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【摘要】對城市不同區(qū)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(xiàn)形態(tài)。在城市軌道交通建筑建設(shè)過程中，節(jié)能設(shè)計屬于一項重要的建設(shè)標準以及評價目標。高效節(jié)能的城市軌道交通是現(xiàn)代化交通發(fā)展的主要趨勢。論文分析了城市軌道交通建筑的基本構(gòu)成，提出了城市軌道交通建筑節(jié)能設(shè)計具體措施，希望能為相關(guān)行業(yè)提供有益參考。

【關(guān)鍵詞】城市軌道交通；建筑；基本構(gòu)成；節(jié)能設(shè)計；措施

1引言

隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，交通建設(shè)事業(yè)蓬勃發(fā)展。為緩解城市交通壓力，許多城市開始發(fā)展軌道交通。固定在導(dǎo)軌上、且用于城市客運的交通形式被稱作城市軌道交通。現(xiàn)階段，國內(nèi)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(huán)保節(jié)能、舒適安全等是城市軌道交通的優(yōu)勢和特點，在現(xiàn)代城市發(fā)展中發(fā)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(jù)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(jié)能設(shè)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(xiàn)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。論文主要探討城市軌道交通建筑的節(jié)能設(shè)計相關(guān)措施。

2城市軌道交通建筑的基本構(gòu)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(fēng)亭、通風(fēng)道及附屬建筑物等共同構(gòu)成城市軌道交通系統(tǒng)。列車停車點具備多種功能，如候車、集散、供乘客上下車、設(shè)置運營設(shè)備和辦理運營業(yè)務(wù)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(nèi)，如超市、公用電話和銀行等。在設(shè)計車站時，設(shè)計師需要重點關(guān)注乘客使用空間，確保人流流線科學(xué)，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(shè)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(wèi)室、站長室、會議室以及業(yè)務(wù)室等。

（2）設(shè)備用房主要功能包括：確保列車安全、穩(wěn)定運行；改善車站環(huán)境；在突發(fā)狀況下為乘客提供安全庇護場所。如空調(diào)及通風(fēng)用房、控制室、信號房、配電房、防災(zāi)中心、變電所、自動售票房以及公區(qū)用房等。

（3）為確保車站工作人員日常工作和休息，還需要設(shè)置輔助用房，輔助用房有茶水間、更衣室、衛(wèi)生間和休息室等。在城市軌道交通建筑設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要在確保車站基本功能的基礎(chǔ)上，采取合理措施減少用房面積、節(jié)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(shè)置在不同車站中。

3城市軌道交通建筑的節(jié)能設(shè)計措施

3.1對城市空間和外部空間的銜接進行優(yōu)化處理

在城市軌道線網(wǎng)中，城市軌道交通建筑屬于節(jié)點建筑，因此需要對城市空間和外部空間的銜接進行優(yōu)化處理。合理規(guī)劃設(shè)計線網(wǎng)，盡可能連接商業(yè)中心、客運中心、道路樞紐地帶以及大型商務(wù)區(qū)等人流量較大的區(qū)域，在此基礎(chǔ)上發(fā)展城市軌道交通客流量，確保軌道交通穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。

3.2合理設(shè)計車站空間及車站形式

在城市軌道交通建筑設(shè)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(tǒng)中，車站和外部環(huán)境之間的對比較為強烈，因此設(shè)計師需要對地下車站特點進行充分考慮。在規(guī)劃設(shè)計過程中，盡可能減少不必要的地下空間設(shè)置，對車站主體以及附屬設(shè)施面積進行合理控制，降低基礎(chǔ)埋深與車站建設(shè)規(guī)模，從而降低交通建筑的照明、空調(diào)等能源消耗，節(jié)約車站建設(shè)和運營成本。

3.3選用節(jié)能環(huán)保的車站設(shè)備

通過分析我國城市軌道交通建筑的建設(shè)和運營狀況可以得知，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是軌道交通系統(tǒng)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(fēng)空調(diào)系統(tǒng)有巨大的節(jié)能潛力，除此之外，其他車站設(shè)備同樣可以采取節(jié)能措施，有效降低能源消耗量。

3.3.1通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施

在選擇通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備時，需要考慮到車站規(guī)模、客流量、列車次數(shù)等因素，在此基礎(chǔ)上確定通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)負荷。同時，設(shè)計師還要考慮到氣候因素，對車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、方案等進行合理配置。自然通風(fēng)可利用列車活塞效應(yīng)來實現(xiàn)，從而降低風(fēng)機能源消耗量。在設(shè)計隧道通風(fēng)系統(tǒng)時，風(fēng)機變頻技術(shù)、全封閉屏蔽門技術(shù)等都能夠有效降低能源消耗量。制冷系統(tǒng)可采取以下節(jié)能措施：

1）將大溫差技術(shù)合理應(yīng)用到冷凍水系統(tǒng)中。大溫差送風(fēng)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(fēng)速，降低風(fēng)機能源消耗量。

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

3.3.2自動扶梯系統(tǒng)節(jié)能措施

帶有變頻功能的扶梯可以實現(xiàn)以下3種功能：平穩(wěn)啟動、節(jié)能運行和檢修運行。

1）在啟動扶手后，通過變頻驅(qū)動，扶梯可以實現(xiàn)平穩(wěn)啟動，然后進行加速，直至達到額定速度。當(dāng)乘客人數(shù)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(wǎng)，此時變頻驅(qū)動不會對電機產(chǎn)生影響。

2）當(dāng)乘客逐次進入扶梯時，穩(wěn)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(dāng)無人進入扶梯時，自動扶梯會在一定時間內(nèi)逐漸降低運行速度，由額定速度轉(zhuǎn)為低速運行，不僅可能減少設(shè)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(tǒng)能耗及通風(fēng)阻力，可以采取門式表冷器設(shè)備，然后在兩側(cè)設(shè)軸。在這種設(shè)計形式下，通風(fēng)季節(jié)能夠?qū)Ρ砝淦髟O(shè)備門開啟自動化控制。實驗研究表明，當(dāng)組合式空調(diào)機規(guī)格為8×104m/h時，開啟表冷器前的風(fēng)機功率為50kW，開啟表冷器后的風(fēng)機功率則降低至36.8kW。在通風(fēng)季節(jié)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(fēng)季節(jié)，能源節(jié)約量是十分可觀的。

3.3.4照明系統(tǒng)節(jié)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(jié)能環(huán)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(tǒng)中導(dǎo)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(shè)計是不合適的。

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

4結(jié)語

近年來，城市軌道交通數(shù)量越來越多，規(guī)模越來越大。建筑行業(yè)屬于高耗能行業(yè)，城市軌道交通建筑也不例外。隨著人們環(huán)保意識增強，節(jié)能減排設(shè)計在城市軌道交通系統(tǒng)中得到越來越多的關(guān)注，已經(jīng)成為交通建筑的建設(shè)目標之一。設(shè)計師應(yīng)當(dāng)認真研究城市軌道交通建筑的基本構(gòu)成，在此基礎(chǔ)上進行建筑節(jié)能設(shè)計，采取先進合理的技術(shù)手段，切實提高城市軌道交通建筑節(jié)能設(shè)計水平，推動交通建設(shè)事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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【4】宋敏華.城市軌道交通節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2009(1):15-19.

作者:何煜晗 單位:中交鐵道設(shè)計研究總院有限公司