鐵路大型客站運(yùn)營(yíng)期節(jié)能減排的探討

白曉軍，馬龍，謝漢生(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081)

鐵路大型客站運(yùn)營(yíng)期節(jié)能減排的探討

白曉軍，馬龍，謝漢生(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081)

結(jié)合部重點(diǎn)科研項(xiàng)目《高速鐵路建設(shè)節(jié)能減排重點(diǎn)技術(shù)研究》及《鐵路“十二五”節(jié)能規(guī)劃研究》，通過(guò)大型客站建筑節(jié)能、采暖制冷節(jié)能、照明系統(tǒng)節(jié)能、客服系統(tǒng)節(jié)能等節(jié)能措施以及節(jié)水措施和污水處理等節(jié)能減排措施及存在問(wèn)題的調(diào)研，分析了大型客站節(jié)能減排措施的實(shí)施情況，提出了大型客站節(jié)能減排技術(shù)措施及管理措施的建議。

客站;運(yùn)營(yíng)期;節(jié)能減排

根據(jù)2008年10月國(guó)家批準(zhǔn)實(shí)施的《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃(調(diào)整方案)》，到2020年，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程將達(dá)到12萬(wàn)km以上，復(fù)線率和電化率分別達(dá)到50%和60%以上，主要繁忙干線實(shí)現(xiàn)客貨分線，基本形成布局合理、結(jié)構(gòu)清晰、功能完善、銜接順暢的鐵路網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)輸能力滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需要，主要技術(shù)裝備達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。新建一大批鐵路客站是新世紀(jì)大規(guī)模鐵路建設(shè)的重要組成部分，也是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程?！笆晃濉逼陂g將圍繞客運(yùn)專線與長(zhǎng)大干線鐵路建設(shè)，新建和改建一批鐵路客站，加快主要客站建設(shè)，逐步形成適應(yīng)客流特點(diǎn)、便于客運(yùn)組織、分類經(jīng)營(yíng)管理的客站體系。規(guī)劃到2012年建成804座新客站［1］，其中包括眾多的大型客站。隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排要求力度加大，新建大型客站的節(jié)能減排工作需要引起高度重視。

1 目前鐵路客站建設(shè)理念

鐵道部對(duì)客站建設(shè)高度重視，在總結(jié)建國(guó)以來(lái)客站設(shè)計(jì)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，結(jié)合我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，按照實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀的建設(shè)方針，并針對(duì)鐵路客站的具體特點(diǎn)，提出了新時(shí)期鐵路客站設(shè)計(jì)建設(shè)要堅(jiān)持以人為本，全面體現(xiàn)“功能性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性、文化性、經(jīng)濟(jì)性”的新要求［2］。先進(jìn)性的基本內(nèi)涵之一就是，在站房及內(nèi)部設(shè)施上充分考慮建筑的節(jié)能、環(huán)保，適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展要求［1］。

在北京南站、上海虹橋站、上海南站等大型客站的設(shè)計(jì)與建設(shè)中已經(jīng)納入了節(jié)能減排的理念。綜合考慮氣候條件、建筑傳熱方式、建筑朝向、墻體材料性能、門窗性能以及采暖空調(diào)等建筑設(shè)備的選擇與應(yīng)用，對(duì)建筑能耗進(jìn)行有效控制。廣泛應(yīng)用太陽(yáng)能光伏一體化技術(shù)，冷、熱、電三聯(lián)供技術(shù)，地源熱泵技術(shù)等先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，以達(dá)到節(jié)能與投資的最佳平衡［1］。

2 目前大型客站建設(shè)中主要采取的節(jié)能減排措施及存在的問(wèn)題

客站的能耗主要集中在采暖制冷的中央空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)，水耗主要集中在客車上水、旅客衛(wèi)生間用水。污染物的排放主要為采暖空調(diào)采用燃煤燃?xì)忮仩t時(shí)的大氣污染物排放、站房生活污水排放，以及為動(dòng)車組在車站折返配備的動(dòng)車組集便卸污系統(tǒng)污水排放。目前主要從建筑節(jié)能、采暖制冷節(jié)能、照明系統(tǒng)節(jié)能、客服系統(tǒng)節(jié)能等節(jié)能措施以及節(jié)水措施和污水處理等來(lái)實(shí)現(xiàn)客站的節(jié)能減排。

2.1 建筑節(jié)能

建筑節(jié)能目前采取的措施包括:(1)墻體節(jié)能:復(fù)合墻體一般用塊體材料或鋼筋混凝土作為承重結(jié)構(gòu)，與保溫隔熱材料復(fù)合，或在框架結(jié)構(gòu)中采用薄壁材料加以保溫隔熱材料作為墻體。(2)屋頂節(jié)能:在寒冷地區(qū)屋頂設(shè)保溫層，以阻止室內(nèi)熱量的散失;在炎熱的地區(qū)屋頂設(shè)置隔熱降溫層以阻止太陽(yáng)的輻射熱傳至室內(nèi);而在冬冷夏熱地區(qū)(黃河至長(zhǎng)江流域)，建筑節(jié)能則要冬、夏兼顧。保溫常用的技術(shù)措施是在屋頂防水層下設(shè)置導(dǎo)熱系數(shù)小的輕質(zhì)材料;也可在屋面防水層上設(shè)置聚苯乙烯泡沫。屋頂隔熱降溫的方法有:架空通風(fēng)、屋頂蓄水或定時(shí)噴水、屋頂綠化等;還有太陽(yáng)能集熱屋頂和可控制的通風(fēng)屋頂?shù)?。玻璃幕墻?jié)能，提高玻璃幕墻節(jié)能保溫性能的主要措施是采取鍍膜玻璃、LOW-E玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃及隔熱斷橋鋁型材來(lái)降低結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，降低空氣滲透熱損失，減少開啟窗扇面積，提高密封性等。(3)門窗節(jié)能:主要途徑是保溫隔熱。其措施包括提高門窗的保溫性、隔熱性和密閉性;選擇節(jié)能窗型;設(shè)計(jì)合理的窗扇比和朝向，在采光和通風(fēng)運(yùn)行的條件下，控制窗墻比例可更有效的節(jié)能。(4)樓層地面節(jié)能:站房、生產(chǎn)生活房屋、配套建筑用房中的樓層地面，站房高架候車室、地下開發(fā)空間上方的站前廣場(chǎng)地面，樓層樓間地面宜采用內(nèi)保溫系統(tǒng)、采暖地面等，站房高架橋候車室地面以及站前廣場(chǎng)地面宜采用外保溫系統(tǒng)。

在對(duì)北方某站進(jìn)行調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)，其外墻大部分為玻璃幕墻，缺乏保溫措施;內(nèi)部隔斷由于凈空過(guò)高，且地下大廳與室外是相通的，基本沒(méi)有擋風(fēng)、隔熱、保溫的措施，冬季地下房屋一般在5～6℃;高架層屋頂受自然采光的陽(yáng)光照射，致使制冷措施發(fā)揮不好，夏季候車大廳溫度達(dá)到32℃以上。在對(duì)長(zhǎng)江流域某站調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)，車站候車室的進(jìn)出口沒(méi)有設(shè)置隔離區(qū)，造成與室外熱交換，使冬季供暖和夏季制冷的能力損失。

2.2 采暖制冷節(jié)能減排

采暖制冷系統(tǒng)的節(jié)能減排包括:(1)空調(diào)主機(jī)節(jié)能減排:采用先進(jìn)的空調(diào)主機(jī)，加強(qiáng)機(jī)組的管理維護(hù);采用地源熱泵技術(shù)，目前鐵道部在武昌站等項(xiàng)目中已逐步推廣地源熱泵技術(shù);利用太陽(yáng)能，在光照充足地區(qū)可利用太陽(yáng)能+熱泵采暖制冷洗浴組合系統(tǒng);復(fù)合能源技術(shù)節(jié)能如北京南站燃?xì)鉄犭娎渎?lián)供系統(tǒng);采用自控系統(tǒng)，通過(guò)應(yīng)用自動(dòng)控制，使空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備在不同環(huán)境條件下始終能以最佳工況工作，從而實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)能減排。(2)空調(diào)系統(tǒng)其他設(shè)備節(jié)能:包括水泵、風(fēng)機(jī)采用變頻技術(shù)節(jié)能;冷卻塔，通過(guò)溫度控制、分機(jī)臺(tái)數(shù)控制等手段改變冷卻塔的工作狀態(tài)，找出最佳工作狀況。(3)控制室內(nèi)適宜溫度:空調(diào)設(shè)計(jì)室內(nèi)溫度夏季為26℃、冬季為20℃，可實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能。對(duì)高大空間的候車室、候車大廳，應(yīng)優(yōu)化出風(fēng)口位置，分層控制溫度，對(duì)非旅客接觸區(qū)域可適當(dāng)降低溫度控制要求，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排;如南京新站在空調(diào)管理中，派專人定時(shí)測(cè)量候車室等旅客公共區(qū)域的實(shí)際溫度，并以此作為空調(diào)開行的依據(jù)，達(dá)到了既滿足旅客舒適度需求又節(jié)能的目的［3］。(4)新風(fēng)量控制:通過(guò)舒適度和節(jié)能雙重因素，確定候車室最適宜的新風(fēng)量。采用變頻技術(shù)，根據(jù)候車室人數(shù)調(diào)整新風(fēng)量，按功能分區(qū)采用變風(fēng)量調(diào)節(jié)，滿足不同區(qū)域的空調(diào)要求;采用熱回收裝置的新風(fēng)換氣機(jī)組;采用自然通風(fēng)技術(shù)，在過(guò)渡季節(jié)自然通風(fēng)可以提供新鮮空氣，進(jìn)行室內(nèi)降溫;在空調(diào)供冷季節(jié)自然通風(fēng)也可以實(shí)現(xiàn)夜間通風(fēng)，降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)和建筑蓄熱，減少空調(diào)開機(jī)時(shí)的啟動(dòng)負(fù)荷。(5)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備維護(hù):如加強(qiáng)主機(jī)、通風(fēng)管道等的維護(hù)管理以減少漏失，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

在某運(yùn)營(yíng)10多年的大型客站調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于設(shè)備老化，特別是空調(diào)風(fēng)道存在破損，采暖制冷耗能變大。在某站地源熱泵系統(tǒng)實(shí)施中，由于地源熱泵在設(shè)計(jì)施工中存在不合理環(huán)節(jié)，單井的多根地耦管采用串聯(lián)方式連接，在1根地耦管破損的情況下，整個(gè)系統(tǒng)均失去作用，總計(jì)造成1/3地下管不能發(fā)揮效力，制冷采暖效果較差。某站利用污水源熱泵，由于污水含雜質(zhì)太多，經(jīng)常造成熱交換器阻塞，每2周就需要人工清理熱交換器1次，不利于供熱制冷系統(tǒng)的運(yùn)行。

2.3 照明系統(tǒng)節(jié)能

照明系統(tǒng)的節(jié)能包括:(1)天然采光節(jié)能:采用固定反光板、自動(dòng)追蹤太陽(yáng)光反光板以增大天然采光量、避免眩光、保證照度均勻;對(duì)大進(jìn)深的建筑，采用百葉天然采光與人工照明聯(lián)合控制。(2)照明控制節(jié)能:如北京西站采用站臺(tái)照明系統(tǒng)安裝分級(jí)開關(guān)，分為全開啟和部分開啟，由車站列車到發(fā)信息系統(tǒng)并根據(jù)北京地區(qū)的日光時(shí)間對(duì)站臺(tái)照明的開啟進(jìn)行控制，無(wú)車時(shí)僅保留基本照明，列車進(jìn)站前10 min開啟全照明、列車出站后10 min變?yōu)椴糠珠_啟;如北京西站對(duì)候車室到下半夜熄滅一半燈，對(duì)樓梯間及人員少的地點(diǎn)采用聲、光控開關(guān);如南京新客站將車站所有照明燈具按照區(qū)域、品種、功能做詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)，將不同區(qū)域燈具標(biāo)注開關(guān)時(shí)間及說(shuō)明作為作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［3］。(3)調(diào)整照明開關(guān)的布設(shè):每個(gè)照明開關(guān)控制的光源數(shù)不宜太多，以做到分區(qū)域開啟照明，如有天然采光時(shí)將近窗和遠(yuǎn)窗分別設(shè)置照明開關(guān)燈等。(4)選用LED光源等新型節(jié)能光源，如北京西站2008年對(duì)立體景觀照明更換 LED、金屬燈等節(jié)能燈具，對(duì)辦公場(chǎng)所更換節(jié)能燈。(5)通過(guò)照明維護(hù)節(jié)能:通過(guò)對(duì)照明燈具的擦洗，增強(qiáng)燈和反射部分的光度，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。(6)進(jìn)行照明設(shè)計(jì):針對(duì)不同的面積和高度的房間，結(jié)合房間天花板、墻面以及地面的反射系數(shù)，對(duì)房間的照明燈具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

在某站調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)，在照明控制開關(guān)的布設(shè)中，缺乏統(tǒng)籌考慮，單個(gè)開關(guān)控制燈具數(shù)量過(guò)多，造成在候車大廳部分區(qū)域分割成VIP候車室時(shí)，無(wú)法控制單個(gè)候車空間的照明，造成能源浪費(fèi)。在某站調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)，候車照明線路布設(shè)于無(wú)柱雨棚之上，缺乏合理的維修空間。

2.4 客服系統(tǒng)節(jié)能

客服系統(tǒng)節(jié)能包括電梯控制、信息屏指示系統(tǒng)等:自動(dòng)扶梯的控制系統(tǒng)，無(wú)人乘梯時(shí)以1/5額定速度節(jié)能運(yùn)行，有人乘梯時(shí)才正常運(yùn)行;扶梯電機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)可節(jié)能20%;由車站列車到發(fā)信息系統(tǒng)對(duì)電梯、指示屏信息屏以及照明系統(tǒng)的開啟進(jìn)行統(tǒng)一控制，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。如南京新客站在對(duì)電梯管理中，分析列車開行和客流特點(diǎn)，科學(xué)掌握電梯開行時(shí)間，提高電梯運(yùn)行效率，節(jié)約用電［3］。

2.5 站房節(jié)水措施

站房的用水主要為旅客列車上水、旅客衛(wèi)生間用水。(1)客車上水的節(jié)水措施:采用列車實(shí)時(shí)到發(fā)信號(hào)對(duì)客車上水系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)車到站前自動(dòng)打開水閥，車走自動(dòng)關(guān)閉，減少非正常用水和閥門不關(guān)長(zhǎng)流水等浪費(fèi)。上水栓采取自動(dòng)回水和保溫措施，避免冬季長(zhǎng)流水防凍;研究推廣具備水箱上滿后自動(dòng)脫落、自動(dòng)回水的新型上水設(shè)備。加強(qiáng)旅客列車上水計(jì)量。(2)旅客衛(wèi)生間節(jié)水措施:布設(shè)中水管網(wǎng)和中水處理設(shè)備，采用中水沖廁;小便池采用感應(yīng)式?jīng)_水設(shè)施;根據(jù)客流情況夜間減少自動(dòng)控制沖廁頻次等。如北京西站設(shè)有中水處理站，將洗浴水處理后用于沖廁，候車室?guī)”闫鳑_水閥門設(shè)定為半開后半夜關(guān)閉，候車室水籠頭為感應(yīng)式，職工浴室采用 IC卡式，以節(jié)約用水。集便系統(tǒng)沖洗節(jié)水措施:布設(shè)中水管網(wǎng)和中水處理設(shè)備，采用中水進(jìn)行集便系統(tǒng)沖洗。

在某站調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該站設(shè)有旅客直飲水系統(tǒng)，但直飲水系統(tǒng)設(shè)備的正反沖洗用水量很大，沖洗水沒(méi)有納入中水回用直接排放，存在水資源浪費(fèi)問(wèn)題。

2.6 集便污水處理

集便污水是一種主要為有機(jī)污染物的高濃度污水，鐵路車速提高后，旅客列車采用集便裝置，在少數(shù)折返車多的大型客站如西安站設(shè)有集便器地面卸污裝置。

對(duì)集便污水的處理措施有以下幾種:(1)作為農(nóng)家肥原料，實(shí)現(xiàn)資源化綜合利用。(2)交地方環(huán)衛(wèi)部門，實(shí)行社會(huì)化專業(yè)處置。(3)在能接入污水城市管網(wǎng)的情況下，經(jīng)化糞池簡(jiǎn)單處理后與站段其他污水合并，經(jīng)處理后或稀釋后達(dá)標(biāo)排放。(4)在不能納入城市污水管網(wǎng)，受納水體要求高的情況下，采取化糞池+厭氧反應(yīng)器+移動(dòng)生物床反應(yīng)器+膜生物反應(yīng)器的處理方式或其他高濃度有機(jī)污水處理工藝，對(duì)集便污水深化處理后，與站段其他污水合并后排放。

2.7 管理措施節(jié)能減排

管理措施是節(jié)能減排的制度保障，通過(guò)加強(qiáng)管理，提高節(jié)能減排意識(shí)，加強(qiáng)節(jié)能資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)工作領(lǐng)導(dǎo)，建立健全責(zé)任制;明確節(jié)能資源綜合利用責(zé)任，穩(wěn)定節(jié)能環(huán)保工作隊(duì)伍;制定和完善能源、水、原材料使用的計(jì)量、記錄、報(bào)告、獎(jiǎng)懲等管理制度，納入日常工作管理和考核中，做到層層有責(zé)任，逐級(jí)抓落實(shí)。

在對(duì)客站節(jié)能減排管理進(jìn)行調(diào)研時(shí)，發(fā)現(xiàn)各站普遍存在站段管理人員在設(shè)計(jì)階段與設(shè)計(jì)單位溝通的渠道不暢，缺乏信息交流，使照明控制、采光等存在一定缺陷;各站普遍缺少用能、用水的二級(jí)儀表，對(duì)各下級(jí)單位和站內(nèi)商戶等其他單位無(wú)法計(jì)量用水用能的實(shí)際數(shù)量。

3 大型客站節(jié)能減排的建議

針對(duì)大型客站目前采取的節(jié)能減排措施和存在的問(wèn)題，建議如下:

(1)嚴(yán)格執(zhí)行固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估制度，從源頭搞好大型客站的節(jié)能減排工作。設(shè)計(jì)階段加強(qiáng)設(shè)計(jì)單位與使用單位的溝通，使設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)客戶需求。

(2)建筑節(jié)能方面，在采取玻璃幕墻和高架層屋頂采用玻璃帶采光時(shí)，應(yīng)統(tǒng)籌考慮美觀、采光、保溫隔熱，避免造成候車廳局部高溫。候車廳、站臺(tái)等與室外相通的空間，采取設(shè)置隔離區(qū)、氣幕等方式減少室內(nèi)外的熱交換，減少供暖制冷的能力損失。

(3)照明系統(tǒng)、客服系統(tǒng)節(jié)能方面，推廣車站列車到發(fā)信息系統(tǒng)與站臺(tái)、候車室照明控制以及客服系統(tǒng)信息共享，合理控制照明、電梯、信息屏開啟時(shí)間;大力推廣節(jié)能燈具;加大推廣自動(dòng)控制系統(tǒng)和電梯變頻調(diào)速技術(shù);加強(qiáng)照明燈具的維護(hù)保養(yǎng)。

(4)采暖制冷節(jié)能方面，大力推廣地源熱泵技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)，對(duì)高大候車空間采取分層控溫技術(shù);加強(qiáng)設(shè)備及管道的維護(hù)保養(yǎng);污水源熱泵要制定回用中水標(biāo)準(zhǔn)，避免利用不合格的污水。

(5)節(jié)水方面，大力推廣節(jié)水型上水設(shè)備、中水回用。

(6)管理方面，加強(qiáng)計(jì)量、監(jiān)測(cè)和維護(hù)工作。

［1］ 李軍.中國(guó)鐵路新讀［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.

［2］ 韓志偉.新型鐵路客站設(shè)計(jì)建設(shè)的實(shí)踐與探索［J］.鐵道經(jīng)濟(jì)研究，2007(6):23－30.

［3］ 錢桂楓.新建鐵路客站運(yùn)營(yíng)效果調(diào)查及存在問(wèn)題分析［J］.鐵道經(jīng)濟(jì)研究，2007(6):38－44.

TK01+8

B

2095－1671(2011)01－0011－04

2010-11-17;

2010-12-31

白曉軍(1967－)，男，河北人，副研究員，主要從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作和節(jié)能環(huán)?？蒲泄ぷ?。