地鐵車輛段節(jié)能設計

地鐵車輛段節(jié)能設計摘要：本文分析了地鐵車輛段的主要能耗點，以及與之相對應的主要節(jié)能方向。對目前常用的地鐵車輛段在設計階段引入的節(jié)能措施逐一進行了節(jié)能效果的對比分析，有助于節(jié)能措施的選擇。關鍵詞：地鐵；車輛段；節(jié)能DesignofenergysavingmeasuresformetrovehicledepotLuoXichunYunnanJingjianRailTransitInvestment&ConstructionCo.,LtdYunnanKunming650000ChinaAbstract:Thispaperanalysisthemainenergyconsumptionofmetrovehiclesdepot,andtheenergysavingmeasureswhichcorrespondingits.Andthispapercomparativeanalysistheeffectivenessoftypicalenergysavingmeasuresinthestepofdesignformetrovehiclesdepot,Contributetotheselectionofenergysavingmeasures.Keyword:Metro,vehicledepot,energysaving城市軌道交通作為能耗大戶，其中車輛段肩負著車輛的大修、架修、雙周檢、三月檢、停車列檢等任務，能耗很大。因此，須樹立城市軌道交通車輛段的節(jié)能設計理念,落實節(jié)能措施，形成規(guī)模效益。根據(jù)《地鐵設計規(guī)范》（GB50157），"車輛段與綜合基地的設計，應貫穿節(jié)約用地、節(jié)約能源的方針”。因此在設計階段的車輛基地選址、總平面布局、工藝設計、工藝設備、資源共享、建筑及機電等配套方面應提前進行節(jié)能考慮。1地鐵車輛段主要節(jié)能思路具體措施方面，車輛基地的能耗分析，主要應分為兩大類：車輛段工藝類（涉及車輛基地工藝流程、總平面布置方案、工藝設備方面）以及建設工程類（涉及建筑、結構、通風空調(diào)、給排水、供電、軌道、橋隧等專業(yè)）。除車輛基地的建設工程方面的節(jié)能外，本節(jié)還將從車輛基地設計規(guī)模、選址、出入段線、總平面布置方案、工藝流程、工藝設備等方面進行節(jié)能分析。圖1車輛段節(jié)能思路2規(guī)劃階段2.1車輛基地選址車輛段選址方面，若需考慮節(jié)能因素，主要應以如下兩個方面為主：具備良好的接軌條件，以方便行車組織，提高運營效率，減少列車的空走距離，減少空走能耗；車輛段選址應有良好的自然排水條件，減少機械排水耗能，應便于城市電力、通信等各種管道的引入，便于與城市道路的連接，減少各種貨物及設施運輸能耗。2.2資源共享車輛段選址應綜合考慮城市快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃及其車輛基地的分布，實現(xiàn)資源共享，措施主要如下：高級別維修資源共享：設置線網(wǎng)性的大架修基地，承擔多條線路的車輛大架修任務；培訓中心資源共享：應臨近線路共同使用一個培訓中心，甚至設置全線網(wǎng)集中式的培訓中心，有效降低用電規(guī)模以及日常能耗，同時降低設備投資;綜合維修中心承擔工程范圍內(nèi)的機電設備、通信信號設備、供電設備、以及線路、橋梁、隧道、車站等建筑物、構筑物的日常檢查和維護維修等工作，大多設置為多線共享。3可行性研究階段3.1出入段線圖2盡頭式及八字式出入段線車輛段出入線據(jù)連接車輛段的形式不同，可以分為盡頭式車輛段出入線和、八字式車輛段出入線、通過式車輛段出入線；根據(jù)與地鐵車站連接的出入線條數(shù)不同，可分為單出入線和雙出入線形式；根據(jù)出入線在地鐵車站接軌位置的不同，可分為站前出入線和站后出入線等等。盡頭式出入段線距離可設置的較短，列車空走距離短，但無法實現(xiàn)列車“掉頭”。八字式、貫通式出入段線，它不僅與兩個地鐵站相連，方便了地鐵列車的出入段，并且形成了列車所必要的掉頭條件。圖3貫通式出入段線若從節(jié)能的角度考慮，應優(yōu)先選擇貫通式出入段線、盡頭式出入段線次之。3.2平面布局由于車輛段（含停車場，下同）布局形式不僅在很大程度上決定了整個基地的布局，同時對整個基地的設置也有決定性的影響。主要有如下幾類：盡端并列平形式：停車部分與檢修部分并列平行設置，內(nèi)部調(diào)車工作量相對較小，線路工程量較低。圖4并列平行式車輛段布置盡端錯開倒裝式：將停車部分與檢修部分的咽喉逆向設置，利用段內(nèi)調(diào)車線將兩部分連接。但列車進檢修庫需迂回走行，增加了調(diào)車工作量、線路工程量。圖5錯開倒裝式車輛段布置貫通式：兩端均設有咽喉區(qū)，使得列車的出入段作業(yè)十分方便。圖6貫通式車輛段布置若從節(jié)能的因素考慮車輛段布局方式，則應參考"方便行車組織，提高運營效率，減少列車的空走距離，減少空走能耗〃，采用貫通式布置最優(yōu)，盡端式布置中的平行并列式次之。4具體設計階段4.1工藝流程1）洗車線洗車線的布置形式一般有兩種：貫通式洗車線、八字式洗車線。圖6貫通式洗車線圖7八字式洗車線根據(jù)地鐵設計規(guī)范，列車洗刷設備宜按貫通式布置，以提高洗車作業(yè)效率，減少對其他作業(yè)的干擾。從節(jié)能角度考慮，也應優(yōu)先選擇貫通式洗車線。2）停車及列股道比例根據(jù)地鐵設計規(guī)范（GB50157），運用庫檢修列位數(shù)宜按運用庫總列位數(shù)的50%設計，國內(nèi)目前大多數(shù)地鐵運營單位仍然采取車輛日檢的模式，此時就需要每天進行大量的調(diào)車作業(yè)，若檢查坑一步到位，列檢列位按照運用庫總列位數(shù)100%設計，節(jié)能效果較好。4.2新技術及材料1）光導照明將室外的自然光線透過采光罩導入系統(tǒng)內(nèi)進行重新分配，再經(jīng)特殊制作的光導管傳輸和強化后由系統(tǒng)底部的漫射裝置把自然光均勻高效地照射到室內(nèi)任何需要光線的地方，得到由自然光帶來的特殊照明效果。2）減震降噪有條件的線路可采用無縫線路，以消除過鋼軌接頭所發(fā)出咔嗒聲。試車線上的車輛速度為70km/h，噪音除上述兩個原因外，車輛由于速度產(chǎn)生的噪音，可采用聲屏障加以防護。試車線等采用減振的軌道結構。車輛段生產(chǎn)時機器設備發(fā)出的震動，其基礎采用減振設計。3）低壓配電環(huán)保設計變電所低壓側集中設置有源濾波裝置，降低低壓配電系統(tǒng)的諧波含量，減少電磁輻射及干擾，提高配電系統(tǒng)的電能質量。照明控制采用EIB電氣總線技術。采用APS有源濾波技術，提高電能質量、減少諧波干擾，實現(xiàn)節(jié)能增效。4.3土建及機電配套專業(yè)1）真空玻璃具有比中空玻璃更好的隔熱、保溫性能。其保溫性能是中空玻璃的2倍，是單片普通玻璃的4倍；由于真空玻璃熱阻高，具有更好的防結露結霜性能，在相同濕度條件下，真空玻璃結露溫度更低。2）墻體保溫材料墻體外墻外保溫系統(tǒng)以保溫板為主要材料，兼?zhèn)浔嘏c外飾兩大功能。獨特優(yōu)勢：優(yōu)質高效，保溫隔熱；外層美觀，不開裂，抗撞擊；機械錨固，干作業(yè)，可四季施工材料系統(tǒng)配套供應，杜絕兼容隱患；耐候性更強，適合各種氣候條件。3）太陽能利用太陽能的利用主要有太陽能熱水器、太陽能照明、風光互補照明等。太陽能屬于可再生資源，即可供人類大規(guī)模開發(fā)和長期利用。太陽能主要特點是：儲量豐富、無污染、經(jīng)濟性。太陽能熱水：車輛段內(nèi)淋浴及廚房熱水采用太陽能+空氣源熱泵的集中熱水供應系統(tǒng)，適于作為集中熱水系統(tǒng)的輔助熱源。太陽能熱照明：太陽能的光電轉換是指太陽的輻射能光子通過半導體物質轉變?yōu)殡娔艿倪^程，通常叫做"光生伏打效應”，主要組成部分包括太陽能電池方陣、控制器、蓄電池、逆變器、燈具。風光互補照明：在路燈桿的頂端安裝太陽能電池和風力發(fā)電裝置，由太陽能和風能轉化的電能儲存于同一蓄電池內(nèi)。既節(jié)能又節(jié)費，節(jié)約太陽能硅晶片礦產(chǎn)資源65%。4）節(jié)約用水節(jié)約用水措施主要可通過供水、節(jié)能型管材、廢水處理、中水利用、雨水利用等方實現(xiàn)。無負壓供水：采用加壓供水的方式，充分利用城市管網(wǎng)壓力供水就是最大的節(jié)約能源車輛段與綜合基地的給水系統(tǒng)設計。廢水、中水利用：是一項最基本的節(jié)水措施，并符合國家節(jié)能減排的政策。它實現(xiàn)了水資源的多次重復利用，極大地節(jié)約了水資源,減少環(huán)境污染。通過采用中水回用措施，車輛段與綜合基地可節(jié)水30?40%。5）雨水利用設計建造時調(diào)整好路面高程、綠地高程、雨水口高程的關系，使路面高程高于綠地高程，雨水口設在綠地內(nèi)，雨水口高程高于綠地高程而低于路面高程，這樣就形成了下凹式綠地，降雨后匯入的雨水徑流都進入綠地。6）電力節(jié)能照明節(jié)能：光源采用優(yōu)質綠色節(jié)能光源和高效節(jié)能燈具。對于建筑輪廓照明及地溝照明可選用高效的LED燈。燈具選用配光合理、反射效率高、耐久性好、并與光源、電器附件協(xié)調(diào)配套的燈具，采用EIB電氣總線控制技術，通過時間控制、感光控制及調(diào)光控制，實現(xiàn)整個車輛段與綜合基地內(nèi)的照明智能化控制。7）動力節(jié)能在滿足允許載流量、運行電壓等前提下，應按經(jīng)濟電流密度合理選擇導線截面，并應從降低電能損耗、減少投資和節(jié)約有色金屬等方面綜合衡量。有效地縮短低壓配電線路的長度，既節(jié)財、節(jié)能，又可提高供電質量。變配電所位置盡量靠近負荷中心、合理選擇導線截面，減少電能在傳輸中的損耗。8）通風空調(diào)對集中空調(diào)系統(tǒng)采用智能化能源控制系統(tǒng)控制設備的運行。充分利用有組織的自然通風排除余熱余濕，達到國家要求的節(jié)能減排目的。5結論車輛段選址方面，若需考慮節(jié)能因素，主要應考慮減少列車的空走距離，減少空走能耗，進行統(tǒng)籌規(guī)劃，實現(xiàn)資源共享。若從節(jié)能的因素考慮車輛段出入段線、總平面布局方式，則應參考"方便行車組織，提高運營效率，減少列車的空走距離，減少空走能耗〃，采用貫通式布置最優(yōu)，盡端式布置中的平行并列式次之。優(yōu)先選擇貫通式洗車線，八字貫通式洗車線次之。另可考慮探索實行雙日檢策略，列檢列位占運用庫股道比例減少50%。工藝設備方面，主要應考慮檢查坑照明系統(tǒng)改進，洗車機節(jié)水設計，工程車類采用蓄電池驅動等。配套專業(yè)的節(jié)能方面的措施主要可采用建筑節(jié)能、太陽能利用、節(jié)約用水、電力節(jié)能、通風空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能、低壓配電設計節(jié)能等。資源共享方面，主要考慮