Yer Altı Raylı Ulaşım Sistemlerinde Yolcu Isıl Konfor

advertisement
11
Makale Article
TTMD Ocak Şubat 2014
Yer Altı Raylı Ulaşım Sistemlerinde
Yolcu Isıl Konfor Şartlarının
Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği
(HAD) Analiziyle İncelenmesi
Computational Fluid Dynamics Analysis of Subway Transport
System for Passenger Thermal Comfort Condition
Prof. Dr. Nurdil ESKİN, Prof. Dr. Mesut GÜR, Oğuz BÜYÜKŞİRİN,
Ünal ALTINTAŞ, Yıldıray YEDİKARDEŞ
Özet
Yer altı raylı yolcu taşıma sistemleri hızı, yolcu
kapasitesi, güvenlik faktörleri ve seyahat sıklığı
süreleri nedeniyle en çok tercih edilen şehir içi
toplu taşıma araçlarıdır. Yolcuların kısa zaman
dilimlerinde bulundukları metro istasyonlarının
çevresel ortam konforu, taşıma sisteminin
verimini ve talebini arttırıcı bir unsurdur. İlave
olarak taze hava miktarı ve ortam kontrolü
toplum sağlığı açısından da elzemdir. Bu
sebeple yer altı istasyonları için yolcu ısıl konfor
analizleri önemli hale gelmiştir. Bu çalışmada
delme tünel tip bir istasyonda yolcu ısıl konfor
şartları incelenmiştir. Isıl konfor analizi için katı
istasyon modülü oluşturulmuş, istasyonda ısıl
konfora etki eden parametreler incelenmiş
ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD)
analizi Autodesk Simulation CFDesign paket
programı ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmada yer
altı istasyonlar için geçerli ısıl konfora etki eden
parametreler zamana bağlı olarak sıcaklık,
basınç ve hava hızı değişimleri irdelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Yer altı raylı sistemleri,
piston etkisi, HAD, ısıl konfor
Abstract
Today, subway transportation has gained
popularity based on people opting for faster
vehicles (people’s need to travel faster).
Therefore, projects to better advance railroad
transportation
have
gained
substantial
momentum. Today, subway systems, especially,
have become the most preferred method of
transportation as they eliminate the hassle
of dealing with heavy highway traffic.Among
the many factors, speed, comfort and safety
are the main reasons why subway systems
are chosen by the masses (preferred way of
transportation for people). In this study, effect
of the train piston is researched for passenger
thermal comfort conditions in a drilled
type subway station. For thermal comfort
conditions analysis the 3-D solid station model
was created, parameters that have impact on
thermal comfort conditions were examined
and CFD analysis was conducted by using
Autodesk Simulation CFDesign software.
In this study, temperature, pressure and air
velocity which are valid parameters for thermal
comfort conditions were investigated.
Key words: Subway transport system, piston
effect, CFD, thermal comfort
1. Giriş
Şehir içi toplu ulaşımın en önemli araçlarından
biri de raylı sistem taşımacılığıdır. 1989 yılında
ilk raylı sistem hattını hizmete açan İstanbul
Ulaşım, bugün toplamda 130 km’lik bir raylı
sistem işletmeciliğine ulaşmıştır. Bu hatların
95 km’si yer altı metro sistemi olup yakın bir
gelecekte İstanbul için toplamda 600 km’lik
bir raylı sistem hat uzunluğu öngörüldüğü
belirtilmektedir. Şekil 1 de İstanbul metrosu M2
hattına ait şematik gösterim görülmektedir. Altı
kat daha büyüyecek olan metro ağına yapılacak
yatırımlar göz önüne alındığında, yüksek
maliyetlerin en aza indirilmesi noktasında hızlı
ve güvenilir bilimsel çalışmaların yürütülmesi
gerekmektedir.
12
Makale Article
TTMD Ocak Şubat 2014
Ülkemizde özellikle İstanbul da devam
eden yer altı raylı projeleri, istasyonlarda
güvenlik koşulları ve konfor şartlarının kontrol
edilmesi gerekliliğini ortaya çıkarmıştır. Metro
istasyonları oluşturulması açısından delme
tip istasyon ve aç-kapa istasyon olarak ikiye
ayrılırlar. Delme tip istasyon aç-kapa tip
istasyonlara göre daha basık olduğundan bu
yöntemle oluşturulan istasyonlarda ısıl konfor
daha kritik durumdadır.
i®
lUuiQsSm
mil
Çalışmada mevcut durum için HAD analizi
oluşturulmuştur.
Yolcu
konfor
analizi
konusunda
literatürde
birçok
araştırma
mevcut olup, HAD modeli ile ilgili çok az
sayıda araştırma vardır.[1-10] İstanbul metrosu
için ise herhangibir araştırma rastlanmamıştır.
HAD analizi ve İstanbul metrosunu içermesi
açısından bu çalışma literatürdeki bu eksikliği
tamamlayıcı niteliktedir.
2. Bir İstasyon Modülündeki Enerji
Modellemesi
i
LH,
buna bağlı olarak yapılacak diğer çalışmalar
için referans bir çalışma oluşturulmuştur.
Yapılan HAD analizleri için istasyon katı
modeli oluşturulmuş, ısıl yüke doğal olarak ısıl
konfora etki eden enerji girdileri hesaplanmış
ve Autodesk Simulation CFDesign programına
tanıtılmıştır. HAD analizi için ayrıca tren tipleri,
trenlerin hareket sıklıkları, yolcu yoğunlukları
tanıtılmıştır.
,
Şekil 1: İstanbul metrosu M2 hattı şematik görünümü
Isıl Konfor, ASHRAE 55[11] numaralı standartta
“insan zihninin ısıl çevreye bağlı olan
memnuniyeti” olarak tanımlanmıştır. Konfor
bölgesinin tanımı ise “toplumdaki çoğunluğun
rahat hissettiği koşullar” olarak yapılmıştır. Bir
başka deyişle ısıl konfor insanda doğal olarak
bulunan ve yaptığı faaliyetlere göre değişen
metabolizma ısısının ısı transfer yolları olan
iletim, taşınım ve ışınım yolları ile uygun oranda
atılabilmesi durumundaki denge şartı olarak
tanımlanabilir. Metro istasyonundaki yolcular
için ısıl konfor şartları yetersiz ise sıkıntı
hissedilir ve rahatsızlık duyulmaya başlanır
buna bağlı olarak insanların memnuniyet
seviyeleri düşer.
Bu çalışma ile mevcut yer altı raylı sistemler
istasyonlarında ısıl konfor analizleri yapılmış ve
İstasyon için ısıl konfora etki eden ısıl yükler
hesaplanırken
Subway
Environmental
Design Handbook Volume I[12] kitabındaki
hesaplamalar kullanılmıştır. Bir istasyon
içindeki ısıl kazançlar temel olarak ikiye ayrılır;
- Bunlardan biri tren kaynaklı ısıl kazançlardır ki
bunlar frenleme ve ivmelenme sırasında oluşan
mekanik ve aerodinamik sürtünme kaynaklı
kazançlar, fren rezistörü, tren kliması, motor
kazançları, 3. ray kazancı olarak ifade edilir.
- İstasyon içindeki bir diğer ısıl kazanç faktörü
ise istasyondan doğan ısıl girdilerdir ki bunlar
istasyon aydınlatması, tünel aydınlatması,
asansörler, yürüyen merdivenler, reklam
panoları, mağazalar ve istasyon içindeki
yolculardan kaynaklı ısıl girdiler olarak
düşünülür.
Çalışmada gerek tren ve gerekse istasyon
kaynaklı
yükler
Subway
Environmental
Handbook Volume I e göre hesaplanmıştır ve
sonuçları Tablo 1 de verilmiştir.
13
Makale Article
TTMD Ocak Şubat 2014
EŞİTLİKLER
SONUÇLAR
Aerodinamik Sürüklenme
FD = 3.5 x 10"5 a 8 CD(Uort)2
Fpdbn
9B = 3600
1702,57 N
3,19 kW
Mekanik Direnç
FM = 5.8 +
Frenleme
Rezistör Yükü
+(7.4 x 10-3)(Uort)
9M =
FMdbWNn
qStep 1
— KEstcpl “t" Qm stepi
0,02098 N /kg
7,884 kW
3600
6,45 kW
0,5812 kW
qm stepi ~ KEstep 1(İ— )
E?n
qsR
— 2 qm stepi
1,162 kW
İvmelenme
Aerodinamik Sürüklenme
FD = 3.5 x 10"5 a 8 CD(Uort)2
FpdgTi
® 3600
1702,57 N
3,19 kW
Mekanik Direnç
FM = 5,8 + w +(7,4 x 10’3)(Uort)
0,02098 N/kg
qM=
Motor Kayıpları
Rezistör Yükü
FDdan
7,884 kW
3600
qm =(KE + qg + qM + qsR)(-1
qStepl
— KEstep + qm
1
Em
)
stepi
12 kW
6,45 kW
Diğer Yükler
3. Ray Yükü
q3R
Qm+ QSR)2R
= 0.22 .(KE+ qp+ qM+
ntaV02
2,3 kW
İlave Yükler
Araç İklimlendirmesi
Tünel Aydınlatmaları
£AX = 0.948(Kw) fNnfe
gAC = 4.51 x T N n tt
20 kW
gü = 3.41
3kW
İnsan Kaynaklı
q=
Tablo 1. :
WLL
İSCC
224 kW
29 kW
Metro istasyonu ısıl kazançları[12]
Tablo 1 incelendiğinde ısıl konfora etki eden
ısıl yüklerin oran olarak en etkili faktörün tren
iklimlendirme kaynaklı olduğu görülmektedir.
Toprak temaslı istasyon yüzeylerinden olan ısı
geçişi çalışmada ele alınarak hesaplanmıştır.
Çalışmada yolcu kapasiteleri günlük ve aylık
bazda incelenerek, sıkışık trafik ve normal
trafik koşullarında olan yolcu sayıları alınmış,
bir yolcunun istasyonda kalma süresine bağlı
olarak istasyon modülüne insan kaynaklı ısı
kazancı hesaplanmıştır.
3.HAD Modellemesi
İstasyon modülü; yaklaşma tüneli, istasyon ve
uzaklaşma tünelinden oluşmaktadır. İstasyon
modülünün bu kapsamda seçilmesinin sebebi,
kapalı bir hacim yaklaşımıyla sürekli rejimde
hareket eden havanın yaklaşma tünelinde
yavaşlamaya başlamasıyla birlikte yarattığı
düzensizliğin istasyon, uzaklaşma tüneli ve
havalandırma bacalarında oluşturduğu hava
hareketlerinin etkilerini incelemektir. Şekil
2 de çalışmada ele alınan istasyon modülü
görülmektedir. Model HAD programına
tanıtılırken de istasyon modülü esas alınarak
enerji yükleri tanıtılmıştır. İstasyon modülü
de göz önüne alınarak bir metro istasyonu
4 kontrol hacminde (K.H.) incelenmiştir. Bu
kontrol hacimleri Şekil 3’ te gösterilmiştir.
14
Makale Article
TTMD Ocak Şubat 2014
HAVA ATIM BACASI
HAVA ATIM BACASI
UZAKLAŞMA TÜNELİ
İSTASYON
YAKLAŞMA TÜNELİ
CİF1
94(5 m
186,94 m
94,5
m
Şekil 2. : İstasyon modülünün tanıtımı
M
KH4
Hava Atım Bacası (TVF)
#
Hava Atım Bacası (TVF)
K M2
l
KH1
.....
Z> KH3
T
>
Şekil 3. : Modelin kontrol hacimleri
Birinci kontrol hacmi yaklaşma tünelini
göstermekte olup, tünelin bu kısmının
içerisinde tünel havalandırma bacası ve
istasyonun başlangıcına kadar olan kısım
bulunmaktadır. Trenin önünde sürüklediği
havanın tünel içerisindeki şiddetli etkisinin
hafifletilmesi
bu
havalandırma
bacaları
aracılığıyla gerçekleşir. İkinci kontrol hacmi ise
200m’lik yolcuların beklediği kısmı (peron)
içermektedir. Tren bu bölümün tam ortasında
durmakta ve belirli bir süre bekledikten
sonra tekrar harekete geçmektedir. Üçüncü
kontrol hacmi ise peron bitiminden başlayıp,
uzaklaşma tünelinin tamamını içermektedir.
Tünel içerisinde, yaklaşma tünelindeki piston
etkisini tamamlayıcı bir tünel havalandırma
bacası bulunmaktadır. Dördüncü kontrol
hacmi, konkors katını kapsamaktadır. Tren
hareketlerinden kaynaklanan (piston etkisi)
hava akışının en az etkilendiği bölgedir. Gerek
bu ve gerekse peron katında basma ve emme
fanları bulunmaktadır.
Bu çalışmada kullanılan metro istasyonunun
yolcu ısıl konfor şartlarını HAD analizi ile
inceleyebilmek için istasyon 1:1 gerçek ölçekte
üç boyutlu olarak SolidWorks® programı ile
modellenmiştir. Modellenen bölge, istasyona
ait hava hacmidir. Bu hacim, tasarımı yapılan
üç boyutlu kabuk modelden çıkarılmıştır.
Gerçekleştirilen akış analizinde hava hacmi
modeli kullanılmıştır. Şekil 4 de istasyona
ait hava boşluğunun model görünümleri
verilmektedir.
Şekil 4. : İstasyona ait hava modelinin 3 D gösterimi
Metro istasyonu 200 metre uzunluğunda ve 3.4
metre genişliğinde iki perondan oluşmaktadır.
Peronlara ulaşım için ise 19 metre yüksekliğinde
4 adet yürüyen merdiven ve yürüyen merdiven
holü, 5 adet istasyon giriş ve çıkış bölümü ile 4
adet geçiş pasajı bulunmaktadır. Bu bölümlere
ek olarak istasyonun başında ve sonunda 2
adet havalandırma bacası bulunmaktadır. Tüm
15
Makale Article
TTMD Ocak Şubat 2014
bölümler aşağıdaki Şekil 5’te gösterilmiştir.
S.Çtot-
•<**»
LÇlu»
llKW
«-«*»»
nasıl olduğu hususunda önemli bilgileri
sağladığı görülmüştür. Kullanılan Autodesk
Simulation CFD (CFDesign) programı, HAD
temeline dayanmakta akışkan hareketi ve
termal simülasyonlara yönelik hassas ve esnek
araçlar sağlamaktadır. Böylece tasarımları
optimize etmek ve ürün davranışını üretimden
önce görmeyi mümkün kılar. Bu programda
kullanılan temel denklemler şunlardır:
Korunum Denklemleri
Şekil 5:İstasyona ait bölümlerin gösterimi
Kullanılacak analiz programında çözüm
kolaylığı sağlayabilmek açısından çeşitli
geometrik basitleştirmeler yapılmış, bu
sayede istasyona ait hava hacmi birebir olarak
modellenmiştir. Model hazırlanırken yapılan
kabuller aşağıda verilmektedir:
•Yürüyen merdivenler eğimli düz bir yüzey
olarak verilmiştir.
•İstasyonun iki tarafında yer alan hava
atım bacaları, menfezler, fan odaları ve fan
kapasiteleri analizlerde göz önüne alınmıştır.
•Yaklaşma ve uzaklaşma tünellerinin
modelde her iki yönde de belirli uzunluklarda
tünel devamlılığını temsil edecek şekilde
akış dirençleri tanımlanmıştır.
•Trenler analiz adımlarını ve çözüm ağını
kolaylaştıracak şekilde tek parça çizilmiştir.
•İstasyonda bekleyen ve analizde belirlenen
zaman aralığında trenlerle gelen yolcular
ısı kaynağı olarak analiz modelinde
tanımlanmıştır.
•İstasyonda bulunan panolar, ekranlar,
projektörler vb. ekipmanlar modelde göz
önüne alınmıştır.
Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD)
analizi Autodesk Simulation CFD programında
gerçekleştirilmiştir. Analizler ilk olarak düzenli
rejimde çalıştırılarak optimum sonlu eleman
sayısı saptanmış, daha sonra zamana bağlı
çözümler yapılarak nihai sonuçlara gidilmiştir.
Bu kısımda önceki bölümde tasarlanan
geometrinin analizinde kullanılacak sınır
şartları, başlangıç şartları ve malzeme
atamaları yapılmıştır. Çıkan sonuçların, bir
metro istasyonundaki hava hareketlerine bağlı
olarak sıcaklık, basınç ve hız dağılımlarının
Termodinamik ve Akışkanlar mekaniğinde
kütlenin korunumu ile ilgili denklem genel
olarak aşağıdaki gibi ifade edilebilir.
*+vr -sBu denklemde yer alan Sm terimi kaynak terim
şeklinde ifade edilir. Sisteme eklenen kütleyi
ifade eder. Örneğin faz değişimi sırasında
buharlaşma sonucunda eklenen kütle miktarını
gösterir. Momentum ve enerji denklemleri ise
aşağıda ifade edilmiştir.
_dp + V.(/&u)+
a*
a/
dt
aÿ
dt
+
--
V.(/w?)
+ V.(pwV)
dy
SU'
+ V.(ÿVv)+ SM
+
az + V.(//Vw) 5Wj
+ V.(/> eV)= -pV.V+ V.(JtVr)+$+
se
Yukarıda kartezyen koordinat sisteminde ifade
edilen denklemlerde:
Ȥ: Yoğunluk
V: Hız vektörü
u: Hız vektörünün x yönündeki bileşeni
Ƭ: Hız vektörünün y yönündeki bileşeni
w: Hız vektörünün z yönündeki bileşeni
Sm: Kütle kaynak terimi
SMx: x yönündeki momentum kaynak terimi
16
Makale Article
TTMD Ocak Şubat 2014
SMy: y yönündeki momentum kaynak terimi
sıcaklık koşulu ve 4’ lü tren dizini için yapılan
HAD simülasyonu sonuçlarını içermektedir.
Sonuçlar değerlendirme açısından iki şekilde
gösterilmektedir.
Bunlardan
biri
kontur
olarak anılan zamana bağlı görseller ve belirli
noktalarda alınan zamana bağlı grafiklerdir.
Şekil 6’ da sıcaklık dağılımını zamana göre
gösteren 9 adet görsel bulunmaktadır. Şekil 7’
ve 8’ de sırasıyla hava hızı dağılımı ve basınç
dağılımı verilmiştir.
SMz: z yönündeki momentum kaynak terimi
p: Basınç terimi
Se: Enerji kaynak terimi
Ɯ: Viskoz enerji yayınımı
ƫ: Dinamik viskozite
olarak verilmektedir.
Viskoz enerji yayınımı (Ɯ), akışkanın viskozitesi
dolayısıyla enerji kayıplarını ifade eder.
Sonuçlar
İstasyon modülü ısıl konfor parametreleri
sıcaklık, hava hızı ve basınç farkı olarak
standartlarda belirtilmektedir [11-12]. Tablo 2’
de yer altı raylı sistemlerinde verilen sıcaklık
sınırlamaları görülmektedir. Bu parametreler,
trenlerin geliş sıklığı, yolcu sayıları, trenlerin hızı,
dış ortam sıcaklıkları, tren dizin büyüklüğü gibi
işletme parametrelerinden önemli miktarda
etkilenir. Bu çalışmada analizler 35°C dış
Tablo 2. : Isıl konfor parametreleri sınır değerleri
Bül-e
Kı*
diktik sıcaklık)*C
Yaz(en yüksek «ra klik) ®C
EfaülDÇ
Tüneller
(normal işletme)
-
-
Platform koukors yolcu
alanları
32
Kritik hıza
göre
Eft&oz VC
2
32
Kritik hızn
göre
Fft&oz vc
2
31
S değişim /
Egsoz vc
saat
besleme
Tehlike halinde çıkış geçitleri
besleme
besleme
50
Sinyalizasyon ve haberleşme
odaları
İS
25
Artı
Personel odaları
22
25
Artı
Batarya mlalan
IS
Cer çileli trafo merkezi
SİSTflJL
2
Tüneller
(sıkışık işletme)
Hava miktarı
40
G değişim /
saat
Egstez.
besleme ve
klima
Eksi
15 değişim /
saat
Klima ve
besleme
Egsoz ve
besleme
Arlı
10 demişim /
saat
Hgsoz ve
besleme
G değişim /
saat
17
Makale Article
TTMD Ocak Şubat 2014
%
r
“41
%
ı
i
d
ii
<ÿ1
-
h
h
ir
u
e-
*
u
İ
-
.4i
""
s
i
j'
i
P
«
r
'
İT
1
*
-
î
.**ÿ:
a
İl
:
“41
’
İlil
>
.41
t
u
“41
ı
“n*i
t r r
-V
i
-
t
i
t
“IÛİ
'f
g
'
*
£
fi
;
II
""
.4i
H
t
T
'i
A
I
'Ü
Sj
ü
i
T!
-
r r r -
ULİ
3
i;
4
5
'Tı m ill
“41
Hava Hızı Dağılımları
-ı
"
Sıcaklık Dağılımları
Şekil 6. :
Zamana bağlı sıcaklık dağılımının gösterimi
Şekil 7. : Zamana bağlı hava hızı dağılımının gösterimi
18
Makale Article
TTMD Ocak Şubat 2014
Basınç Dağılımları
Çalışma kapsamında istasyon platform katında
[Şekil 9] belirlenmiş noktalardaki sıcaklık,
basınç ve hava hızı dağılımları da elde edilmiştir.
Burada sadece istasyon ortası ( Nokta 16 )
değerleri verilmiştir [Şekil 10 ].
i
»E-
f
T
i
Şekil 9. : Grafik çizdirilen noktaların yerleri
îi
g 44TT
-
*
Noktal6 Sıcaklık
II
25
—
i
24
ı*
23
E-
g
*if
}2Î
Ş2J
20
¥3""
-
g
4rkr
19
13
2 12 22 32 42 S2 62 72 32 92
İ\
Süre(ı)
İ3ÿ
«r
g fÿ"TÿT
NoktalS Hava Hızı
ti
0,6
-I
Âî
f t
ar
saîv!
S 0,4
£0,3
*
—
il
lî
5 0,2
0,1
t
il .
o
2 12 22 32 42 52 62 72 82 92
Süre(s)
*
t t
İt
Şekil 8. :
0,5
Zamana bağlı basınç dağılımının gösterimi
19
Makale Article
TTMD Ocak Şubat 2014
sonucunda elde edilen sıcaklık, hız ve basınç
değişimleri kullanılarak istasyona giren bir
yolcunun seyahati süresince (istasyona giriş ve
bekleme, araç içi ve istasyondan çıkış) içinde
bulunduğu ortamı nasıl algıladığı BSI vasıtasıyla
incelenmiştir. Makalede bir örnekleme olması
amacıyla Tablo 3’ te verilen şartlardaki bir
erkek yolcunun konfor şartlarının zamana bağlı
değişimi Şekil 11’ de verilmektedir.
Noktal6 Basınç
600
500
2
400
5 300
£
<~h
200
S 100
£ -100
!
-300
lf/22
32 Al
Sürü(s)
Şekil 10.: Nokta 16 için sıcaklık, hava hızı ve basınç grafikleri
4.Bağıl Sıcaklık İndeksi
Zamana bağlı olarak istasyonda tespit
edilen sıcaklık, basınç
ve hava hızlarının,
istasyonda bulunan yolcuların ısıl konforunu
ne şekilde etkilediği, ASHRAE tarafından
tanımlanmış olan bağıl sıcaklık indeksi (BSI)
ile belirlenebilmektedir. Bağıl sıcaklık indeksi;
hava sıcaklığı, nem, hava akış hızı, metabolizma
hızı, ve giyime bağlı olarak hesaplanmaktadır
[11-12]. HAD analizi ile yapılan inceleme
Burada yolcu istasyona girişteki yürüme
aktivitesi
sonucu
istasyonda
perona
geldiğinde kendini önce sıcak bir ortamdayım
gibi huzursuz hissetmekte, ancak en erken bir
dakika içinde rahat ve konforlu hissetmeye
başlamaktadır. Çalışmada tren iç sıcaklıklarının
21°C tasarım sıcaklığına çekilmesi durumunda
yolcunun önceleri aracı konforlu bulurken
seyahati
süresince
konfor
şartlarından
uzaklaşacağı da görülmektedir.
Tablo 3. :
Bağıl sıcaklık indeksine etki eden
parametrelerin değerleri
Peron Sıcaklığı
25 °C
Konkors Sıcaklığı
22 °C
Araç içi Sıcaklık
21 °C
Yürüme hızı
4.83 km/h
—
0,4
Sıcak
*0,35
3
£
Ilık
0,3
Konforlu
İ0,2S
İstasyonda bekleme
0,2
8 0,15
\
Vî
0,1
<3 0,05
İstasyondan çıkış
Konkorsta yürüme
NT
Araç İçi
0
THi'ımoiLnÿıÿrT'ıOîtnr-ır'rT'ıOiırtrir'-rı'ıffıtrt Hh-ıtyflıı/ıHStrlflllflH
NlfiflıMtÛOfflNOtfÛÛ
HHdiMrJfJrtfloiflÿınııııflıiııiiD NfÿlÿöOtJOçÿOiaıOCsO
Süre(s)
Şekil 11. : °C istasyon sıcaklığı, 21 °C araç sıcaklığı şartlarında bağıl sıcaklık indeksinin zamanla değişimi
20
Makale Article
Bu indekse bağlı olarak metabolizma hızı
yüksek olan bir erkek yolcunun 25°C sıcaklıktaki
bir istasyon peron katında başlangıçta sıcak
hissettiği, bekleme süresi 225 sn lik süre
içinde ise zamanla daha konforlu bir ortamda
olduğunu hissedeceği anlaşılmaktadır. Tren iç
sıcaklığı olarak 21 °C alındığında bu şartlardaki
yolcunun önceleri aracı konforlu bulurken
seyahati
süresince
konfor
şartlarından
uzaklaşacağı da görülmektedir.
Değerlendirme:
Bu çalışmada trenin hareketi ile havalandırılması
desteklenen bir delme tip istasyonun zamana
bağlı HAD analizi gerçekleştirilmiş, sıcaklık,
basınç ve hava hızı değişimleri elde edilmiştir.
Çalışmada araçların 21°C iç ortam sıcaklıklarının
seyahat süreleri uzadıkça yolcu açısından
konforsuz olarak algılanacağı bu sebeple yaz
aylarında hem istasyon içinde hem de tren
içinde sıcaklıkların 22°C-23°C arasında olması
yolcu konforu açısından daha konforlu bir
ortamın varlığını sağlayacaktır.
KAYNAKLAR
[1] Sadokierski, S. and Thiffeault, J. (2008).
Heat transfer in underground rail tunnels
[2] Bopp, R. and Hagenah, B. (2008).
Aerodynamics, ventilation and tunnel safety
for high speed rail tunnels
[3] Thompson, J.A., Maidment, G. G. and
Missenden, J. F. (2006). Modelling low-energy
cooling strategies for underground railways
[4] Lin, C. J., Chuah, Y.K. and Liu, C. W. (2007).
A study on underground tunnel ventilation
for piston effects influenced by draught relief
shaft in subway system
[5] Pflitsch, A. and Bruene, M. (2011). Air flow
measurements in the underground section of
a UK light rail system.
[6] Tsun Ke, M., Che Cheng, T. and PorWang,
W. (2001). Numerical simulation for optimizing
the design of subway environmental control
system.
[7] Huang, Y., Li, C. and Kim, C. N. (2011).
TTMD Ocak Şubat 2014
A numerical analysis of the ventilation
performance for different ventilation strategies
in a subway tunnel.
[8] Ampofo, F., Maidment, G. and Missenden,
J. (2003). Underground railway environment
in the UK Part 2: Investigation of heat load.
[9] Huang, Y. and Gong, X. (2011). Effects of
the ventilation duct arrangement and duct
geometry on ventilation performance in a
subway tunnel.
[10] Kim, J. Y. and Kim, K. Y. (2009). Effects
of vent shaft location on the ventilation
performance in a subway tunnel.
[11] ASHRAE Standard 55-2004 (2004).
Thermal environmental conditions for human
occupancy
[12] Subway Environmental Design Handbook
Vol. I.(1976).
Teşekkür: Bu çalışmanın gerçekleşmesinde
sürekli katkıları ve desteleri ile başta Ömer
YILDIZ ve Veysel ARLI olmak üzere tüm
İstanbul Ulaşım A.Ş. ekibine teşekkür ederiz.
KISA ÖZGEÇMİŞLER
Prof. Dr. Nurdil ESKİN: Boğaziçi Üniversitesi
Makina Mühendisliği Bölümünden önce lisans,
daha sonra Y.Lisans diplomalarını alarak
1981 yılında Yüksek Makina Mühendisi olarak
mezun olmuştur. 1982-1990 yılları arasında
önce Parsons-Brinkerhoff TSB şirketinde
İstanbul Metro ve Tüp Geçit Projesi’nde
makina mühendisi olarak çalışmış, daha sonra
farklı firmalarda özellikle metro ve raylı taşıma
sistemlerinde havalandırma, iklimlendirme,
drenaj ve yangın güvenliği konularında
mühendis ve proje müdürü olarak görev
almıştır.
1990 yılında İ.T.Ü. Makina Mühendisliği
programında “Akışkan Yataklı Kömür Yakıcısı
Modeli ve İkinci Kanun Analizi” başlıklı tezi
ile Doktora derecesini almıştır. 1997 yılında
Doçent, 2004 yılında Profesör ünvanını
almıştır.
İ.T.Ü. Makina Fakültesinde bölüm
başkan yardımcılığı, Yüksek lisans ve Doktora
programları Koordinatörlükleri gibi çeşitli idari
21
TTMD Ocak Şubat 2014
kademelerde görev almış, 2008-2011 yılları
arasında Akademik işlerden sorumlu Dekan
Yardımcılığı görevini yürütmüştür.
TÜYAK Vakfı kurucu üyesi ve yönetim
kurulu üyesi de olan Prof.Dr. Eskin’in İkiFazlı Akışlar,
HVAC, Yangın Güvenliği,
Isı Tekniği Uygulamaları, Akışkan Yataklı
Kazanlar, Binalarda Enerji Verimliliği, Yoğuşma
Modelleri ve Analizleri konularında yazılmış
ve yayınlanmış kitap, kitap bölümleri, bilimsel
rapor, ulusal ve uluslararası makale ve bildiriler
olmak üzere toplam 110 adet yayını, “A Cooling
Device and a Phase Separator Utilized Therein”
isimli buluş ile Yaratıcı (Inventor) ve Kullanıcı
(Applicant) olarak dünya patenti vardır. Prof.Dr.
Nurdil ESKİN halen İ.T.Ü. Makina Fakültesinde
Profesör olarak görev yapmaktadır.
Prof. Dr. Mesut GÜR:. Makina Mühendisliği
Bölümünü Sakarya Üniveritesinde, Proses
Yüksek Mühendisliği bölümünü 1986 yılında
Almanya'da
Hamburg/Harburg
Teknik
Üniversitesinde ve Doktorasını Almanya’da
1992 yılında Clausthal Teknik Üniversitesinin
Makine Mühendisliği Termodinamik Anabilim
dalında tamamladı. Sırasıyla 1994 te Doçentlik
ve 1999 yılında Profesörlük ünvanını aldı ve
halen İTÜ-Makine Mühendisliği bölümünde
öğretim üyesi olarak çalışmaktadır. 20042005
yıllarında
Amerika'da
Pittsburgh
Üniversitesinde Misafir öğretim üyesi olarak
süper iletkenlerin soğutulması konusunda
araştırmalar yaptı. Araştırma konularının
başında yanma/gazlaştırma teknikleri, proses
tekniği, kurutma ve endüstriyel fırınlar, mikro
kanallar, fan ve pompalar, ısıtma-soğutma ve
havalandırma teknolojileri gelmektedir.
Oğuz BÜYÜKŞİRİN: 1990 İzmir’ de doğdu.
Lisans eğitimini 2012 senesinde İzmir Dokuz
Eylül Üniversitesinde Makine Mühendisliği
bölümünde tamamlamıştır. Yüksek lisans
eğitimini 2014 senesinde İstanbul Teknik
Üniversitesi Makine Fakültesi Isı-Akışkan
Yüksek lisans bölümünde tamamlamıştır.
Doktora eğitimine İstanbul Teknik Üniversitesi
Makine Mühendisliği Anabilim Dalında devam
etmektedir.
Ünal ALTINTAŞ: 1990 yılında Trabzon da
doğdu. 2008 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi
Makine Fakültesinde lisans eğitimine başladı.
Makale Article
2013 yılında lisans eğitimini tamamladı ve bu
yıldan beri İstanbul Teknik Üniversitesinde
Makine Mühendisliği Bölümü Malzeme ve
İmalat programında yüksek lisans eğitimine
devam etmektedir.
Yıldıray YEDİKARDEŞ: 1976 yılında İstanbul’
da doğdu. 1999 yılında Yıldız Teknik
Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünde
lisans eğitimini, 2002 yılında aynı üniversitede
Termodinamik ve Isı Tekniği anabilim dalında
yüksek lisans eğitimini, 2009 yılında ise
Termodinamik ve Isı Tekniği anabilim dalında
doktorasını tamamladı. İş hayatında ise 2002
yılında Araç Bakım Mühendisi olarak Ulaşım
A.Ş.’ de çalışmaya başladı ve 2009 yılına kadar
aynı görevde bulundu. 2009 yılından bu yana
aynı şirkette Elektromekanik Sistemler Şefi
olarak çalışmaktadır. Avrupa Birliği çerçeve
programlarında metro sistemlerinde enerji
tüketimlerinin optimizasyonu konulu projede
ve ayrıca, metro istasyonlarında konfor ve acil
durum havalandırması konulu projelerde görev
yapmaktadır. Evli ve 2 çocuk babasıdır.
Download