深圳北站綜合交通樞紐節能實踐與研究

趙軒+潘威

【摘要】以深圳北站綜合交通樞紐工程建設管理實例，分析設項目節能設計和施工過程，總結經驗，為同類超大型公共基礎建設項目節能實施提供參考。

【關鍵詞】綜合交通樞紐；節能；研究

【Abstract】Built as a national high-speed railway hub megaproject of South China， Shenzhen north station is consuming large amount of water and electricity power daily， due to its highly integrated variety transport and premium design standard. The article tried to give practical insight of energy conservation in design and construction aspect， providing reference for those incoming similar public megaproject.

【Key words】Integrated transport hub；Energy；Research

作為國家高鐵華南門戶的深圳北站綜合交通樞紐。戰略地位重要，設計起點高，體量大，功能全面，不可避免導致年耗水和用電量巨大，在初步設計時即規劃了大量的節能環保設備和措施。但在工程項目落實中，少數技術因復雜且造價高昂，投資回報率少等原因未能實施，大部分節能設計等到了較好的落實，給北站樞紐增加了環保創新科技色彩和亮點。因投資和工期限制，同時該工程節能實踐也遺留了部分遺憾，如何在提高大型公共基礎建設項目節能設計與施工水平，本文以深圳北站綜合交通樞紐工程建設管理實例，分析設項目節能設計和施工過程，總結經驗，為同類超大型公共基礎建設項目節能實施提供參考。

1. 深圳北站綜合交通樞紐簡介

（1）深圳北站綜合交通樞紐位于廣深港高速鐵路和廈深客運專線的交匯處，集廣深港客運專線、廈深高速鐵路等國鐵線路，地鐵4、5、6號線綜合換乘，長途汽車、公交車、出租車、旅游大巴以及社會車輛等多種交通方式接駁為一體，是當前國內接駁功能齊全、設施先進的綜合交通樞紐之一。工程總用地面積約58公頃，總建筑面積：728709m2，總投資約63億

（2）本項目自2011年試運營以來，各類設備和場所相繼投入使用，2014年全年耗電3000萬度，用水量3萬m3，用氣量12萬m3，水電氣費用 合計高達3300萬，盡管該工程運用了較多運能技術，但維護運營開支仍然龐大，如何提高節能水平，提升樞紐經濟效益，成為各參加方的重大課題。

2. 深圳北站綜合交通節能技術的運用

2.1使用大量仿真軟件進行模擬計算結果進行設計 [1]。

（1）場地微氣候分析是節能設計中必須考慮的因素，在炎熱的夏天，建筑物和空調的能耗必須在夏季場地流行風的吹拂下盡可能的盡快散開，而且這些熱量盡量不要構成其他建筑的熱負荷。深圳地處夏熱冬暖地區，夏季和冬季分別流行西南風和東北風，由于兩季節中風是對吹的，因此在設計中應該將高樓避開東北西南軸線形成窩風排列。

（2）微觀上，為了進一步安置空調系統中冷卻塔的位置，將場地樓群進行了微氣候風場計算，即將建筑樓群放置在一個模擬的風洞中進行三維流場計算，擬得到風場的速度分布圖。

（3）圖2給出了夏季深圳北站的風向、風力模擬計算結果，紅顏色標識高風速，藍顏色標識低風速，計算結果表明主體換乘建筑在夏季遮擋了主要的風向和風力，因此空調器的冷卻塔宜安置再東北角的樓頂上，這樣冷凝器的熱負荷不至于返回到建筑物中而構成建筑群體的額外熱負荷。

2.2排水節水與雨水回用。

（1）本項目統一安裝高效率的小便節水器，包括類 A 級節水器，使用自動沖水廁所和自動感應水龍頭配件會進一步減少水需求。

（2）東廣場收集國鐵大屋面的部分雨水，初期雨水棄流后直接排入室外雨水收集管網，中后期雨水較清潔，收集到雨水集水池，經過處理后用作綠化灌溉和道路、廣場的沖洗。 雨水收集水池和處理設備房設置于東廣場室外的綠化帶地下和西廣場負二層，有效容積均為300m3，在雨季使用，旱季停用，有效容積滿足5天的用水量。

2.3燈光的節能。

2.3.1盡可能的采用日光照明。

（1）西廣場主要功能為地下車庫，受地面功能限制，平面通過頂板開洞盡可能留有自然風口及采光口，東側與國鐵相鄰處利用下沉室外綠化區將地下車庫空間打開，局部做到自然通風采光，減少室內照明負荷，為通風及電氣專業創造節能設計便利條件，西廣場中區、北區、及車庫出入口等處設共設光導照明裝置48套，安裝光導照明裝置回收期為4年。導光管的工作原理是將室外的自然光線通過采光罩進入系統，經特殊制作的光導管道傳輸和強化后由系統的底部的漫射裝置把自然光均勻漫射到室內每一個角落。

（2）東廣場的日光蓄水池應該是本樞紐節能設計的一個創新設計，具體表現在，A.透明的水底增加了地下候車廳的日光從而減少了照明能量。B.深圳夏季的雨水充足，蓄水池的溫度始終接近于空氣的濕球溫度，為地下候車廳提供了天然的冷源，這溫度比空氣的干球溫度低好幾度。

2.3.2燈具節能。

本項目照明系統均配備人員感應控制和光強度感應控制，中大面積公共區域、辦公用房、設備用房的照明燈具以T5節能熒光燈具為主。T5管徑小，普遍采用稀土三基色熒光粉發光材料，并涂敷保護膜，光效明顯提高。

2.4屋頂綠化。

（1）由于沒有土地成本，屋頂綠化無疑成為城市中心區最廉價的綠化方式。屋頂綠化可改善局部地區小氣候環境，緩解城市熱島效應；降低空氣中漂浮的塵埃和煙霧吸納可吸入顆粒物、凈化空氣；減少降雨時屋頂形成的徑流，保持水分；充分利用空間，節省土地；提高屋頂的保濕性能，節約資源；屋頂綠化還有很好的隔音效果。還能使屋面和室內的夏季溫度下降。還能保護建筑防水層，延長屋頂防水材料使用壽命3～5倍。endprint

（2）本項目在各配套建筑上均建造了屋頂花園，處于人流車流較多的國鐵車站周邊，屋頂綠化和廣場綠化對降低噪音，降低屋頂溫度和收集雨水方面會有很大貢獻，綠化以華南地區地帶性植物為主，減少景觀建成后的養護管理成本。

2.5冰蓄冷系統。

本項目在東廣場及其上蓋配套建筑采用的是冰蓄冷技術，它對電網有卓越的移峰填谷功能，是電力需求側最有效的電能蓄存方法，冰蓄冷從系統構成上來說只是在常規空調系統的基礎上增加了一套蓄冷裝置，其它各部分在結構上與常規空調并無不同，它在使用范圍方面也與常規空調基本一致。因峰谷電價的差異，冰蓄冷系統亦可為使用該技術的建筑部分節約30%～50%的運行費用。

3. 北站樞紐可以改進節能設計的部分

3.1太陽能光伏照明裝置的取消。

原初步設計中，本工程在樞紐西廣場配套建筑B1-a樞紐指揮中心設置一套非晶硅薄膜光伏建筑一體化BIPV系統，系統設計容量100KW。但是該非晶硅薄膜光伏發電項目在項目實施過程中因預算有限取消，設計院提供的投資計算和電價取值計算過于理想化，考慮到目前光伏發電設備昂貴，發電效率不高，壽命期較短，設備維護等因素，經濟性實際投入大于產出，在目前國內各光伏電系統發電的建筑項目未成氣候，光伏發電成為錦上添花的項目，待將來技術成熟穩定，成本大幅下降，且電價上漲，再考慮安裝在北站的配套建筑上也不失為一種解決方案。

3.2光導照明系統。

（1）安裝光導照明系統不僅能夠享受到自然光帶來的舒適的照明效果，避免了日間電力照明固有的能源浪費和安全隱患，延長了燈具的使用壽命，同時還降低了人工維護和設備更新成本。并且夜間室內照明打開時，部分燈光可通過光導照明裝置反射至地面，起到夜間景觀照明的效果。白天該系統透明燈罩在景觀花池中也是格外別致通透，富有科技感。

（2）該系統目前運行良好，但值得注意的是，該光導照明系統為廠家制定生產，施工單位進行安裝，部分照明系統與主體結構存在縫隙，打膠不嚴密，存在漏水問題，建議此類專業設備該由生產廠家負責安裝。另外，該系統也存在局限性，光導照明安裝間距受地面景觀，人行車行通道影響，較為疏密，且易受天氣影響，僅可成為地下室首層日間照明時段普通電力照明系統的輔助系統。

3.3照明系統后期可逐步換裝 LED光源。

近年來LED發展日新月異，LED光源具有穿透性好，超低功耗亮點高，立體感強，相對傳統光源，給行人和司機帶來比較強的立體感。電光功率轉換接近100%，比傳統光源壽命長10倍以上，全壽命周期綜合成本低于傳統光源。已損壞的景觀和室內照明燈可逐步更新為LED燈，LED固體冷光源擺脫了傳統光源發熱大，用電量下降，同時也減少了空調系統的負載， 進一步體現了其節能環保的特性。

3.4雨水回用系統不適應本地氣候環境。

深圳雨量充沛，年降雨量約為2187毫米，降雨主要集中在夏季的四月到九月。占全年雨量的80～85%，春、秋兩季的雨量分別占6～8%，冬季的雨量最少，只占2～4%。原設計院沒有考慮到深圳的氣候條件，夏季多雨時往往無需灌溉草木，集水池集滿水排放至市政排水管，冬季為旱季無雨需要用水時無雨水可收集，導致該雨水集水池沒有達到設計之初的目的，既增加了一部分工程造價投資，蓄水池又占用了一定的商業面積。

3.5減少建筑玻璃幕墻的使用，自然通風為主流。

玻璃幕墻具有美觀，采光通透，但是同時也有溫室效應，并不適合深圳長年炎熱氣候條件，樞紐上蓋配套建筑大量采用玻璃幕墻，中空low-e玻璃確有隔熱效果，雖然設計之初就避開了主要光照范圍，但是依然對空調系統構成了嚴重的負擔，導致在空調的過渡性季節，人始終感覺到室內悶熱不適，因規范限定玻璃幕墻開窗面積較小，導致不得不開啟空調。建議引入大空間自然通風，對屋頂的照明天窗實行可開啟從而達到自然通風的目的，進一步為縮短全年的空調時間提供了條件。

4. 總結與展望

4.1公共基礎設施項目投資有限，不可好大喜功，貪多求全，過于新穎的技術應斟酌。因設計單位所處角度與項目不完全一致，因此不能完全依賴設計單位，項目管理單位需要充分發揮主管能動性，核減多余功能，力求設計規格在滿足功能要求的前提下，不超標準，不鋪張浪費。宜跳出各類所謂綠色標準認證的條條框框，也不宜墨守陳規，應因地制宜，精心制定方案，采用體現其符合自身工程建設特色的節能技術。

4.2節能設計是建筑節能工作的基礎，由于各工程采用的節能設計軟件不統一，計算時輸入數據和實際工程往往有差異，再加上建設各方的利益趨勢等原因，造成了節能設計中“七算八算都通過”的現象。為了堵住建筑節能設計中的漏洞，減少審查人員的工作量，建議采用規定性指標法，規定了所有圍護材料的熱物理指標限值及所用設備的能效指標，若設計建筑全部滿足，則認為符合節能設計要求。

4.3明確項目節能技術和施工的思路，首先力求將建筑物的負荷降到最低，即結合建筑物的地域條件采用被動式的節能方法降低負荷，然后針對投資額度，采用主動式節能方法，降低設備的運營能耗，進一步采用物盡其用的辦法，考慮場地再生能源方案的綜合利用。

4.4目前部分先進的節能技術成本較高，如頂棚輻射制冷系統，冷熱電聯產，光伏發電，進口高性能中空low-e玻璃， 受制于工期和預算以及主材價格快速上漲，很多節能設計方案在施工階段消失，較為遺憾。國內綠色建筑處于初始階段，很多產品量產程度不高，將來大量普及生產，則成本則會大幅降低，在設計階段的不經濟的新技術 在施工階段也許已經成熟，則可考慮采用。

4.5在運營維護階段，應設立節能指標，節能獎勵落實到責任人，對主要耗能項，提出重點節能指標，并將責任落實到責任人，從節能的費用中提出一定的比例與效益工資掛鉤等。

為確保完成硬性的節能指標，可以根據統計的歷史紀錄而進行能源定額配給。

參考文獻

[1]北京城建院.北站節能報告.[R].深圳，2010.

[2]深圳市地鐵集團有限責任公司.深圳北站綜合交通樞紐工期總策劃.[R].深圳，2009.endprint