYU Ruixin. Partition Heating Performance of Radiant Floor System in Railway Stations on Plateau[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2024, 59(1): 62-69. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20220306

高原铁路站房地板辐射系统的分区供暖效果

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20220306
基金项目: 国家自然科学基金(51708453);四川省自然科学基金(2022NSFSC1944)
详细信息
    作者简介:

    郑嘉诚(1994—),男,博士研究生,研究方向为建筑节能与可再生能源利用技术,E-mail:jczheng@my.swjtu.edu.cn

    通讯作者:

    余涛(1987—),男,副教授,研究方向为建筑节能与可再生能源利用技术,E-mail:yutao073@swjtu.edu.cn

  • 中图分类号: TU832.1

Partition Heating Performance of Radiant Floor System in Railway Stations on Plateau

  • 摘要:

    为了解决高原铁路站房部分区域在强太阳辐射的影响下出现过热、地板辐射供暖系统能耗浪费的问题,以某高原铁路车站为研究对象,根据站房内太阳照射情况对地板辐射系统提出了分区供暖方案;利用建筑能耗模拟软件Energyplus对该铁路站房进行模拟分析,对比了地板辐射系统分区前后站房内的热环境和系统供暖量. 结果表明:地板辐射系统采用统一的设计及运行控制方案供暖时,站房内太阳直射影响区的平均操作温度在日间最高可达27 ℃,与非直射影响区之间的温差超过5 ℃;在地板辐射系统分区供暖时,直射影响区的平均操作温度最高为26 ℃,室内温度分布更为均匀,局部过热现象得到缓解;在保证站房热舒适性的前提下,地板辐射系统的分区供暖方案能够使直射影响区整个供暖季的供暖量降低38.2%.

     

  • 图 1  车站平面示意(单位:m)

    Figure 1.  Floor plans of railway station (unit: m)

    图 2  地板辐射系统结构

    Figure 2.  Structure of radiant floor system

    图 3  铁路站房Energyplus模型

    Figure 3.  Energyplus model of railway station

    图 4  地板辐射系统实验平台

    Figure 4.  Experimental platform for radiant floor system

    图 5  Energyplus模拟结果与实验数据对比

    Figure 5.  Comparison of Energyplus simulation results with experimental data

    图 6  地板表面累积太阳辐射量

    Figure 6.  Cumulative solar radiation on floor surface

    图 7  候车厅一层的分区方案

    Figure 7.  Partition scheme on the 1st floor of waiting hall

    图 8  研究时间段室外干球温度与太阳辐射强度

    Figure 8.  Outdoor dry bulb temperature and solar radiation intensity during studied period

    图 9  地板表面的平均太阳辐射强度

    Figure 9.  Average solar radiation intensity on floor surface

    图 10  地板表面温度及室内操作温度变化情况

    Figure 10.  Variations of floor surface temperatures and indoor operative temperatures

    图 11  直射影响区与非直射影响区之间的温差

    Figure 11.  Temperature differences between irradiated zone and unirradiated zone

    图 12  供暖季2个区域的供暖量

    Figure 12.  Heating capacities in two zones during heating season

    图 13  车站候车厅第一层直射影响区的系统供暖量

    Figure 13.  Heating capacities of irradiated zones on the 1st floor of waiting halls

    表  1  地板各层材料的热物性参数

    Table  1.   Thermal properties of floor materials

    各层材料厚度/
    mm
    热导率
    /
    (W·m−1·K−1)
    密度
    /
    (kg·m−3)
    热容
    /
    (J·kg−1·K−1)
    大理石303.842600750
    水泥
    砂浆
    200.931800840
    轻质混
    凝土
    701.842344800
    挤塑板500.03351380
    混凝土
    楼板
    1201.552700837
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    表  2  该铁路车站候车厅内的热扰参数

    Table  2.   Thermal disturbances in waiting hall of railway station

    热扰取值设置区域
    人员2000 人人员活动区
    灯光10 W/m2非人员活动区
    设备15 W/m2人员活动区
    渗透风1 次/h所有区域
    新风10 m3/(h·人)人员活动区
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    表  3  各地区供暖季平均室外干球温度及累积太阳辐射

    Table  3.   Outdoor dry bulb temperature and cumulative solar radiation in several regions during heating season

    地点平均室外干
    球温度/℃
    累积太阳
    辐射/(kWh·m−2
    拉萨 0.8 749.2
    林芝 2.7 632.5
    昌都 −0.2 624.4
    理塘 −3.6 493.6
    甘孜 −1.6 601.2
    马尔康 1.5 418.9
    松潘 −1.7 381.8
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    表  4  不同地区车站的候车厅直射影响区在分区供暖方案下的供暖量减少情况

    Table  4.   Reduction in heating capacities of irradiated zones of waiting halls in different regions

    地点供暖减少
    量/(kWh·m−2
    供暖减少
    百分比/%
    拉萨 15.8 38.2
    林芝 12.4 33.1
    昌都 12.5 24.8
    理塘 8.9 13.7
    甘孜 12.6 22.1
    马尔康 7.2 14.1
    松潘 6.2 9.0
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-27
  • 修回日期:  2022-07-21
  • 网络出版日期:  2023-06-28
  • 刊出日期:  2022-12-01

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