城市軌道交通建筑節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)措施

時(shí)間:2022-09-26 02:40:58

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城市軌道交通建筑節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)措施

【摘要】對(duì)城市不同區(qū)域交通來說,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。

【關(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)的交通形式被稱作城市軌道交通?,F(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(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(diǎn)具備多種功能,如候車、集散、供乘客上下車、設(shè)置運(yùn)營設(shè)備和辦理運(yùn)營業(yè)務(wù)等。車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(yùn)營管理用房3個(gè)部分。

(1)車站管理人員辦公處就是運(yùn)營管理用房,例如值班室、廣播室、保衛(wèi)室、站長室、會(huì)議室以及業(yè)務(wù)室等。

(2)設(shè)備用房主要功能包括:確保列車安全、穩(wěn)定運(yùn)行;改善車站環(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)過程中,設(shè)計(jì)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??紤]到運(yùn)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(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)車站空間及車站形式

在城市軌道交通建筑設(shè)計(jì)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(duì)比較為強(qiáng)烈,因此設(shè)計(jì)師需要對(duì)地下車站特點(diǎn)進(jìn)行充分考慮。在規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中,盡可能減少不必要的地下空間設(shè)置,對(duì)車站主體以及附屬設(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(yùn)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(yùn)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?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(fù)荷。同時(shí),設(shè)計(jì)師還要考慮到氣候因素,對(duì)車站通風(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)可利用列車活塞效應(yīng)來實(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0.5m/s,任何因素都不會(huì)對(duì)運(yùn)行速度造成影響。

3)當(dāng)無人進(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(jì)形式下,通風(fēng)季節(jié)能夠?qū)Ρ砝淦髟O(shè)備門開啟自動(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8×104m/h時(shí),開啟表冷器前的風(fēng)機(jī)功率為50kW,開啟表冷器后的風(fēng)機(jī)功率則降低至36.8kW。在通風(fēng)季節(jié)開啟表冷器,能夠降低28%的能耗,如果城市有較長時(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(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

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(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。

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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(shì)研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2009(1):15-19.

作者:何煜晗 單位:中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司