綠色建筑理論在地鐵節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用分析

【摘要】建筑業(yè)是我國的高耗能產(chǎn)業(yè)，在提倡綠色可循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的當下，需要受到足夠的重視，努力實現(xiàn)節(jié)能減排，提高經(jīng)濟效益。而建筑工程源于建筑設(shè)計，其施工、用材均要參考建筑設(shè)計來實現(xiàn)。因此，從設(shè)計環(huán)節(jié)入手，貫徹節(jié)能理念是必不可少的。文章借鑒綠色建筑的理念，從規(guī)劃節(jié)能、車輛節(jié)能、運營組織節(jié)能等方面分析地鐵節(jié)能措施，提出節(jié)能的理念應(yīng)從規(guī)劃階段滲透。

【關(guān)鍵詞】城市軌道交通；節(jié)能；滿載率；單位能耗

1、地鐵系統(tǒng)能耗構(gòu)成

1.1電，地鐵系統(tǒng)用電主要為地鐵車輛牽引用電和車站、區(qū)間地道、車輛段與綜合基地、控制中心的能源照明用電。地鐵系統(tǒng)用電能耗主要由列車和車站運營能耗兩部分構(gòu)成，其中列車運轉(zhuǎn)能耗占總能耗的40%～50%，通風空調(diào)能耗占25%～35%，電扶梯能耗占10%～14%，此3項能耗之和占到了地鐵總能耗的90%，因此，列車運轉(zhuǎn)、通風空調(diào)、電扶梯的節(jié)能應(yīng)是重點重視的方面。

1.2天然氣，車輛段或停車場生活食堂及鍋爐房作為燃料使用。

1.3水，項目運行生產(chǎn)、生活用水。

2、規(guī)劃層面的節(jié)能

2.1提高地鐵利用率

根據(jù)有關(guān)資料，地鐵的單位能耗只有公交車的50%，小汽車的。對于尚未建設(shè)地鐵的城市，從交通結(jié)構(gòu)來看，主要出行方式為小汽車、公交巴士、自行車及步行，從能耗消耗種類來看，主要能耗為汽油和柴油。地鐵線路建設(shè)實現(xiàn)后，由于交通方式的變化，部分出行者選擇軌道交通，能源的消耗方式也由汽油、柴油轉(zhuǎn)變成電力消耗。提高地鐵在城市交通中的分擔率，應(yīng)做好地鐵的交通銜接，調(diào)整公交線路及?？空荆嬲龅焦慌c地鐵的無縫銜接；合理規(guī)劃地鐵站點周邊的停車配套，對主城區(qū)外部分具備條件的站點設(shè)置P+R，為小汽車客流乘坐地鐵出行提供便利；合理設(shè)置自行車停車場，方便周邊居民乘坐地鐵出行；同時應(yīng)進一步加強輿論宣傳，加大對地鐵出行準時、快捷、綠色環(huán)保等優(yōu)勢的突出宣傳，使廣大市民愿意更多地乘坐地鐵出行，從而為地鐵分擔率的不斷提高創(chuàng)造有利條件。

2.2提高地鐵車輛滿載率

提高地鐵車輛的滿載率，能夠降低地鐵單位能耗。當滿載率達到100%時，地鐵單位能耗僅為滿載率10%時的15%。依據(jù)單位能耗的改變規(guī)律來看，當滿載率由10%增加至20%時，單位能耗降低了約50%，因而滿載率超越20%可有較好的作用。綜合考慮乘客舒服度和滿載率，滿載率達到100%時，車輛內(nèi)乘客站立密度將達到6人/m2，普遍認為站立密度為3～6人/m2時統(tǒng)籌了舒服度和經(jīng)濟效益，單位能耗也較低。綜合來看，均勻滿載率應(yīng)超越20%，高峰小時滿載率應(yīng)超越60%，才能實現(xiàn)較低的單位能耗。因而，地鐵節(jié)能應(yīng)從基礎(chǔ)做起，規(guī)劃好線路，關(guān)于不同期間的客流量，配置合理數(shù)量的車輛，然后確保地鐵車輛滿載率在合理范圍內(nèi)，以實現(xiàn)節(jié)能。

2.3挑選適宜的敷設(shè)方法

線路規(guī)劃中的線路敷設(shè)方法對能耗的影響最大，地上車站通常選用天然通風和天然采光方法，地上車站比地下車站減少了通風空諧和照明能耗。從建造過程來看，地下車站的能耗也遠大于高架車站，因而在用地規(guī)劃條件答應(yīng)的情況下，選用恰當?shù)南暺琳?，?yīng)更多地考慮選用地上車站以節(jié)約能源。從軌跡交通建筑工程費用來看，地下車站是地上車站的3倍多，因而在建造過程中，地下車站的能源消費量遠大于地上車站；依據(jù)軌跡交通設(shè)備系統(tǒng)選型可以估算出南邊某城市地上車站和地下車站的年耗電量分別為：90萬kW·h/站和452.31萬kW·h/站，可見，在運營過程中地下車站的能源消費量遠大于地上車站。使用軌跡交通主變電所和車輛段通常在規(guī)劃期間統(tǒng)籌考慮，以實現(xiàn)資源共享、綜合使用。車輛段的占地規(guī)劃往往較大，每條線獨自設(shè)置必然帶來功能的重復(fù)和資源的浪費。

3、車輛節(jié)能

3.1減輕車輛自重

依據(jù)國內(nèi)外地鐵車輛車體選用不銹鋼和鋁合金的實踐經(jīng)驗，地鐵車輛耐候鋼車體自重為9～10 t，不銹鋼車體自重為6～7 t，鋁合金車體自重為4～5t。假如以耐候鋼車體自重為基準，則不銹鋼車體可減輕自重30%左右，鋁合金車體可減輕自重50%左右。因而，鋁合金車體輕量化作用比不銹鋼車體更顯著些。因為車輛自重的減輕，減少了列車牽引和制動時發(fā)生的熱量和粉塵，也減輕了地道的溫升和污染；輪軌磨耗也相應(yīng)減少，可節(jié)約必定數(shù)量的維修費用；改進了列車運行質(zhì)量，提高了運行速度，縮短了制動間隔，減少了振蕩和噪聲等。另外，車輛自重的減輕可減少列車能耗，據(jù)統(tǒng)計，車輛能耗約為0.06 kW·h/（t·km）。

3.2實現(xiàn)再生制動

電氣制動可實現(xiàn)再生制動，將車輛動能回饋至牽引網(wǎng)，供相鄰車輛吸收。依據(jù)經(jīng)驗，地鐵再生制動發(fā)生的反應(yīng)能量通常為牽引能量的20%～40%，乃至更多。與電阻制動相比，再生制動節(jié)能的作用顯著。但再生電能并不是都能被別的牽引車輛吸收，剩余部分則消耗在車輛制動電阻上并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌l(fā)到空氣中，其結(jié)果是加快了地道的溫升。因而，挑選適宜的再生制動能量吸收設(shè)備也很重要。選用再生制動能量吸收設(shè)備今后，當處于再生制動工況下的列車發(fā)生的制動電流不能完全被別的車輛和本車的用電設(shè)備吸收時，線路上設(shè)置的再生制動能量吸收設(shè)備當即投入作業(yè)，可吸收多余的再生電流，使車輛再生電流持續(xù)穩(wěn)定，以最大限度地表現(xiàn)電制動功能。

4、運營安排

確保車輛的滿載率在合理的范圍內(nèi)，可以實現(xiàn)節(jié)能，但規(guī)劃線路沿線客流存在不均衡性，特別在前期部分區(qū)段周邊尚未實現(xiàn)規(guī)劃，客流量較小，因而合理的交路安排尤為重要。大小交路的設(shè)置能夠很好地防止部分區(qū)段的運能浪費，使得車輛在全線有較高的滿載率。實際上，客流除了在空間上散布不均衡外，在時間上的散布也是不均衡的，每日有平峰和高峰的差異，工作日與節(jié)假日也有差異；另外隨著城市的開展，初近遠期的客流也存在較大不同。關(guān)于不同期間的客流特點制訂具體的行車規(guī)劃，能夠非常好地提高車輛的使用率，使車輛在各個時段都有較合理的滿載率，以防止運能的浪費。服務(wù)水平和滿載率是一對矛盾，滿載率的提高將降低地鐵的單位能耗，但滿載率過高則會因舒服度過低而降低服務(wù)水平。因而，不行過度尋求高滿載率，降低單位能耗，應(yīng)為乘客供給一個相對舒服的乘車環(huán)境。

結(jié)語：

總而言之，建筑節(jié)能理念應(yīng)用到地鐵中進行合理設(shè)計，既要保留傳統(tǒng)理念，又要富有時代感。它的推廣和貫徹必將帶領(lǐng)我國經(jīng)濟向更為和諧、可靠、穩(wěn)定的目標邁進。因此，貫徹節(jié)能理念，有利于從根本上節(jié)約能源，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)性發(fā)展，折射出人類文明的進步之光。

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