城市軌道交通建筑節能設計相關措施

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【摘要】對城市不同區域交通來說，城市軌道交通建筑屬于一個接駁點，中間站、地面公共交通以及換乘樞紐是城市軌道交通建筑的表現形態。在城市軌道交通建筑建設過程中，節能設計屬于一項重要的建設標準以及評價目標。高效節能的城市軌道交通是現代化交通發展的主要趨勢。論文分析了城市軌道交通建筑的基本構成，提出了城市軌道交通建筑節能設計具體措施，希望能為相關行業提供有益參考。

【關鍵詞】城市軌道交通；建筑；基本構成；節能設計；措施

1引言

隨著經濟發展和社會進步，交通建設事業蓬勃發展。為緩解城市交通壓力，許多城市開始發展軌道交通。固定在導軌上、且用于城市客運的交通形式被稱作城市軌道交通。現階段，國內城市軌道交通有多種類型，如地鐵、輕軌、磁懸浮、有軌電車、單軌交通以及市郊鐵路等。速度快、便于換乘、運輸效率高、環保節能、舒適安全等是城市軌道交通的優勢和特點，在現代城市發展中發揮著越來越重要的作用。城市軌道交通建筑需要消耗電能，成本占據城市軌道交通運行總成本的30%～48%左右。加強城市軌道交通建筑節能設計不僅能夠有效降低軌道運行成本，還能緩解我國資源緊張局面，實現社會經濟可持續發展。論文主要探討城市軌道交通建筑的節能設計相關措施。

2城市軌道交通建筑的基本構成

按照車站和地面的相對位置，可以將城市軌道交通建筑劃分為3個部分：地下車站、地面車站以及高架車站。建筑主體、出入口、風亭、通風道及附屬建筑物等共同構成城市軌道交通系統。列車停車點具備多種功能，如候車、集散、供乘客上下車、設置運營設備和辦理運營業務等。車站空間通常分為以下2個部分：

1）乘客使用空間。這部分空間主要有售票處、檢票處、進出站大廳、天橋、扶梯、站臺以及各種通道等。此外，商用空間也包括在內，如超市、公用電話和銀行等。在設計車站時，設計師需要重點關注乘客使用空間，確保人流流線科學，為乘客進出入車站提供便利。

2）車站用房。車站用房包括輔助用房、設備用房和運營管理用房3個部分。

（1）車站管理人員辦公處就是運營管理用房，例如值班室、廣播室、保衛室、站長室、會議室以及業務室等。

（2）設備用房主要功能包括：確保列車安全、穩定運行；改善車站環境；在突發狀況下為乘客提供安全庇護場所。如空調及通風用房、控制室、信號房、配電房、防災中心、變電所、自動售票房以及公區用房等。

（3）為確保車站工作人員日常工作和休息，還需要設置輔助用房，輔助用房有茶水間、更衣室、衛生間和休息室等。在城市軌道交通建筑設計過程中，設計人員需要在確保車站基本功能的基礎上，采取合理措施減少用房面積、節約投資成本。考慮到運營管理方面的要求，還可以將必要用房設置在不同車站中。

3城市軌道交通建筑的節能設計措施

3.1對城市空間和外部空間的銜接進行優化處理

在城市軌道線網中，城市軌道交通建筑屬于節點建筑，因此需要對城市空間和外部空間的銜接進行優化處理。合理規劃設計線網，盡可能連接商業中心、客運中心、道路樞紐地帶以及大型商務區等人流量較大的區域，在此基礎上發展城市軌道交通客流量，確保軌道交通穩定、可持續發展。

3.2合理設計車站空間及車站形式

在城市軌道交通建筑設計中，車站空間和車站形式的確定必須滿足交通建筑功能要求。在城市軌道交通系統中，車站和外部環境之間的對比較為強烈，因此設計師需要對地下車站特點進行充分考慮。在規劃設計過程中，盡可能減少不必要的地下空間設置，對車站主體以及附屬設施面積進行合理控制，降低基礎埋深與車站建設規模，從而降低交通建筑的照明、空調等能源消耗，節約車站建設和運營成本。

3.3選用節能環保的車站設備

通過分析我國城市軌道交通建筑的建設和運營狀況可以得知，通風空調系統是軌道交通系統最為重要的組成部分，能源消耗量僅次于牽引供電。但是，通風空調系統有巨大的節能潛力，除此之外，其他車站設備同樣可以采取節能措施，有效降低能源消耗量。

3.3.1通風空調系統節能措施

在選擇通風空調系統設備時，需要考慮到車站規模、客流量、列車次數等因素，在此基礎上確定通風空調系統負荷。同時，設計師還要考慮到氣候因素，對車站通風空調系統設備、方案等進行合理配置。自然通風可利用列車活塞效應來實現，從而降低風機能源消耗量。在設計隧道通風系統時，風機變頻技術、全封閉屏蔽門技術等都能夠有效降低能源消耗量。制冷系統可采取以下節能措施：

1）將大溫差技術合理應用到冷凍水系統中。大溫差送風功能可降低流量，進而降低水泵能源消耗量。同時還可減小風速，降低風機能源消耗量。

2）將變頻技術合理應用到水泵中。城市軌道交通系統在運行過程中會產生大量內部熱量，全面熱負荷是主要特點之一。在這種情況下，設計師需要對室外天然冷源加以考慮，在此基礎上設計出通風孔小系統，迅速冷卻城市軌道交通內部系統，以此縮短空調運行時間。

3.3.2自動扶梯系統節能措施

帶有變頻功能的扶梯可以實現以下3種功能：平穩啟動、節能運行和檢修運行。

1）在啟動扶手后，通過變頻驅動，扶梯可以實現平穩啟動，然后進行加速，直至達到額定速度。當乘客人數增加、扶梯負載達到額定功率的60%時，自動扶梯供電即可直接切換至電網，此時變頻驅動不會對電機產生影響。

2）當乘客逐次進入扶梯時，穩定運行速度為0.5m／s，任何因素都不會對運行速度造成影響。

3）當無人進入扶梯時，自動扶梯會在一定時間內逐漸降低運行速度，由額定速度轉為低速運行，不僅可能減少設備磨損，還能有效減少電力消耗。

3.3.3開啟表冷器，降低能耗

要降低系統能耗及通風阻力，可以采取門式表冷器設備，然后在兩側設軸。在這種設計形式下，通風季節能夠對表冷器設備門開啟自動化控制。實驗研究表明，當組合式空調機規格為8×104m/h時，開啟表冷器前的風機功率為50kW，開啟表冷器后的風機功率則降低至36.8kW。在通風季節開啟表冷器，能夠降低28％的能耗，如果城市有較長時間的通風季節，能源節約量是十分可觀的。

3.3.4照明系統節能措施

1）對綠色照明方式進行積極宣傳和大力推廣，燈具盡可能選用節能環保、高效且壽命長的LED燈。

2）充分利用新能源，如光伏和太陽能等，在照明系統中導入太陽光光線。

3）地面建筑物要對自然光進行充分利用，但是全玻璃幕墻設計是不合適的。

4）在設計站臺層雨棚、圍護設施等時，優良的自然采光以及通風條件是降低能耗的重要途徑。對站臺公共區，設計師需要對屋頂采光板、側墻玻璃等面積進行合理控制，從而降低室內溫度變化。

4結語

近年來，城市軌道交通數量越來越多，規模越來越大。建筑行業屬于高耗能行業，城市軌道交通建筑也不例外。隨著人們環保意識增強，節能減排設計在城市軌道交通系統中得到越來越多的關注，已經成為交通建筑的建設目標之一。設計師應當認真研究城市軌道交通建筑的基本構成，在此基礎上進行建筑節能設計，采取先進合理的技術手段，切實提高城市軌道交通建筑節能設計水平，推動交通建設事業可持續發展。

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作者:何煜晗 單位:中交鐵道設計研究總院有限公司