“雙碳”背景下鐵路客站候車廳設(shè)計策略探究

孫銘悅 范征宇

摘要：新時期，中國高鐵以五大發(fā)展理念為導(dǎo)向，著眼于全力打造以鐵路客站為主的客運(yùn)樞紐，促進(jìn)站城深度融合。但當(dāng)前的鐵路客站存在室內(nèi)物理環(huán)境差、能耗巨大、室內(nèi)空間缺乏人性化措施、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)滯后等問題?；凇半p碳”背景，文章提出可從被動式優(yōu)化、合理利用能源、鐵路客站裝配化等方面加以優(yōu)化，如合理設(shè)置客站的長寬高、合理設(shè)計候車廳剖面形狀、針對不同情況對屋頂進(jìn)行設(shè)計、過渡季充分利用自然通風(fēng)、采取合理的遮陽措施等被動式改造優(yōu)化措施，也可采取利用太陽能光伏玻璃等主動式措施。

關(guān)鍵詞：雙碳；鐵路客站；候車廳

中圖分類號：U291.63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）16-00-03

0 引言

“十四五”時期，我國鐵路網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)張，高鐵、動車等新型列車逐漸成為主流交通工具，大大提高了旅客和貨物的運(yùn)輸效率和安全性。國家鐵路局強(qiáng)調(diào)鐵路建設(shè)作為國家重大工程項目，將繼續(xù)擴(kuò)大覆蓋網(wǎng)絡(luò)，充分發(fā)揮鐵路作為人們出行的一種重要交通形式對當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展所起到的保障作用。其中，鐵路客站作為鐵路重要的交通樞紐、鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，提出了新的發(fā)展要求。在《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中，通過國家發(fā)改委對鐵路網(wǎng)的未來規(guī)劃可以看出，今后的鐵路事業(yè)會不斷壯大，在神州大地上呈現(xiàn)出“阡陌縱橫”的壯觀景象，中國高鐵網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)一步完善，高鐵將覆蓋更多城市和地區(qū)［1］。而作為重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施和交通樞紐建筑，鐵路客站的能耗情況和室內(nèi)環(huán)境狀況也逐漸引起學(xué)者的廣泛關(guān)注與探索［2］。

“十四五”時期，綠色轉(zhuǎn)型、減污降碳逐漸成為重點戰(zhàn)略方向，“雙碳”目標(biāo)在不斷深入。而高速鐵路客站是鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的一個重要組成部分，其規(guī)劃、建設(shè)與發(fā)展應(yīng)與國家發(fā)展方向一致［3］。中國高速鐵路的發(fā)展理念為“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”，新時期的中國高鐵以這五大發(fā)展理念為導(dǎo)向，著眼于全力打造以鐵路客站為主的客運(yùn)樞紐，促進(jìn)站城深度融合。綠色發(fā)展貫穿高鐵客站及其線路的建造、使用、運(yùn)營，為了加速推動實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，高鐵與其他交通方式相比，更應(yīng)樹立綠色發(fā)展理念，更具生態(tài)性、經(jīng)濟(jì)性、綠色性［4］。

1 鐵路客站的發(fā)展

1876—1949年是中國鐵路事業(yè)發(fā)展的初期，這一時期中國本土的建筑設(shè)計師還未涌現(xiàn)，鐵路客站幾乎為外國建筑師設(shè)計建造，因此建筑樣式多效仿西方國家的建筑樣式，常借鑒西方古典主義風(fēng)格，拱券、坡頂、鐘樓等符號常出現(xiàn)在中國鐵路客站建筑上。各地區(qū)的鐵路客站建筑風(fēng)格由該地區(qū)的殖民國家決定，如當(dāng)時被日軍侵占的沈陽，其鐵路客站的建筑形式為“辰野式”；而青島則更傾向于德國的建筑風(fēng)格，富有濃郁的德國文藝復(fù)興氣息［5］。鐵路客站的功能簡單，因此規(guī)模很小，主要由站房和站前小廣場兩個部分組成。

新中國成立以后，我國實施以工業(yè)為主的強(qiáng)國計劃，鐵路工業(yè)在此背景下快速發(fā)展。19世紀(jì)五六十年代，鐵路客站建筑在形象上具有很強(qiáng)的時代性，但在建筑技術(shù)上尚未突破。這一時期的典型車站是北京站。

改革開放后，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對鐵路客站的需求從數(shù)量逐漸開始向服務(wù)質(zhì)量轉(zhuǎn)變，鐵路客站進(jìn)入新的歷史發(fā)展時期。同時，與國際交流頻繁使這一時期的鐵路客站受發(fā)達(dá)國家設(shè)計的影響較大，在設(shè)計上綜合了國外先進(jìn)的理念和技術(shù)。這一時期的鐵路客站在設(shè)計上尚未形成我國自身的風(fēng)格，在技術(shù)上以引進(jìn)、學(xué)習(xí)為主，代表性車站是1998年建成的杭州站。

2000年以后，逐漸形成了我國特有的技術(shù)特點，具體表現(xiàn)為將現(xiàn)代營造技術(shù)與我國歷史文化相結(jié)合。鐵路客站不再單單滿足功能需求，開始兼有標(biāo)志性、文化性等多方面特性，逐漸成為地標(biāo)性建筑，在運(yùn)用先進(jìn)的營造技藝的同時展示文化與地域特色。這一時期的代表性車站有南京站、北京南站、太原南站等［6］。

2 當(dāng)前鐵路客站存在的問題

2.1 室內(nèi)物理環(huán)境差

目前，我國于2000年以前建成的鐵路客站大多還在運(yùn)營中，有研究通過對這部分鐵路客站進(jìn)行實地考察，發(fā)現(xiàn)候車大廳面積利用率過低，垂直空間大量浪費(fèi)，導(dǎo)致候車廳功能單一［7］。傳統(tǒng)的鐵路客站較為封閉，設(shè)計時只考慮鐵路的管理和運(yùn)行，甚少考慮乘客的舒適度，因此這類候車廳普遍乘車效率低，乘車環(huán)境差。從已有學(xué)者的測試數(shù)據(jù)來看，空間熱舒適度感受往往偏熱或偏冷，沒有達(dá)到舒適度要求。針對新建鐵路客站，目前部分立面設(shè)計盲目追求形式上的新奇、規(guī)模上的宏大，忽視了物理環(huán)境，即冬季需熱與夏季防熱的矛盾，易出現(xiàn)室內(nèi)溫度、采光不均衡的現(xiàn)象，導(dǎo)致候車廳光熱環(huán)境問題日漸凸顯，透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)利用自然采光造成的照明與熱環(huán)境平衡問題日益成為焦點。

2.2 能耗大

2011年，國家鐵路大型客站能源消耗專項調(diào)查情況分析報告指出，鐵路客站能耗主要由制冷、供暖、照明、設(shè)備等組成，其中供暖、制冷能耗是大型客站的節(jié)能重點［8］。鐵路客站屬于跨度、進(jìn)深、高度均遠(yuǎn)超普通公共建筑的高大空間建筑，遠(yuǎn)高于人員活動高度的建筑層高以及過大的跨度、輕質(zhì)的屋頂材料，導(dǎo)致高鐵站候車廳能耗巨大。此外，還有機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中的能耗。“十四五”期間，我國每年仍將有大量的鐵路客站建成并投入使用，部分既有客站也面臨升級改造。因此，全面推動鐵路客站綠色發(fā)展刻不容緩。

2.3 室內(nèi)空間缺乏人性化措施

20世紀(jì)七八十年代修建的一些鐵路客站至今仍在使用中，而當(dāng)時的建筑設(shè)計指導(dǎo)原則與現(xiàn)在不同，當(dāng)時是以經(jīng)濟(jì)適用為主。因此，這部分客站僅可保證一些基本功能的滿足，對乘客缺乏人性化的關(guān)懷。其中，缺乏無障礙設(shè)計是較為普遍的問題。在固有的認(rèn)知中，無障礙設(shè)計似乎只應(yīng)用于養(yǎng)老建筑和醫(yī)療建筑中，但實際上，鐵路客站的使用者不僅有相當(dāng)大比例的老弱群體，還有攜帶大件行李等行動不便的旅客，因此鐵路客站同樣需要人性化的設(shè)計。

2.4 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)滯后

目前，關(guān)于鐵路客站的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)主要是《綠色鐵路客站評價標(biāo)準(zhǔn)》（TB/T 10429—2014），該標(biāo)準(zhǔn)是基于2014版的《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》制定的，但《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》在2019年作出了更新調(diào)整。2014版《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》的框架結(jié)構(gòu)為節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料資源利用、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、施工管理、運(yùn)營管理，而2019版《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》則調(diào)整為安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節(jié)約、環(huán)境宜居。可以看出，除了節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境之外，新版《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》加入了建筑本身和建筑使用者兩個方面。建筑本身的堅固耐久和安全可靠相較于建筑對環(huán)境的影響更加重要。此外，在保證節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的前提下，建筑使用者的感受也被提了出來，要保證其有健康舒適的室內(nèi)環(huán)境。而鐵路客站候車廳每日人流眾多，滯留時間長，已有很多學(xué)者開始探究旅客在候車時的舒適情況。因此，鐵路客站的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)亟須更新，做到與時俱進(jìn)。

3 鐵路客站綠色低碳發(fā)展方向

3.1 被動式優(yōu)化

有研究表明，針對鐵路客站的被動式措施，在建筑形體方面，要合理設(shè)置客站的長寬高。在設(shè)計時，當(dāng)某一空間因素確定時，可以根據(jù)其光指標(biāo)變化趨勢，選擇對應(yīng)的參量，如當(dāng)長寬比較大時，應(yīng)有意識地盡可能設(shè)計更高的空間，采取更大的窗墻比。合理設(shè)計候車廳剖面形狀，如墻體傾斜形成形體自遮陽的同時獲得較大的光照度，或?qū)ξ蓓斶M(jìn)行設(shè)計，采用跌落式屋頂或坡屋頂，增加天然采光的照度和均勻度［9］。在通風(fēng)組織方面，可通過過渡季充分利用自然通風(fēng)，調(diào)節(jié)客站室內(nèi)熱環(huán)境，同時針對滲風(fēng)問題，可在主要出入口設(shè)置門斗。根據(jù)各地區(qū)氣候條件，結(jié)合鐵路客站高大空間的特點，充分利用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)，縮短空調(diào)運(yùn)行時間，降低空調(diào)能耗［10］。

當(dāng)前，鐵路客站大多采用大面積的玻璃幕墻，往往會引入過多的日照導(dǎo)致室內(nèi)過熱，可采取遮陽措施以減少制冷能耗，使用可調(diào)式外遮陽對室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的效果優(yōu)于內(nèi)遮陽幕簾，且能保證對室內(nèi)采光的影響較小，也可使用成本相對更低的遮陽簾。對于大面積的玻璃幕墻，可在設(shè)計時結(jié)合地域性、文化性，適當(dāng)縮小窗墻比，同時可選擇雙層幕墻，降低室內(nèi)熱損失及采暖能耗，在雙層表皮的構(gòu)造中，材料的選擇將影響熱工性能，采用雙層中空玻璃能夠大大提高雙層表皮的熱工性能［11］。

3.2 合理利用能源

太陽能是指從太陽輻射出的能量，是地球上最主要的可再生能源之一。太陽能的利用方式主要有兩種：熱能利用和光能利用。熱能利用是指將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，用于供暖、熱水和工業(yè)生產(chǎn)等。而光能利用則是指將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，即光伏發(fā)電。在住宅和商業(yè)建筑中安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)可以滿足電力需求，包括照明、空調(diào)等設(shè)備。利用太陽能發(fā)電，居民和商業(yè)用戶可以降低能源成本，減少對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴，并減少碳排放［12］。

在鐵路站點、車站和隧道等建筑中，可以安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)為照明和供電提供可再生能源。太陽能光伏板可以安裝在建筑物的屋頂、墻面或其他合適的位置，通過收集太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為燈具、通風(fēng)系統(tǒng)、監(jiān)控設(shè)備等提供電力。這可以減少對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴，降低能源成本，同時實現(xiàn)綠色和可持續(xù)的電力供應(yīng)。鐵路客站通常具有較大的屋頂與建筑面積比，屋頂面積大，具備較好的可再生能源利用條件。如德國法蘭克福中央火車站、印度科欽火車站在屋頂和火車站周圍的區(qū)域安裝了大量的光伏板，位于美國加利福尼亞州的伯克利火車站、中國上海虹橋高鐵站在車站屋頂安裝了大型光伏電池板［13］。

3.3 鐵路客站裝配化

裝配式建筑具有構(gòu)件模塊化、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化和裝配標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)勢，可以大幅降低建筑能源損耗、減少施工工序、提高組件回收利用率。目前，我國裝配式建筑在民建領(lǐng)域已取得一定的進(jìn)展。但在鐵路領(lǐng)域，裝配式的應(yīng)用有限，目前僅限于鐵路沿線的部分生產(chǎn)房屋采用了裝配式建筑，鐵路客站除個別建筑的裝飾構(gòu)件采用裝配式之外，還沒有出現(xiàn)全裝配式的鐵路客站建筑［14］。

4 結(jié)語

通過對相關(guān)理論和實踐的研究可知，目前我國鐵路客站建設(shè)數(shù)量多、分布范圍廣、技術(shù)條件多樣。鐵路客站作為交通系統(tǒng)的重要組成部分，在推動綠色低碳發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。但當(dāng)前的鐵路客站存在室內(nèi)物理環(huán)境差、能耗巨大、室內(nèi)空間缺乏人性化措施以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)滯后等問題。因此，基于“雙碳”背景，可從被動式優(yōu)化、合理利用能源、鐵路客站裝配化等方面對此加以優(yōu)化。如合理設(shè)置客站的長寬高、合理設(shè)計候車廳剖面形狀、針對不同情況對屋頂進(jìn)行設(shè)計、過渡季充分利用自然通風(fēng)、采取合理的遮陽措施等被動式改造優(yōu)化措施，也可采取利用太陽能光伏玻璃等主動式措施。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》內(nèi)容簡介［J］.交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2005（4）：1-4.

［2］ 彭琛，林美順，竇強(qiáng)，等.鐵路客站能源環(huán)境現(xiàn)狀與數(shù)字化運(yùn)維工程實踐探討［J］.建筑節(jié)能（中英文），2022，50（5）：105-110.

［3］ 李宗明.“雙碳”背景下新時代高鐵站房設(shè)計策略［J］.城市建筑空間，2022，29（6）：71-73，81.

［4］ 王喆，楊金鵬.可持續(xù)發(fā)展的綠色鐵路客站：北京至雄安新區(qū)城際鐵路雄安站從設(shè)計到實施的思考［J］.建筑技藝，2021，27（5）：82-84.

［5］ 彭濤.中小型鐵路客運(yùn)站改造設(shè)計研究［D］.北京：北京建筑大學(xué)，2020.

［6］ 徐杰.鐵路客站建筑節(jié)能技術(shù)可持續(xù)發(fā)展研究［D］.天津：河北工業(yè)大學(xué)，2011.

［7］ 李琴波.寒冷地區(qū)中小型高鐵站候車廳節(jié)能改造研究［D］.天津：天津大學(xué)，2014.

［8］ 宋歌，劉燕，朱丹丹，等.鐵路客站用能現(xiàn)狀及其影響因素分析［J］.暖通空調(diào)，2013，43（4）：85-90.

［9］ 徐若孌.基于空間形態(tài)的中小型鐵路客站候車空間天然采光優(yōu)化設(shè)計策略研究［D］.西安：西安建筑科技大學(xué)，2022.

［10］ 喬宣銘.北方鐵路客站夏季通風(fēng)降溫與節(jié)能研究［D］.成都：西南交通大學(xué)，2014.

［11］ 程佳陽.鐵路交通樞紐大空間光熱性能耦合設(shè)計研究［D］.武漢：湖北工業(yè)大學(xué)，2020.

［12］ 李單，王彥斌，袁愛慶.鐵路客站光伏并網(wǎng)發(fā)電項目太陽能電池選型比對［J］.山西建筑，2014，40（2）：203-204.

［13］ 王勁柳，劉叢紅.高鐵站房空間與形式的節(jié)能潛力調(diào)研分析［J］.建筑節(jié)能，2019，47（2）：41-49.

［14］ 韓志偉.鐵路樞紐大型客站設(shè)計實踐與思考［J］.高速鐵路技術(shù)，2020，11（2）：12-17.

作者簡介：孫銘悅（1997—），女，山西忻州人，碩士在讀，系本文通訊作者，研究方向：綠色建筑設(shè)計與節(jié)能。

范征宇（1985—），男，江蘇蘇州人，博士，副教授，研究方向：綠色建筑技術(shù)。