城市軌道交通建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法探討

城市軌道交通建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法探討【摘要】對(duì)城市不同區(qū)域交通來(lái)說(shuō)，城市軌道交通建筑屬于一個(gè)接駁點(diǎn)，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(guò)程中，節(jié)能設(shè)計(jì)屬于一項(xiàng)重要的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)以及評(píng)價(jià)目標(biāo)。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(shì)。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(jì)具體措施，希望能為相關(guān)行業(yè)提供有益參考?！娟P(guān)鍵詞】城市軌道交通；建筑；基本構(gòu)成；節(jié)能設(shè)計(jì)；措施1引言隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)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(kāi)始發(fā)展軌道交通。固定在導(dǎo)軌上、且用于城市客運(yùn)的交通形式被稱(chēng)作城市軌道交通?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)城市軌道交通有多種類(lèi)型，如地鐵、輕軌、磁懸浮、有軌電車(chē)、單軌交通以及市郊鐵路等。速度快、便于換乘、運(yùn)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(shì)和特點(diǎn)，在現(xiàn)代城市發(fā)展中發(fā)揮著越來(lái)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(yùn)行總成本的30%48%左右。加強(qiáng)城市軌道交通建筑節(jié)能設(shè)計(jì)不僅能夠有效降低軌道運(yùn)行成本，還能緩解我國(guó)資源緊張局面，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(jì)相關(guān)措施。2城市軌道交通建筑的基本構(gòu)成按照車(chē)站和地面的相對(duì)位置，可以將城市軌道交通建筑劃分為3個(gè)部分：地下車(chē)站、地面車(chē)站以及高架車(chē)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(chē)停車(chē)點(diǎn)具備多種功能，如候車(chē)、集散、供乘客上下車(chē)、設(shè)置運(yùn)營(yíng)設(shè)備和辦理運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)等。車(chē)站空間通常分為以下2個(gè)部分：1）乘客使用空間。這部分空間主要有售票處、檢票處、進(jìn)出站大廳、天橋、扶梯、站臺(tái)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(jì)車(chē)站時(shí)，設(shè)計(jì)師需要重點(diǎn)關(guān)注乘客使用空間，確保人流流線科學(xué)，為乘客進(jìn)出入車(chē)站提供便利。2）車(chē)站用房。車(chē)站用房包括輔助用房、設(shè)備用房和運(yùn)營(yíng)管理用房3個(gè)部分。（1）車(chē)站管理人員辦公處就是運(yùn)營(yíng)管理用房，例如值班室、廣播室、保衛(wèi)室、站長(zhǎng)室、會(huì)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(chē)安全、穩(wěn)定運(yùn)行；改善車(chē)站環(huán)境；在突發(fā)狀況下為乘客提供安全庇護(hù)場(chǎng)所。如空調(diào)及通風(fēng)用房、控制室、信號(hào)房、配電房、防災(zāi)中心、變電所、自動(dòng)售票房以及公區(qū)用房等。（3）為確保車(chē)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(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要在確保車(chē)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?？紤]到運(yùn)營(yíng)管理方面的要求，還可以將必要用房設(shè)置在不同車(chē)站中。3城市軌道交通建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)措施3.1對(duì)城市空間和外部空間的銜接進(jìn)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(diǎn)建筑，因此需要對(duì)城市空間和外部空間的銜接進(jìn)行優(yōu)化處理。合理規(guī)劃設(shè)計(jì)線網(wǎng)，盡可能連接商業(yè)中心、客運(yùn)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(jì)車(chē)站空間及車(chē)站形式在城市軌道交通建筑設(shè)計(jì)中，車(chē)站空間和車(chē)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(chē)站和外部環(huán)境之間的對(duì)比較為強(qiáng)烈，因此設(shè)計(jì)師需要對(duì)地下車(chē)站特點(diǎn)進(jìn)行充分考慮。在規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，盡可能減少不必要的地下空間設(shè)置，對(duì)車(chē)站主體以及附屬設(shè)施面積進(jìn)行合理控制，降低基礎(chǔ)埋深與車(chē)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(chē)站建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。3.3選用節(jié)能環(huán)保的車(chē)站設(shè)備通過(guò)分析我國(guó)城市軌道交通建筑的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)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?jī)H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(chē)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(shí)，需要考慮到車(chē)站規(guī)模、客流量、列車(chē)次數(shù)等因素，在此基礎(chǔ)上確定通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷。同時(shí)，設(shè)計(jì)師還要考慮到氣候因素，對(duì)車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、方案等進(jìn)行合理配置。自然通風(fēng)可利用列車(chē)活塞效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而降低風(fēng)機(jī)能源消耗量。在設(shè)計(jì)隧道通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)、全封閉屏蔽門(mén)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(jìn)而降低水泵能源消耗量。同時(shí)還可減小風(fēng)速，降低風(fēng)機(jī)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(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量?jī)?nèi)部熱量，全面熱負(fù)荷是主要特點(diǎn)之一。在這種情況下，設(shè)計(jì)師需要對(duì)室外天然冷源加以考慮，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)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(yùn)行時(shí)間。3.3.2自動(dòng)扶梯系統(tǒng)節(jié)能措施帶有變頻功能的扶梯可以實(shí)現(xiàn)以下3種功能：平穩(wěn)啟動(dòng)、節(jié)能運(yùn)行和檢修運(yùn)行。1）在啟動(dòng)扶手后，通過(guò)變頻驅(qū)動(dòng)，扶梯可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)，然后進(jìn)行加速，直至達(dá)到額定速度。當(dāng)乘客人數(shù)增加、扶梯負(fù)載達(dá)到額定功率的60%時(shí)，自動(dòng)扶梯供電即可直接切換至電網(wǎng)，此時(shí)變頻驅(qū)動(dòng)不會(huì)對(duì)電機(jī)產(chǎn)生影響。2）當(dāng)乘客逐次進(jìn)入扶梯時(shí)，穩(wěn)定運(yùn)行速度為0.5ms，任何因素都不會(huì)對(duì)運(yùn)行速度造成影響。3）當(dāng)無(wú)人進(jìn)入扶梯時(shí)，自動(dòng)扶梯會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)逐漸降低運(yùn)行速度，由額定速度轉(zhuǎn)為低速運(yùn)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(kāi)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(mén)式表冷器設(shè)備，然后在兩側(cè)設(shè)軸。在這種設(shè)計(jì)形式下，通風(fēng)季節(jié)能夠?qū)Ρ砝淦髟O(shè)備門(mén)開(kāi)啟自動(dòng)化控制。實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)組合式空調(diào)機(jī)規(guī)格為8104m/h時(shí)，開(kāi)啟表冷器前的風(fēng)機(jī)功率為50kW，開(kāi)啟表冷器后的風(fēng)機(jī)功率則降低至36.8kW。在通風(fēng)季節(jié)開(kāi)啟表冷器，能夠降低28的能耗，如果城市有較長(zhǎng)時(shí)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(duì)綠色照明方式進(jìn)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(zhǎng)的LED燈。2）充分利用新能源，如光伏和太陽(yáng)能等，在照明系統(tǒng)中導(dǎo)入太陽(yáng)光光線。3）地面建筑物要對(duì)自然光進(jìn)行充分利用，但是全玻璃幕墻設(shè)計(jì)是不合適的。4）在設(shè)計(jì)站臺(tái)層雨棚、圍護(hù)設(shè)施等時(shí)，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(duì)站臺(tái)公共區(qū)，設(shè)計(jì)師需要對(duì)屋頂采光板、側(cè)墻玻璃等面積進(jìn)行合理控制，從而降低室內(nèi)溫度變化。4結(jié)語(yǔ)近年來(lái)，城市軌道交通數(shù)量越來(lái)越多，規(guī)模越來(lái)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(shí)增強(qiáng)，節(jié)能減排設(shè)計(jì)在城市軌道交通系統(tǒng)中得到越來(lái)越多的關(guān)注，已經(jīng)成為交通建筑的建設(shè)目標(biāo)之一。設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)認(rèn)真研究城市軌道交通建筑的基本構(gòu)成，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，采取先進(jìn)合理的技術(shù)手段，切實(shí)提高城市軌道交通建筑節(jié)能設(shè)計(jì)水平，推動(dòng)交通建設(shè)事業(yè)可持續(xù)發(fā)展?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】【1】董書(shū)蕓.綠色建筑理念在地鐵節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究J.都市快軌交通,2016,29(1