《上海地区地下公共场所热环境状况调查》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上海地区地下公共场所热环境状况调查（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、上海地区地下公共场所热环境状况调查 THERMAL ENVIRONMENT SURVEY ON SHANGHAI UNDERGROUND PUBLIC PLACE 蒋淳潇 上海交通大学机械与动力工程学院上海 200030 Tel: 13901658066, E-mail:letian_jiang 摘 要热舒适与室内空气品质已经逐渐成为人们关心的话题本文对上海地铁的热环境状况进行了 研究测量了 15 个站点的空气温度辐射温度相对湿度风速等环境参数以及站台污染物浓度 并收集了 801 位受试者填写的热舒适空气品质等主观调查表计算出的热中性温度为 20.02?期望 温度为 20.7?80的人可接受的
2、温度范围上限为 23.2?均以操作温度表示略低于 ASHARE handbook 中的舒适区标准在对地下空气品质的研究中发现各个站点的粉尘浓度超标均很严重对 人体的危害很大另外本文还对病态建筑综合症SBS进行了一定研究试图找出热舒适与空 气品质对其的影响 结果发现某些污染物浓度的超标和人们对环境的不舒适感都会引发 SBS 相关症状 的发病率上升最后针对地铁空气品质的改善笔者提出了自己的建议 关键词热环境热舒适中性温度空气品质病态建筑综合症 0 引言 随着经济技术的发展和生活水平的不断提高 公共场所热舒适状况与室内空气品质已逐渐成为 人们关注的话题上海地铁一号线已经运行多年 而地下站台的热环境状
3、况也与人们的健康生活息 息相关因此笔者对地铁一号线沿线的数十个站 点进行了一番调查其目的在于收集上海地铁热 环境的相关资料客观评价各地铁站的污染物浓 度是否符合相关标准并提出改进建议 本文采用实测方法对上海地铁交通的热环境 参数进行实地测量并对人们的热舒适感觉进行问 卷调查同时结合 PMV 模型进行数据处理以此 分析上海地区地下轨道交通热舒适的现状 对于室内空气品质本文将测量各地铁站台污 染物浓度并结合 SBS 症状进行分析研究提出相 关建议 1 研究方法 1 . 1 样本选择 选择地铁一号线从首个地下车站上海南站站 开始沿线依次调查了 15 个车站至上海马戏城站 结束 调查问卷采用抽样调查的
4、方法分别向地铁站 厅的店员或站厅和站台的乘客发放调查问卷在对 象填写问卷的过程中测量记录下此刻的环境参数 与相关污染物浓度最终共完成问卷 801 份得到 了 801 个人体热反应样本 1 . 2 数据采集 测量时间为 2005 年 4 月 7 日至 4 月 24 日主 要集中在上午 9001200 与下午 1300 至 16 00 之间根据上海地铁平时的客流规律基本上是 处于均值时段调查小组由 2 人组成其中一人负 责指导受试者填写问卷调查表另外一人负责测量 此刻的热环境参数与污染物浓度 1 . 2 . 1 环境参数与污染物浓度测量 本次测量的热环境参数包括空气温度辐射温 度 相对湿度与空气流
5、速4项 污染物浓度包括CO CO2甲醛粉尘其中对粉尘的测量分别采用三 种滤嘴进行 PM10粉尘颗粒直径小于 10mPM2 5 PM1 0 空气温度湿度COCO2浓度采用美国 TSI 公司的 Q-TRAK 8551 室内空气质量检测仪进行测 量粉 尘 浓 度 的 测 量 采 用 美 国 TSI 公 司 的 DUSTTRAK 8520 粉尘测定仪甲醛浓度测量采用 英国 PPM-Technology 公司生产的 PPM-400 甲醛检 测仪风速的测量采用德国 Testo 415 风速仪辐 射温度采用黑球温度计测量直径 150mm精度 0.1? 1 . 2 . 1 主观调查 请受试者填写调查表并对地铁
6、热环境与空气 品质做主观评价内容包括1受试者的背景情 况如性别年龄类型行人或店员2调 查时刻人员的热感觉3空气状况调查如潮湿 程度空气洁净度等4舒适度期望度调查 5“病态建筑综合症”调查包括头疼头晕想 睡觉鼻子痒眼睛刺激皮肤痒疲劳 2 热舒适调查结果与分析 2 . 1 人员背景 对 801 名受试者的背景进行了统计其中男性 467 名58.3%女性 334 名41.7%受试者平 均年龄为 29.3 岁受试者中大部分为候车的行人 2 . 2 热环境参数分布 总体的热环境参数统计结果见表 2-1其中at 为空气温度rt为辐射温度ot为操作温度(空气温 度与辐射温度的平均值) 为相对湿度v 为空气
7、流速 表 2 - 1 总体热环境参数统计表 at? rt? ot? % v m/s 平均值 23.6 23.6 23.6 53.5 0.13 标准偏差 1.87 1.84 1.84 7.78 0.13 最大值 27.4 26.9 27.2 67.5 1.78 最小值 19.9 20.4 20.3 35.6 0.01 操作温度主要分布在两个区域即 2121.5? 与 23.525? 占总体样本的 70.3而 2121.5? 的较低操作温度主要集中在新投入使用的上海南 站站点以及北延升段的三个新站点中山北路站延 长路站和马戏城站92.8样本的空气流速0.35 m/s 2 . 3 中性温度与期望温度
8、 本次问卷调查考察了人们主观热感觉的投票 是按照 ASHRAE 七点表度进行的热感觉投票1. 热2.暖3.稍暖4.舒适5.稍凉6.凉7.冷 根据该投票值可反映出何种环境温度为人们普遍 接受的通常温度以操作温度为自变量以该温度 对应的热感觉投票值为因变量作图进行回归分析 线性拟合的结果见图 2-1 线性回归方程如下平均热感觉投票值 0.180ot3.604式中ot代表操作温度 图 2 - 1 热中性温度计算 令平均热感觉投票值为零得热中性温度为 20.02?(以操作温度表示) 人体对环境的热感觉以及对目前所处环境的 期望区别开了中性温度和期望温度 统计某一温度区间内0.5?为组距期望环 境温度比
9、此刻稍暖或稍冷的人数占总人数的百分 数期望稍冷的点为冷期望点期望稍暖的点为热 期望点分别进行回归分析得图 2-2由两曲线交 点得期望温度约为 20.7?(以操作温度表示)与中 性温度的值相近 图 2 - 2 期望温度计算 2 . 4 热接受率 把热环境的舒适区定义在有 80的人可接受 的范围内认为热感觉投票值在-11 之间的都 对热环境表示接受 因此统计每 0.5?内热感觉投票 值在-11 的频数可估计出 80的人可接受的 舒适区相关的投票频数和二阶回归曲线见图 2-3 对应的 80%可接受的温度范围的上限为 23.2? 2 . 5 与热舒适区比较 首先可将中性温度 期望温度与 80的人接受
10、的温度上限转化为标准有效温度指标1查阅文献 1的热舒适图 中性温度 20.02?与期望温度 20.7? 转化为标准有效温度约为 22?80的人接受的温 202122232425262728 -2 -1 0 1 2 3 热 感 觉 投 票 值 操 作温 度 202122232425262728 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 回 答 率 操 作温 度 冷 期 望 点 热 期 望 点 图 2 - 3 热接受率 度上限 23.2?转化为标准有效温度约为 25? 再查 ASHARE handbook 1993 2中的舒适区 冬季的舒适区为 2022.9夏季的舒适区为
11、22.826.1发现中性温度期望温度略低于夏 季标准可接受温度上限低于夏季舒适区上限经 分析可能有以下原因1实测时间在 4 月接近 夏季2地下建筑缺少通风人们更偏爱于较低 的温度来消除闷热感同时从较高温的室外转入地 下人们希望在短暂的停留时间中从温度较大幅度 的动态变化中获得舒适愉快感3ASHARE 标 准是欧美国家制定的我国与欧美国家的经济发展 水平不同人民生活水平经济承受能力不同人 们对热环境的心理适应期望值不同 3 空气品质与 S B S 3 . 1 室内空气品质标准 根 据 我 国 的 大 气 环 境 质 量 标 准 GB/T18883-2002(1h均值)和一些较先进国家和地区 建议
12、室内空气标准3列出了一套标准建议值作为 地铁室内空气品质客观评价的标准4见表 3-1 表 3 - 1 地铁室内空气品质客观评价标准 3 . 2 室内污染物客观评价 3 . 2 . 1 甲醛与一氧化碳 地铁车站的甲醛来自于建筑材料装饰物品 由于地铁一号线已经投入运行多年甲醛已经得到 有效的挥发各站点符合标准建议值北延升线上 新投入使用的三个站点的甲醛浓度也很低说明在 建筑材料的选择和验收把关的工作上是做得很严 格的 地铁车站内部不存在燃烧现象因此站台站厅 的一氧化碳浓度保持在 04ppm 的水平上 远低于 标准建议值 3 . 2 . 2 二氧化碳 徐家汇黄皮南路人民广场新闸路等许多 站的二氧化碳
13、均偏高接近或超过标准值人民广 场的最大值甚至达到了 1400ppm主要因为这些站 点的人流量比较大站台候车的人流密度比较集 中导致空气中二氧化碳含量的积累且由于地铁 建筑密闭的特殊性站台的二氧化碳一时很难排 出所以导致超标比较严重 3 . 2 . 3 粉尘 各地铁站点的粉尘浓度基本均超标比较严重 分析原因粉尘可能主要来自隧道和空调系统悬 浮于空气中较难排出室外而且当有列车驶入站 台时粉尘测试仪指数都有一定的增加说明隧道 中含有大量粉尘人流量大的车站粉尘浓度也普 遍较大 PM10PM2 5超标程度分别达到了 1.15.4 倍1.510.9 倍而且从图 3-1 来看直径10 的粉尘颗粒中直径1的颗
14、粒更是占到了很 大一部分其更容易进入人体内对人体健康是一 种很大的危害需要引起有关部门的重视 图 3 - 1 粉尘浓度站点分布图 3 . 3 室内污染物与 S B S 症状 我们尝试寻找 CO2浓度与 SBS 症状的一些相 关性 因此我们挑选了四个CO2浓度最高的站点 均 超过 1000ppm 以及四个 CO2浓度最低的站点进行 比较 结果发现对于头晕 想睡觉 疲劳这三种 SBS 症状 低 CO2浓度站点调查表中 选择 无该症状 的人群比例明显上升说明低浓度站点受该三种症 状困扰的人减少 而 CO2浓度与该三种症状确实具 有联系 研究中并没有发现其他污染物与 SBS 症状 温度 1828 相对
15、湿度 3070% 一氧化碳 10 mg/m3 二氧化碳 1000ppm 甲醛 0.1 mg/m3 可吸入粉尘 PM10 0.15 mg/m3 可吸入粉尘 PM2 5 0.065 mg/m3 0 . 0 0 0 0 . 2 0 0 0 . 4 0 0 0 . 6 0 0 0 . 8 0 0 1 . 0 0 0 上海南站 漕宝路 体育馆 徐家汇 衡山路 常熟路 陕西南路 黄陂南路 人民广场 新闸路 汉中路 火车站 中山北路 延长路 马戏城 粉尘浓度 m g / m 3 系列1 系列2 系列3 1 2 . 5 1 0 2021222324252627 55 60 65 70 75 80 85 90
16、95 100 热 接 受 率 操 作温 度 S B S 症状 0 1 2 3 - 3- 2- 101234 严 重 程 度 0 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 - 0 . 500 . 511 . 522 . 53 S B S 症状严重程度 平均舒适度投票值 的相关性对于 SBS 的影响因素还有待进一步研 究 3 . 4 热感觉舒适度与 S B S 症状 图 3-2 为所有 SBS 症状与热感觉的关系图中 点的大小代表该热感觉投票人数的多少从图中看 出 SBS 症状与热感觉有相关性热感觉值为 0舒 适的人 SBS 的症状程度最轻 图 3 - 2 热感觉与 S B S 图 3-3 为舒适度投票值与 SBS 症状的关系问 卷中一项舒适度调查“您在目前环境中的感觉a) 不舒适 b)有点不舒适 c)一般 d)舒适 e)很舒适” 将 ae 转换为 01 的投票值代表不舒适很舒 适统计每 0.5 严重程度范围内的平均舒适度投票 值由图可见舒适度投票值也与 SBS 症状存在相 关性 图 3 - 3 舒适度与 S B S 综合图 3-2
