城市轨道交通建筑节能设计相关措施

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【摘要】对城市不同区域交通来说，城市轨道交通建筑属于一个接驳点，中间站、地面公共交通以及换乘枢纽是城市轨道交通建筑的表现形态。在城市轨道交通建筑建设过程中，节能设计属于一项重要的建设标准以及评价目标。高效节能的城市轨道交通是现代化交通发展的主要趋势。论文分析了城市轨道交通建筑的基本构成，提出了城市轨道交通建筑节能设计具体措施，希望能为相关行业提供有益参考。

【关键词】城市轨道交通；建筑；基本构成；节能设计；措施

1引言

随着经济发展和社会进步，交通建设事业蓬勃发展。为缓解城市交通压力，许多城市开始发展轨道交通。固定在导轨上、且用于城市客运的交通形式被称作城市轨道交通。现阶段，国内城市轨道交通有多种类型，如地铁、轻轨、磁悬浮、有轨电车、单轨交通以及市郊铁路等。速度快、便于换乘、运输效率高、环保节能、舒适安全等是城市轨道交通的优势和特点，在现代城市发展中发挥着越来越重要的作用。城市轨道交通建筑需要消耗电能，成本占据城市轨道交通运行总成本的30%～48%左右。加强城市轨道交通建筑节能设计不仅能够有效降低轨道运行成本，还能缓解我国资源紧张局面，实现社会经济可持续发展。论文主要探讨城市轨道交通建筑的节能设计相关措施。

2城市轨道交通建筑的基本构成

按照车站和地面的相对位置，可以将城市轨道交通建筑划分为3个部分：地下车站、地面车站以及高架车站。建筑主体、出入口、风亭、通风道及附属建筑物等共同构成城市轨道交通系统。列车停车点具备多种功能，如候车、集散、供乘客上下车、设置运营设备和办理运营业务等。车站空间通常分为以下2个部分：

1）乘客使用空间。这部分空间主要有售票处、检票处、进出站大厅、天桥、扶梯、站台以及各种通道等。此外，商用空间也包括在内，如超市、公用电话和银行等。在设计车站时，设计师需要重点关注乘客使用空间，确保人流流线科学，为乘客进出入车站提供便利。

2）车站用房。车站用房包括辅助用房、设备用房和运营管理用房3个部分。

（1）车站管理人员办公处就是运营管理用房，例如值班室、广播室、保卫室、站长室、会议室以及业务室等。

（2）设备用房主要功能包括：确保列车安全、稳定运行；改善车站环境；在突发状况下为乘客提供安全庇护场所。如空调及通风用房、控制室、信号房、配电房、防灾中心、变电所、自动售票房以及公区用房等。

（3）为确保车站工作人员日常工作和休息，还需要设置辅助用房，辅助用房有茶水间、更衣室、卫生间和休息室等。在城市轨道交通建筑设计过程中，设计人员需要在确保车站基本功能的基础上，采取合理措施减少用房面积、节约投资成本。考虑到运营管理方面的要求，还可以将必要用房设置在不同车站中。

3城市轨道交通建筑的节能设计措施

3.1对城市空间和外部空间的衔接进行优化处理

在城市轨道线网中，城市轨道交通建筑属于节点建筑，因此需要对城市空间和外部空间的衔接进行优化处理。合理规划设计线网，尽可能连接商业中心、客运中心、道路枢纽地带以及大型商务区等人流量较大的区域，在此基础上发展城市轨道交通客流量，确保轨道交通稳定、可持续发展。

3.2合理设计车站空间及车站形式

在城市轨道交通建筑设计中，车站空间和车站形式的确定必须满足交通建筑功能要求。在城市轨道交通系统中，车站和外部环境之间的对比较为强烈，因此设计师需要对地下车站特点进行充分考虑。在规划设计过程中，尽可能减少不必要的地下空间设置，对车站主体以及附属设施面积进行合理控制，降低基础埋深与车站建设规模，从而降低交通建筑的照明、空调等能源消耗，节约车站建设和运营成本。

3.3选用节能环保的车站设备

通过分析我国城市轨道交通建筑的建设和运营状况可以得知，通风空调系统是轨道交通系统最为重要的组成部分，能源消耗量仅次于牵引供电。但是，通风空调系统有巨大的节能潜力，除此之外，其他车站设备同样可以采取节能措施，有效降低能源消耗量。

3.3.1通风空调系统节能措施

在选择通风空调系统设备时，需要考虑到车站规模、客流量、列车次数等因素，在此基础上确定通风空调系统负荷。同时，设计师还要考虑到气候因素，对车站通风空调系统设备、方案等进行合理配置。自然通风可利用列车活塞效应来实现，从而降低风机能源消耗量。在设计隧道通风系统时，风机变频技术、全封闭屏蔽门技术等都能够有效降低能源消耗量。制冷系统可采取以下节能措施：

1）将大温差技术合理应用到冷冻水系统中。大温差送风功能可降低流量，进而降低水泵能源消耗量。同时还可减小风速，降低风机能源消耗量。

2）将变频技术合理应用到水泵中。城市轨道交通系统在运行过程中会产生大量内部热量，全面热负荷是主要特点之一。在这种情况下，设计师需要对室外天然冷源加以考虑，在此基础上设计出通风孔小系统，迅速冷却城市轨道交通内部系统，以此缩短空调运行时间。

3.3.2自动扶梯系统节能措施

带有变频功能的扶梯可以实现以下3种功能：平稳启动、节能运行和检修运行。

1）在启动扶手后，通过变频驱动，扶梯可以实现平稳启动，然后进行加速，直至达到额定速度。当乘客人数增加、扶梯负载达到额定功率的60%时，自动扶梯供电即可直接切换至电网，此时变频驱动不会对电机产生影响。

2）当乘客逐次进入扶梯时，稳定运行速度为0.5m／s，任何因素都不会对运行速度造成影响。

3）当无人进入扶梯时，自动扶梯会在一定时间内逐渐降低运行速度，由额定速度转为低速运行，不仅可能减少设备磨损，还能有效减少电力消耗。

3.3.3开启表冷器，降低能耗

要降低系统能耗及通风阻力，可以采取门式表冷器设备，然后在两侧设轴。在这种设计形式下，通风季节能够对表冷器设备门开启自动化控制。实验研究表明，当组合式空调机规格为8×104m/h时，开启表冷器前的风机功率为50kW，开启表冷器后的风机功率则降低至36.8kW。在通风季节开启表冷器，能够降低28％的能耗，如果城市有较长时间的通风季节，能源节约量是十分可观的。

3.3.4照明系统节能措施

1）对绿色照明方式进行积极宣传和大力推广，灯具尽可能选用节能环保、高效且寿命长的LED灯。

2）充分利用新能源，如光伏和太阳能等，在照明系统中导入太阳光光线。

3）地面建筑物要对自然光进行充分利用，但是全玻璃幕墙设计是不合适的。

4）在设计站台层雨棚、围护设施等时，优良的自然采光以及通风条件是降低能耗的重要途径。对站台公共区，设计师需要对屋顶采光板、侧墙玻璃等面积进行合理控制，从而降低室内温度变化。

4结语

近年来，城市轨道交通数量越来越多，规模越来越大。建筑行业属于高耗能行业，城市轨道交通建筑也不例外。随着人们环保意识增强，节能减排设计在城市轨道交通系统中得到越来越多的关注，已经成为交通建筑的建设目标之一。设计师应当认真研究城市轨道交通建筑的基本构成，在此基础上进行建筑节能设计，采取先进合理的技术手段，切实提高城市轨道交通建筑节能设计水平，推动交通建设事业可持续发展。

【参考文献】

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【4】宋敏华.城市轨道交通节能技术发展趋势研究[J].工程建设与设计,2009(1):15-19.

作者:何煜晗 单位:中交铁道设计研究总院有限公司