城市轨道交通车站节能技术现状与探讨

摘 要：目前轨道交通节能技术工作尚在起步阶段，设计、施工、运营、管理各个阶段均缺乏完整的节能技术体系，行业基础薄弱同时轨道交通行业专业多，节能技术工作涉及包含车辆、供电、机电、弱电、场段设备在内的近30个专业。每个专业在节能领域均有各自特点，尤其是近年来各种新技术、新设备的不断推出，技术条件和实际节能效果参差不齐。现有的民用建筑节能技术体系无法满足工作需求。需要对节能工作进行系统性的梳理，尤其单项节能设备和技术，需要重点研究适用与轨道交通领域的专项技术要求和评价方式。本文通过分析现有的轨道交通行业规范，实地考察已实施节能改造的车站，总结了目前城市轨道交通节能技术现状与特点，提出了现阶段节能技术、能耗标准的部分不足与研究需求点，抛砖引玉，为下阶段的研究方向提供参考。

关键词：城市轨道交通节能技术现状与趋势

1 概述

由于其具有运量大、污染小和安全可靠性高等优势，城市轨道交通已成为我国各大城市重点发展的公共交通方式。截至2015年底，北京市轨道交通共运营18条线路，运营里程554公里。

但轨道交通自身具有能耗总量大、运营成本高的特点。2015年北京市地铁运营有限公司用能换算成标煤18.6万吨，年二氧化碳排放总量达到81.7万吨。到2020年，北京市轨道交通运营里程将增加到900公里以上，其能源消耗和碳排放势必将持续增长。近一倍的运营里程及能耗总量增长为节能减碳扩大了着力点。

轨道交通车站机电系统是重要的用能大户，如何提高机电系统运行效率、大幅降低机电系统运行能耗，是轨道交通节能减排工作的重中之重。

2 城市轨道交通能源管理与能耗标准研究现状

节能的基础是定量化、精细化的能源管理。目前，地铁机电系统的能源管理普遍较为粗放，通常一个车站只有少量电表，不能做到对各个设备电耗的分项计量和追踪。同时，受社会经济发展、法规政策约束等客观因素影响，轨道交通节能滞后于工业和建筑节能。目前已出台了一系列建筑节能标准，形成了较为完善的节能标准体系。但轨道交通由于建筑结构、能源消費、耗能设备、运营组织等行业特殊性，在诸多环节，并不能直接套用建筑节能标准。

轨道交通现行的《城市轨道交通能源消耗评价方法》对能耗计量提出了具体要求，建立了完善的评价指标体系及评价方法，但并未给出具体指标。同时在内容范围、深度上有明显的局限性，不能满足今后轨道交通深化节能减碳工作的实际需要。

3 城市轨道交通节能技术现状与趋势

（一）缺乏综合性的节能技术方案

轨道交通系统庞大、复杂，国内外提出了针对不同子系统的节能技术和方案，积累了丰富的理论研究成果。各城市轨道交通建设和运营在节能方面采取了不同的技术措施和管理措施和改造，以北京地铁公司为例，十二五期间实施了“预备车断电、每晚20：30后列车执行人工驾驶、地面和高架线路10：0015：00关闭列车客室照明、管理用房和设备机房人走灯灭”等33项管理节能措施；开展了10个合同能源管理节能改造项目，共计推广10万支LED绿色照明，完成18座车站通风空调节能改造，开展一座车辆段燃气供暖系统节能改造试点，管理节能、技术节能多措并举。但由于能耗计量手段落后、能耗数据缺乏系统性、完整性和有效性，难以对各节能方案的节能效果进行有效验证，缺乏对这些节能技术的总结及对比。

（二）既有车站节能策略与技术现状

轨道交通车站机电系统包括轨道牵引、通风空调、照明、电梯等多个子系统，但主要的节能技术大多体现在通风空调系统与照明系统。

（1）车站通风空调系统节能研究现状与趋势。城市轨道交通系统中，通风空调系统是重要的用电大户，其运行能耗约占车站总能耗的40%。通风空调系统的节能重点在于结合地铁车站热环境的特点对设备进行精细化的控制和运行。在此方面，清华大学进行了长期的研究，朱颖心、江亿等提出了水力网络流动不稳定过程的算法，以及分析长期不稳定传热的特征值法，在此基础上开发了地铁热环境模拟分析软件STESS。对于活塞风对站台的影响，李先庭用CFD方法（计算流体力学）进行了数值模拟，李晓锋则用示踪气体实验方法进行实际测试。在这些研究的基础上，江泳等学者研究了车站通风空调系统的运行策略。上述研究为通风空调系统节能奠定了良好的基础。然而，随着地铁建设的飞速发展，出现了新的站台形式（全屏蔽、半屏蔽），空调需求发生了改变，监控系统智能化程度大幅提升，既有研究成果已经不能适应当前通风空调系统节能运行的需求，需要在此基础上提出新的能够适应车站现状的通风空调系统节能运行策略。

（2）车站照明系统节能研究现状与趋势。随着照明技术的发展，车站照明系统可以实现良好的节能收益。但是，目前照明系统的节能改造方案相对简单，多局限在更换灯具方面，存在光环境改变、灯具照度随时间下降等问题，因此，对车站照明节能应进行更深入的研究。照明节能的基础是车站光环境动态需求研究。现有规范给出了车站照明的基本要求，但是在实际运行过程中，车站各功能区对照度等因素的要求是动态变化的，例如，机房在有人员在场时应提供足够的照度以满足人员检查设备的需求，但在没有人员在场时仅需满足安全监视的需求。目前的研究对各功能区光环境的动态需求研究不足。

4 城市轨道交通节能的意义

在社会经济飞速发展的今天，能源在城市建设的过程中扮演着不可或缺的角色，城市轨道交通的发展更离不开能源。加强对设备全周期能源的合理利用，尽可能地控制和减少对能源的浪费，对保障城市轨道交通行业的持续发展具有促进左右。

参考文献：

[1]杨颖.城市轨道交通低碳技术应用研究[J].2010，（6）：115.

[2]吴寿良.LED照明灯在现代建筑中的应用[J].智能建筑电气技术，2014，8（5）：2325.

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