地铁建筑节能设计之我见

苏航

【摘要】本文作者结合实际工作经验，分析介绍了地铁车站建筑节能设计的措施，供大家参考。

【关键词】地铁车站；建筑节能设计；措施

1、地铁车站建筑节能方案设计

地铁系统需要在大约3米以下的地方提供全面气象保障和高效的气候控制。在地铁车站系统建筑设计中遵循基本的行人环境目标，通常需要更多的考虑在这些设施中的行人交通流动，一般的行人通道环境设计是行人分层网络，这些网络特别需要系统内连续性。设计者应确认周围交通终端或站外走道网络的有效性。地铁系统要考虑行人自动扶梯乘坐，这要求在分析乘客导向，最短路劲和寻路的便利方面达成地铁站建筑系统的节能设计目标。

对于地铁建筑采光系统，特别是高架地铁车站，采光玻璃条的角度要经过严格计算，采用35度倾斜，这样春夏秋冬四季站内获得的光照有所不同，但恰好最符合舒适度需要。阳光四季的照射角度会有差异，冬天斜射多，夏天直射多，通过设计采光顶玻璃，使得冬天需要阳光温暖的时候，车站候车区域能有很长时间的大面积光照；而夏天需要凉爽的时候，候车区域则光照面积小而且时间短。尽量采用自然光和自然通风，充分体现被动式节能的生态理念，避免采用大量节能设备的高成本。

地铁车站系统建筑设计特点是其建设成本高，与地下公用设施可能发生某些冲突，以及下部系统与上面市容不兼容。地铁车站的建筑节能设计需要仔细分析行人设施的组织和中转站内的充足确定的服务，便利和乘客安全的用户感知度。在地铁车站的乘客有可能在物理上行李拖累，需要考虑行人的步行速度，走廊和楼梯，自动扶梯，平台流量的关系。水平式设计标准提供定性的走道，楼梯和排队空间的设计，平台，售票控制区和走廊交叉口，竖向式设计标准提供自动扶梯和电梯。

地铁设计师应该在设计门道，十字转门，楼梯和升降电梯其他类似位置处提供人机界面功能，需要考虑到这些因素。地铁车站设计者必须了解行人交通特性，以提供一个方便，安全的客运环境。

2、地铁车站建筑结构节能设计

地铁结构设计应以“结构为功能服务”为原则。满足城市规划、行车运营、环境保护、抗震、防护、防水、防火、防腐蚀及施工工艺等对结构的要求，同时做到结构安全、耐久、技术先进、技术合理。

采用“节能坡”设计，地铁线路纵断面设计中，通常将地下铁道车站设在线路纵剖面的最高处，车站两端均为下坡，称为节能纵坡。轨道交通凡有条件的区间，都应设计成节能坡，即遵循“高站位、低区间”的设计原则。运用的地铁进站时上坡，出站时下坡，节能破采用钢筋混凝土结构设计，利用这个坡来提速或减速，达到节能的目的。

由于地下水位高，需要采取抗浮措施来满足稳定要求。一般采用压顶梁和部分采用抗拔桩。以结构自防水为主，外防水为辅，关键处理好施工缝、变形缝等缝的防水。防水设计应满足《地下工程防水技术规范》的要求。结构防水层材料，宜选用耐老化，耐腐蚀，易操作且焊接时无毒，适宜在潮湿基面上。

计算抗浮安全系数为，满足抗浮要求。地下车站结构物的防水设计应遵循“以防为主、防排结合、因地制宜、综合治理”的原则。车站半盖挖主体、出入口及人行通道防水等级为一级，即结构不允许出现渗水，结构表面不得有湿渍。风道及风井防水等级为二级，即不允许漏水，结构表面允许有少量的偶见湿渍，在侵蚀性介质中的砼耐蚀系数应≥0.8，否则应采取防腐措施。车站主体结构与附属结构分界处设10mm的变形缝，变形缝采用非硫化丁基橡胶止水带，缝间充填双组份聚硫橡胶泡沫。

3、地铁车站建筑设备节能设计

针对地铁车站照明用电负荷大的问题，要在满足规范的原则下，采取必要的节能措施，降低停车场照明耗电量是十分必要的。尽量采用混合照明，采用分区照明设计。照明光源选用的原则，所选照明光源应具有显色性好、发光效率高的特点，启点可靠、使用寿命长，快捷，方便、性价比高等特点。限制照明功率密度LPD值，提高照明能效。设计中，实际计算的LPD值不应超过标准规定值。照明设计时，应按逐个房间或场所使用条件及功能确定照度标准，初选灯具、光源、镇流器的类型规格，计算平均照度，使之符合规定的照度标准值，并使计算照度偏差不超过±10。严格执行新规范中的标准，始终贯彻绿色照明的理念，选用高光效照明光源，选择合理的照明方式，通过其他相应的措施，严格控制照明设计的LPD值，从而达到轨道交通停车场照明节电的目标。

由于地铁是一个人员密集的地下公共建筑，且地下车站对外连通的口部相对来说比较少，因此地下铁道及区间隧道的机械事故通风至关重要。考虑到地铁的站厅或站台公共区的使用面积一般在1500m? 左右，且为了使一个站厅或站台分为两个防烟分区，因此规范规定：每个防烟分区的建筑面积不宜超过750m? 。排烟量按每分钟每平方米建筑面积1m?计算。地铁排烟系统，排烟风机及烟气流经的辅助设备如风阀及消声器等，应保证在150℃时能连续工作1h。

4、地铁通风空调系统的节能控制

地铁通风空调系统可以分为冬春季、夜间、突发情况等运行方式，按照不同的工况对地铁空调通风进行调节，不仅可以为旅客提供良好的候车和乘车环境，还可以提高能源的利用效率，大大节约运营成本。

地铁新风用量标准为：空调新风量：12.6 m3/h

非空调新风量：30m3/h

地鐵公共区内co2浓度控制不超过1.5‰

变风量控制首先在美国应用，目前成为国际上的主流变风量控制，就是通过改变送入车站内的风量来满足室内变化的负荷，由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行，所以，风量的减少带来了风机能耗的降低，通过地铁车站采用变风量空调控制系统，对地铁站的送风机和回风机进行变频控制，节能效果十分明显。

目前国内运行的地铁线路的通风空调基本上采用的都是恒定转速恒定风量运行，这对于能耗要求比较大，近些年，国内研究人员和地铁施工方针对地铁的节能方案进行了深入研究，并将国外的变风量控制引入国内，与变频调速技术相结合。变频调速技术在国内工程界已经有比较成熟的应用和推广，尤其在负荷变化较复杂的情况下，采用变频变风量控制可以合理的利用能源，对于地铁设备的工况运行会有极大的改善，可以大大减少机械的磨损，减少其维护时间，改善设备的性能。

大量的实践证明，通过站台的隧道排热通风系统中风机在正常情况下每天从地铁运营开始到运营结束期间一直运作，是长期运作风机 在近期使用低速档运转，在远期使用高速档运转，采用双速风机即可实现节能地铁公共区大系统风机采用变频变风量条件，是节能的有效方案，但是变风量的风量减少时，换气的次数也减少， 对于相对封闭的地下公共区间， 流行病传染时期，需要注意公共卫生

在地铁公共区通风空调大系统水泵变频调速时，根据冷冻水、冷却水进出水的温差，变频调节水泵的转速和流量，控制温差，节约能耗，区间隧道风机兼站台隧道排风风机，利用变频调速可以充分利用区间隧道风机，节约投资、减少风机占地。

结束语

在国内城市轨道交通高速发展的背景下，本课题研究旨在较大幅度地降低铁车站系统运行能耗、提高乘客舒适度及火灾情况下的运营安全，以利于实现城市轨道交通的可持续发展，其研究具有重大的现实意义。

参考文献

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