地鐵車站出入口環境測試及防結露方案研究

孫超

1 城市軌道交通數字化建設與測評技術國家工程實驗室2 中國鐵路設計集團有限公司

1 研究背景

地鐵在公共交通系統中扮演越來越重要的角色，人們對地下工程內部的環境質量要求也越來越高。目前在已通車的部分地鐵線路中存在地下車站出入口內空氣潮濕與結露現象，潮濕環境對工作人員和乘客身體健康帶來一定的影響，結露可導致地面存水，存在運營安全隱患，也可對車站內的金屬管道、管線造成嚴重腐蝕，減少使用壽命，影響使用效果[1]。

本地鐵車站所在地區空氣環境最顯著的特點是夏季、過渡季潮濕，特別是梅雨季節地鐵車站內返潮現象更為明顯[2]。影響地鐵內部熱濕環境的因素非常多，主要有人員散濕、設備散濕、潮濕表面散濕、結露及外界空氣帶入的水分、從圍護結構滲入的水分等，其熱濕負荷組成較為復雜[3-6]。

本文對某結露現象較為明顯的地下地鐵車站出入口環境進行測試分析，通過對出入口內壁面溫度、地面溫度、空氣溫度以及室外空氣參數的測試，分析車站出入口產生結露現象的原因，并給出相關工程建議。

2 測試方案

本文于2021 年7 月對南方某地下地鐵車站（以下簡稱車站）的出入口熱濕環境開展了一系列相關測試工作。

1）測試儀器。采用Fluke-561 萬能型測溫儀與Fluke-TI450 紅外熱像儀進行壁面溫度、地面溫度測試，采用TSI-QTRAK-7575 室內空氣檢測儀進行出入口內與室外空氣溫、濕度測試。

2）測試方案。結合乘客動線及實測位置，將所有測點分為5 組，如圖1 所示，分別為L1、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點數據，L1～L4 包含的出入口內均設有風機盤管系統，L5 均為站廳公共區的測點數據。根據5組動線行進方向由小到大依次編號。

圖1 測點分組示意

3 測試結果

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

圖2 測點編號原則示意圖

3.1 L1 測點測試結果

L1 組主要包含車站D 出入口及相連走廊數據，由圖3 可知，出入口樓梯第一踏步處（測點2）地面和壁面溫度略低于此處空氣露點溫度，表面結露風險較高，主要是由于此處壁面溫度受出入口內低溫空氣影響驟降所致。同時，在測點8 與9 處，壁面溫度有明顯降低，是由于此處設有風機盤管出風口所致。

圖3 L1 測點數據折線圖

由于出入口通道設有風機盤管，且溫度設定較低（出風口溫度21.9 ℃），導致通道內溫度明顯降低，相對濕度相應升高，根據環境溫濕度測試數據，其相對濕度高于《地鐵設計規范》GB50157-2013 中70%的限值[3]。

3.2 L2 測點測試結果

L2 組主要包含車站E2 入口及相連走廊數據，由圖4 可知，出入口樓梯第一踏步處（測點2）地面和壁面結露風險較高，主要是由于此處壁面溫度受出入口內低溫空氣影響驟降所致。同時根據現場踏勘結果，測點4～6 處存在吊頂結露現象，以測點6 為例，經計算，測點6 空氣露點溫度為21.56 ℃，高于此處風口溫度21 ℃，因此在風口附近出現結露現象。

圖4 L2 測點數據折線圖

由于出入口通道設有風機盤管，且溫度設定較低（出風口溫度21 ℃），導致通道內溫度明顯降低，相對濕度相應升高，根據環境溫濕度測試數據，其相對濕度高于《地鐵設計規范》GB50157-2013 中70%的限值。

3.3 L3 與L4 測點測試結果

L3 組主要包含車站E1 入口及相連走廊數據，L4組主要包含車站C 入口及站廳內部數據。由圖5、6 可知，L3 與L4 的墻體表面溫度均高于露點溫度，結露風險相對較低。

圖5 L3 測點數據折線圖

圖6 L4 測點數據折線圖

由于出入口通道設有風機盤管，且溫度設定較低（出風口溫度19.8 ℃），導致通道內溫度明顯降低，相對濕度相應升高，根據環境溫濕度測試數據，其相對濕度高于《地鐵設計規范》GB50157-2013 中70%限值。

3.4 L5 測點測試結果

L5 組均為車站站廳內部數據，由圖7 中表面與露點溫度可知，站廳內部墻體表面溫度明顯高于露點溫度，結露風險較低。各測試點溫度較為均衡，無溫度局部突變情況出現。

圖7 L5 測點數據折線圖

4 結論

經測試分析，車站出入口內結露現象明顯的主要原因有：

1）室外空氣濕度較大，當室外空氣進入出入口后，出入口環境溫度、壁面溫度與地面溫度均較低，溫度下降明顯，導致壁面、地面凝水結露。

2）出入口內設置風機盤管，導致出入口內環境溫度較低，最低可至22 ℃，明顯低于空氣露點溫度，導致結露現象明顯。

3）出入口內風機盤管出風口的送風溫度低于空氣露點溫度，導致吊頂上方出風口結露滴水。

當地下空間存在結露現象時，在相對封閉的空間內，利用空調或除濕設備將空氣溫度大幅降低的做法較為可行[7]。但對于地鐵出入口通道，由于室外風向、熱壓、活塞風等因素的影響，室外的高溫、高濕空氣（特別是下雨天氣、梅雨季節等）會不可避免的流入出入口通道內，若出入口通道內的溫度設置過低，必然會產生結露現象。

對于地鐵長出入口通道，可適當提高出入口環境溫度，可降低空氣濕度，滿足《地鐵設計規范》GB50157-2013 中70%的限值要求，溫度值可設定在公共區溫度與室外空氣溫度之間，同時考慮乘客過渡舒適性特點與車站實際情況，研究局部通風、防水材料[8]等工程控制措施，優化、緩解結露現象。

由于受測試工況少、時間短、測試數據不足等因素限制，本次測試分析結果尚不全面，局部通風、防水材料等具體優化緩解結露現象的工程措施應通過測試、數值模擬、實驗等方法做進一步研究。