地鐵建設(shè)中的節(jié)能措施與細(xì)節(jié)優(yōu)化

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　摘 要：對(duì)地鐵建設(shè)中的線(xiàn)路、行車(chē)組織、列車(chē)運(yùn)行方式、供電系統(tǒng)等方面的節(jié)能措施進(jìn)行了介紹，闡述了地鐵屏蔽門(mén)的安全節(jié)能環(huán)保功能，提出了地鐵建設(shè)中集中供冷方面的方案，并對(duì)地鐵工程中的細(xì)節(jié)問(wèn)題進(jìn)行了論述，為地鐵的建設(shè)提供了參考依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：地鐵；節(jié)能措施；環(huán)保

　　當(dāng)今社會(huì)能源的有限和短缺這一事實(shí)已被大家所公認(rèn)，所以節(jié)能這一概念現(xiàn)在已經(jīng)深入人心，并且早已采取一系列的措施加以改善。在我國(guó)各大城市開(kāi)始紛紛建設(shè)地鐵工程的同時(shí)，要考慮到這么大投資的大工程的節(jié)能問(wèn)題與一些細(xì)節(jié)化的東西。

　　所謂建筑節(jié)能，其含義比字面上的意義要豐富、深刻得多。其說(shuō)法分為三個(gè)階段：最初就叫“建筑節(jié)能”；但不久即改為“在建筑中保持能源”，意思是減少建筑中能源的散失；近來(lái)則普遍認(rèn)為：“提高建筑中的能源利用率”，也就是說(shuō)不是消極意義上的節(jié)省，而是從積極意義上提高利用率。

　　1、節(jié)能措施體現(xiàn)在不同的方面

　　首先考慮線(xiàn)路節(jié)能問(wèn)題，優(yōu)化線(xiàn)路節(jié)能坡地鐵線(xiàn)路理想的縱斷面是將車(chē)站設(shè)在縱斷面的凸形坡段上，使列車(chē)進(jìn)站時(shí)上坡，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，列車(chē)出站時(shí)下坡，再將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，這樣有利于減少能量消耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

　　行車(chē)組織方面，針對(duì)三號(hào)線(xiàn)的客流特點(diǎn)，特別是初、近期客流量不是很大的情況下，非高峰時(shí)間將減少每趟列車(chē)數(shù)量，每趟以三輛車(chē)作小編組運(yùn)行，以增加列車(chē)運(yùn)行密度。這樣不但提高服務(wù)水平，而且減少空跑浪費(fèi)能源。

　　選用高效節(jié)能車(chē)輛。選用交流電機(jī)具有效率高、故障率低的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)采用VVVF調(diào)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)為變頻調(diào)速，利用再生制動(dòng)，可使列車(chē)在進(jìn)站制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的工作原理變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，將列車(chē)制動(dòng)時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能。

　　列車(chē)運(yùn)行方式節(jié)能設(shè)計(jì)自動(dòng)駕駛ATO曲線(xiàn)，在行車(chē)組織方面，除了高峰小時(shí)段采用大編組緊密運(yùn)營(yíng)以外，在非高峰時(shí)間內(nèi)，采用小編組緊密運(yùn)營(yíng)，延長(zhǎng)列車(chē)運(yùn)營(yíng)間隔時(shí)間的方法。

　　供電系統(tǒng)節(jié)能：

　　1）軌道交通采用110/33kV兩級(jí)電壓制式，與采用10kV單級(jí)電壓供電相比，線(xiàn)路和變壓器損耗均可以減少。直流牽引網(wǎng)繼續(xù)采用1500V供電制式，與750V制式相比，使得牽引變電所數(shù)量減少，牽引網(wǎng)的電流也較小，所以可以大量地降低變壓器和接觸網(wǎng)的電能損耗。

　　2）選用高效低耗的電氣設(shè)備，變壓器選用損耗低的干式變壓器。

　　3）合理布置變電所的位置。

　　2、地鐵屏蔽門(mén)的安全節(jié)能環(huán)保功能

　　地鐵屏蔽門(mén)系統(tǒng)是現(xiàn)代化地鐵工程的必備設(shè)施，乘客跳下軌道撿拾物品或不小心從站臺(tái)跌落軌道的險(xiǎn)情也時(shí)有發(fā)生，為保證乘客安全，應(yīng)該沿地鐵站臺(tái)邊緣設(shè)置，將列車(chē)與地鐵站臺(tái)候車(chē)室隔離。地鐵安裝屏蔽門(mén)系統(tǒng)后，不僅可以防止乘客跌落或跳下軌道而發(fā)生危險(xiǎn)，讓乘客安全、舒適地乘坐地鐵，而且屏蔽門(mén)系統(tǒng)作為一種高科技產(chǎn)品所具有的節(jié)能、環(huán)保和安全功能，減少了站臺(tái)區(qū)與軌行區(qū)之間冷熱氣流的交換，降低了環(huán)控系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)能耗，節(jié)約了運(yùn)營(yíng)成本?？梢杂行У乇ＷC乘客和行車(chē)的安全，同時(shí)也節(jié)約了大量能源。

　　據(jù)了解，裝設(shè)站臺(tái)屏蔽門(mén)后可避免大量冷氣進(jìn)入隧道，減少列車(chē)剎車(chē)時(shí)所散出的熱量進(jìn)入候車(chē)區(qū)域，并減少站臺(tái)出入口由于列車(chē)活塞作用吸入大量新風(fēng)所形成的負(fù)荷。另外，屏蔽門(mén)的安裝將地鐵站臺(tái)公共區(qū)與隧道軌行區(qū)完全隔離，這樣能大大減少車(chē)站的冷氣通過(guò)隧道而散失，達(dá)到節(jié)能的目的。

　　此外，由于地鐵屏蔽門(mén)隔離了站臺(tái)與軌道，減少了列車(chē)進(jìn)站時(shí)對(duì)站臺(tái)候車(chē)乘客帶來(lái)的噪音影響，為乘客提供了一個(gè)舒適的候車(chē)環(huán)境，更重要的是屏蔽門(mén)有效地防止了乘客掉、跳軌道事故的發(fā)生，并降低了人工成本，減少了對(duì)站臺(tái)工作人員的數(shù)量要求，讓地鐵的日常運(yùn)營(yíng)管理所需費(fèi)用減少。使用屏蔽門(mén)后廣州地鐵二號(hào)線(xiàn)的站內(nèi)工作人員只需80人，而國(guó)內(nèi)其他城市的地鐵站內(nèi)工作人員需要多達(dá)兩三倍，采用地鐵屏蔽門(mén)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)地鐵節(jié)能的重要方法。

　　屏蔽門(mén)有如下幾種形式：

　　1）高式安全門(mén)，頂部弧形鋼固定；

　　2）全高式封閉、大玻璃門(mén)體；

　　3）半高式安全門(mén)，方便地面站通風(fēng)。

　　3、在地鐵的建設(shè)計(jì)劃中要使用環(huán)保、節(jié)能材料

　　使用環(huán)保、節(jié)能材料無(wú)論對(duì)運(yùn)營(yíng)成本還是投資方都是一筆很大節(jié)省。在照明上要在保證照明效果的條件下減少電能功率的輸出，據(jù)了解，廣州地鐵是國(guó)內(nèi)首家采用的這種新型環(huán)保車(chē)站燈箱，這種產(chǎn)品已獲得8項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，采用的是12封燈箱8支燈管照明技術(shù)，與國(guó)內(nèi)地鐵界普遍采用的12封燈箱12支燈管照明相比，更具優(yōu)越的性能。據(jù)介紹，采用這種燈箱技術(shù)可以有效提高廣告效益，實(shí)現(xiàn)燈箱照明無(wú)光斑化和燈箱照明高亮度化，充分保障色彩還原，讓燈箱整體效果更加節(jié)能，一年可節(jié)約成本204.2萬(wàn)元人民幣。而且整體效

　　這種燈箱技術(shù)可以有效提高廣告效益，實(shí)現(xiàn)燈箱照明無(wú)光斑化和燈箱照明高亮度化，充分保障色彩還原，讓燈箱整體效果更加節(jié)能，一年可節(jié)約成本204.2萬(wàn)元人民幣。而且整體效果通透美觀(guān)，使廣告客戶(hù)的廣告發(fā)布效果更好，還能改變傳統(tǒng)燈箱出現(xiàn)的光照肋骨紋現(xiàn)象，使廣告畫(huà)面色彩更加統(tǒng)一。

　　4、集中供冷節(jié)地少污染地鐵是世人公認(rèn)的“綠色交通”

　　地鐵一號(hào)線(xiàn)各車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的冷凍站占用了車(chē)站地鐵空間的建筑面積，設(shè)置于地面上的冷卻塔一般都在風(fēng)亭出入口等部位，地鐵空調(diào)的排風(fēng)口有的離民居較近，影響了居民的正常生活，因此，二號(hào)線(xiàn)在建設(shè)之初就提出了少拆遷、少擾民的主導(dǎo)思想。在分析和總結(jié)一號(hào)線(xiàn)通風(fēng)空調(diào)工程的基礎(chǔ)上，廣州地鐵有關(guān)工程技術(shù)人員多次考察了香港以及開(kāi)羅等地的地鐵在這方面的解決措施，綜合多方面因素，提出了在地鐵二號(hào)線(xiàn)使用集中供冷系統(tǒng)的方案。但此方案從論證到實(shí)施遇到了許多難題：集中供冷要長(zhǎng)距離輸送能量，耗能大，投資并不比單獨(dú)供冷有優(yōu)勢(shì)，此外控制程序復(fù)雜，自動(dòng)調(diào)節(jié)的困難加大。但集中供冷具有減少占地空間、通過(guò)合理的設(shè)置冷凍站可減少熱污染對(duì)居民的影響等不可替代的環(huán)保功能。

　　針對(duì)能量輸送的管路長(zhǎng)，集中供冷系統(tǒng)能耗較大這一難題，廣州地鐵二號(hào)線(xiàn)集中供冷系統(tǒng)大膽地采用了大溫差技術(shù)，終究獲得成功。并采用了變頻節(jié)能技術(shù)，有效降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。在節(jié)約土地資源的同時(shí)，又美化了環(huán)境，減少了車(chē)站環(huán)控機(jī)房的面積，降低了車(chē)站的規(guī)模，節(jié)約了工程投資，縮短了建設(shè)工期。

　　5、地鐵工程的細(xì)節(jié)問(wèn)題

　　動(dòng)扶梯考慮變頻調(diào)速的節(jié)能通過(guò)感應(yīng)裝置，在有人乘坐扶梯時(shí)，扶梯以正常速度運(yùn)行。當(dāng)無(wú)人乘坐時(shí)，通過(guò)變頻調(diào)速，降低扶梯運(yùn)行速度，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

　　站廳、站臺(tái)照明設(shè)施的節(jié)能對(duì)于站廳、站臺(tái)的照明，采用多路交叉供電，應(yīng)能節(jié)省更多的電能。按照設(shè)計(jì)規(guī)范的照度標(biāo)準(zhǔn)配備照明設(shè)施，但運(yùn)營(yíng)時(shí)通過(guò)節(jié)能運(yùn)行模式，采取打開(kāi)一部分照明燈，關(guān)閉一部分照明燈的辦法來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的。

　　從地鐵的建筑布置看每一個(gè)室外出口都不要和地面齊平，要進(jìn)入地鐵口，必須要踏上三級(jí)臺(tái)階，然后再往下進(jìn)入地鐵站。這三級(jí)臺(tái)階的作用不容忽視，在下雨天它可以阻擋雨水倒灌，從而減輕地鐵的防洪壓力，從而避免雨天被淹的慘劇，地鐵的每一個(gè)出口都應(yīng)設(shè)置一個(gè)彎，不要直接通到室外，這樣表面看來(lái)是對(duì)出口的復(fù)雜化，但如果從減少能量損失的角度來(lái)看是非常合理的，這樣可以大大減少地鐵站臺(tái)和外部的熱量交換，從而減輕了空調(diào)的壓力，從而大幅度節(jié)省了電能的輸出。

　　站臺(tái)最外邊應(yīng)用金屬裝飾，里面又用黑色大理石嵌了一條邊，在里面鋪設(shè)同一色彩地磚。這樣的裝飾，給予乘客心理上暗示，從而使所有的人都會(huì)下意識(shí)地站在地磚所在的范圍內(nèi)，和地鐵保持了大約50cm的距離，保證了乘客的安全。

　　站臺(tái)的寬度不宜過(guò)窄：較窄的站臺(tái)，也使乘客無(wú)法看清楚對(duì)面的本站站牌，容易坐過(guò)站。尤其是一二層的樓梯較窄，高峰時(shí)間會(huì)非常擁擠。

　　在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)有站臺(tái)門(mén)，地鐵到達(dá)的時(shí)候，地鐵門(mén)和站臺(tái)門(mén)會(huì)對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)打開(kāi)。沒(méi)有地鐵的時(shí)候站臺(tái)門(mén)關(guān)閉。這進(jìn)一步保存了站臺(tái)的熱量，節(jié)省電費(fèi)。同時(shí)也保證了旅客的安全。

　　我國(guó)目前僅有5個(gè)城市開(kāi)通地鐵，但到2025年這個(gè)情況將會(huì)有很大變化，到時(shí)我國(guó)沈陽(yáng)、大連、成都、西安、蘇州、杭州、武漢、重慶等30個(gè)以上的大中城市建成地鐵交通網(wǎng)，地鐵將成為大中城市的主要交通網(wǎng)。同時(shí)，地鐵的節(jié)能課題以及地鐵建設(shè)中的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題在中國(guó)也顯得尤為重要。