車輛基地綠色建筑技術(shù)應(yīng)用★

劉培龍，周文慧，殷廣越

(中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，北京 102600)

1 研究背景

車輛基地是軌道交通的重要組成部分，車輛基地可分為停車場和車輛段，一般占地面積較大，輔助停車場占地約8 ha～12 ha，停車場占地約10 ha～16 ha，車輛段占地約14 ha～28 ha。車輛基地的建筑規(guī)模也相對較大，因此綠色車輛基地的建設(shè)是軌道交通發(fā)展的方向。

目前，我國軌道交通行業(yè)綠色建筑的評價體系正在構(gòu)建及完善的過程中，參考《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》中對于公共建筑的評價指標(biāo)，車輛基地綠色建筑評價指標(biāo)可以從節(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、環(huán)境健康、運營管理6個方面綜合考慮。目前我國車輛基地綠色設(shè)計的應(yīng)用技術(shù)很多，其中張曄等[1]對車輛基地光伏發(fā)電進行分析，劉沖[2]對地源熱泵系統(tǒng)在地鐵車輛基地綜合樓工程中的應(yīng)用進行了分析，詹占嵐[3]對車輛段及停車場光導(dǎo)照明系統(tǒng)進行了研究，胡自林[4]對水蓄冷空調(diào)在深圳地鐵可行性應(yīng)用進行了研究，迂軍杰[5]對裝配式車輛基地進行了研究，以上人員為車輛基地的綠色設(shè)計技術(shù)提供了良好的思路。本文以蘇州三角咀停車場為例，對軌道交通綠色建筑技術(shù)進行了歸納總結(jié)，為建設(shè)綠色車輛基地提供一些參考。

2 蘇州三角咀停車場概況

蘇州三角咀停車場總平面可分為出入線區(qū)、咽喉區(qū)、停車列檢區(qū)及廠前區(qū)。地下部分布置有出入場線、咽喉區(qū)、停車列檢庫、雙周三月檢庫、運用庫側(cè)跨、材料堆場、洗車庫、輪對監(jiān)測棚、牽引降壓混合變電所、污水處理站及水泵房，地下庫區(qū)結(jié)構(gòu)板頂上部作為城市綠化用地。綜合樓、公安派出所、應(yīng)急救援基地、司機公寓及食堂設(shè)置在地上。

3 車輛基地綠色建筑技術(shù)應(yīng)用

3.1 節(jié)地與室外環(huán)境

車輛基地占地面積大，所以在車輛基地規(guī)劃選址工作上，需要做大量的比較和論述。車輛基地需要結(jié)合工藝需求，滿足功能布置。一般的車輛基地選址均在城市外圍，利用一些軌道夾心或者城市交通灰角布置。達到既滿足軌道交通功能需求，又不占用城市開發(fā)用地的目的。為了進一步提高土地價值，大部分車輛基地均考慮了上蓋開發(fā)(見圖1)。

場地選擇需注意工程建設(shè)及運營過程不破壞當(dāng)?shù)匚奈铩⒆匀凰怠竦亍⒒巨r(nóng)田、森林和其他保護區(qū)等要求。同時場地環(huán)境噪聲應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 節(jié)能與能源利用

3.2.1 光伏發(fā)電

地上車輛基地的運用庫、聯(lián)合檢修庫等上蓋為光伏組件主要布置提供了良好的布置場所，適合于配置大容量太陽能光伏系統(tǒng)，光伏發(fā)電容量可以到幾兆瓦。這些電量可就近接入車輛基地的牽引變電所和降壓AC35 kV母線的并網(wǎng)，為車輛基地的動力照明負(fù)荷電。利用車輛基地上蓋進行光伏發(fā)電不僅解決了車輛基地自身用電消耗問題，還有效解決了光伏發(fā)電遠(yuǎn)在升壓及長途運輸中的損耗問題。

3.2.2 水源熱泵

水源熱泵是利用地球表面或地下水源作為冷熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的冷暖中央空調(diào)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，水源熱泵的運行效率較高、費用較低，屬可再生能源利用技術(shù)。

三角咀停車場位于地表水資源豐富的長江流域等地區(qū)(見圖2)，可積極發(fā)展地表水源熱泵技術(shù)。停車場室外的綠地具有較好的埋管場地條件，能夠解決場段內(nèi)冷卻塔的設(shè)置問題，從一定程度上減少對外界噪聲污染以及地面景觀因素的影響，可實施性強，且具有良好的經(jīng)濟效益。

3.2.3 光導(dǎo)照明

光導(dǎo)照明是一種無電照明系統(tǒng)，采用這種系統(tǒng)可以實現(xiàn)地下停車場白天利用太陽光進行室內(nèi)照明。三角咀停車場僅地下運用庫建筑面積約為2.9萬m2。如采用導(dǎo)光管照明，一年下來可節(jié)省電能W約為：

W=建筑面積(2.9萬m2)×照明功率密度值(取6 W/m2)×?xí)r間(按每天光照10 h)×365 d=2.9×104×6×10×365/103=63.51×104kW·h，如按0.9元/(kW·h)電費計算，每年節(jié)省電費約為57萬元。對于車輛基地可因地制宜在地鐵工程中采用光導(dǎo)照明系統(tǒng)，替代現(xiàn)有的電力照明方式，真正達到節(jié)能、環(huán)保的目的。

3.2.4 電蓄冷空調(diào)

蓄冷空調(diào)是提高能源利用率和解決電力峰谷差的有效途徑，具有移峰填谷的作用，對于緩解電力供應(yīng)的緊張局面具有很大的作用。但國內(nèi)部分地區(qū)對于地鐵工程不實行分時電價，因此推廣此項技術(shù)還需要因地制宜。

3.2.5 建筑節(jié)能措施

地下庫區(qū)部分采用環(huán)保節(jié)能型、開敞式設(shè)計，充分利用自然通風(fēng)(空調(diào))采光、結(jié)合合理的給排水、電力系統(tǒng)設(shè)計，盡可能采用技術(shù)先進的環(huán)保節(jié)能型設(shè)備達到節(jié)能的目的。

地上建筑物外圍護結(jié)構(gòu)采用保溫隔熱性能好的材料，如采用輕質(zhì)加氣混凝土砌塊墻，墻內(nèi)側(cè)采用漿體保溫材料，降低熱傳導(dǎo)，起到保溫隔熱的作用。建筑體屋面采用“憎水性”保溫隔熱材料。地下層辦公用房做內(nèi)保溫，設(shè)置保溫隔熱層，滿足建筑節(jié)能要求。

3.3 節(jié)水與水資源利用

1)污水處理系統(tǒng)。

車輛基地內(nèi)排水采用分流制，可對生活污水和生產(chǎn)污水進行處理，并引入中水系統(tǒng)，從工藝、處理成本分析，具有很大的優(yōu)勢[6]。

2)停車場雨水回收利用。

雨水收集一般分為屋面雨水收集、地面滲水收集、道路雨水收集三個部分。處理好以上三個部分的雨水收集基本能保證場段內(nèi)綠化澆灌用水，或車輛沖刷用水，從而提高了水資源的利用率。

3.4 節(jié)材與材料資源利用

3.4.1 裝配式建筑工藝

根據(jù)車輛基地檢修庫、運用庫、物資庫、工建料棚項目工業(yè)建筑的特點，建筑地面積大、結(jié)構(gòu)柱多、規(guī)格統(tǒng)一，可以推廣裝配式建筑設(shè)計。建筑構(gòu)件可采用預(yù)制構(gòu)配件，比如用于輕質(zhì)屋面板、外立面、軌道板、檢查坑側(cè)壁之上支撐軌道的混凝土立柱等，可實現(xiàn)節(jié)約施工工期，提高施工效率和建筑質(zhì)量，降低施工能耗，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

上蓋開發(fā)已經(jīng)成為車輛基地的發(fā)展趨勢，其以居住功能業(yè)態(tài)為主，采用裝配式住宅技術(shù)，將成為車輛基地上蓋開發(fā)新的研究方向[7]。

車輛基地內(nèi)管線多，可采用裝配式綜合管廊技術(shù)，提高管線鋪裝檢修效率，集成布置。裝配式綜合管廊可以有效降低設(shè)計、施工和運維成本[8]。車輛基地室外管線種類多、接口多，通過設(shè)置室外綜合管溝的形式，可以在一定程度上有效減少管線間的沖突、降低專業(yè)協(xié)調(diào)難度[9]。因此從標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、裝配式施工也將成為車輛基地綜合管廊的研究方向。

3.4.2 綠色建筑材料

施工過程中，項目依托裝配式建筑技術(shù)，引入標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土條板、輕鋼龍骨內(nèi)隔墻等多種預(yù)制構(gòu)件，進一步提高施工裝配率，實現(xiàn)綠色施工。

項目全面采用綠色預(yù)拌混凝土、綠色預(yù)拌砂漿、高性能混凝土[10]，打造更加低碳環(huán)保的建筑主體結(jié)構(gòu)，防水材料及衛(wèi)生潔具均使用綠色建材，達到節(jié)水等級二級要求；住宅外墻保溫材料采用石墨復(fù)合保溫板，實現(xiàn)良好的節(jié)能降耗效果。

此外，建筑門窗是建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，建筑物體上的門窗保溫性能都比較低，對太陽光的投射性比較好，提高門窗的節(jié)能效果，對提高整個建筑的節(jié)能效率有很大的作用[11]。

3.5 環(huán)境健康

1)室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。

保證車輛基地內(nèi)員工的工作環(huán)境的品質(zhì)是地下車輛基地設(shè)計重點。功能布局時避免將所有功能用房全部置于地下，應(yīng)將辦公、住宿等工作人員長期使用的房間布置在地面，將停車、洗車等人員少、停留時間短的用房設(shè)置在地下，聯(lián)合檢修庫是員工工作時間相對較長的庫房，其屋頂應(yīng)結(jié)合綠化開設(shè)采光天窗[12]。

2)綠化設(shè)計。

通過設(shè)置屋頂公園等方式給地下車輛基地工作人員提供良好的休息空間。合理選擇綠化方式，科學(xué)配置綠化植物。種植適合蘇州地區(qū)氣候和土壤條件的植物，種植區(qū)域覆土深度和排水能力滿足植物生長需求。

3.6 運營管理

1)減振降噪措施。

我國下沉式車輛基地數(shù)量不多，其振動規(guī)律較為復(fù)雜,列車在內(nèi)部運行時,尤其是對上蓋開發(fā)的場段，其上蓋建筑的振動規(guī)律尚不明確。一般來講，由于輪軌間的沖擊作用較為強烈，車輛基地的咽喉區(qū)(岔區(qū))地面的振動加速度級較大。咽喉區(qū)(非岔區(qū))的Z振級較大,需要重點注意[13]。

2)固體廢物防治措施。

車輛基地運行過程產(chǎn)生的廢氣、污水等污染物應(yīng)達標(biāo)排放。建立垃圾分類管理制度，運營期產(chǎn)生的生活垃圾經(jīng)收集后，交由環(huán)衛(wèi)部門統(tǒng)一處置。

4 車輛基地綠色設(shè)計的思考

4.1 完善管理制度

加強軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的綠色建筑運行管理，提高綠色建筑設(shè)施、設(shè)備運行效率。建立綠色車輛基地星際評價標(biāo)準(zhǔn)，提升車輛基地資源節(jié)約水平。建立綠色建筑用戶評價機制，提升綠色建筑運營管理水平。

4.2 創(chuàng)新工程質(zhì)量監(jiān)管模式

1)規(guī)劃設(shè)計階段。

采用適合的車輛基地等建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，開展超低能耗建筑規(guī)模化建設(shè)，推動零碳建筑、零碳車輛基地建設(shè)試點。注重前期研究的重要性，從科學(xué)選址、合理布局、明確綠色建筑要求等方面提升車輛基地的綠色建筑層次。

2)施工建設(shè)階段。

施工期間要注意綠色建造要求，施工期對周圍環(huán)境的影響主要為土石方開挖和工程施工產(chǎn)生的水土流失、施工機械作業(yè)和運輸車輛產(chǎn)生的噪聲、振動干擾，其次是場地裸露易產(chǎn)生揚塵污染以及施工污水、固體廢物排放。

3)運營階段。

降低列車運行噪聲影響。車輛基地噪聲主要來自列車進出庫、調(diào)車作業(yè)時牽引設(shè)備噪聲、鳴笛噪聲以及檢修車間的各種設(shè)備噪聲。振動主要來自列車運行和各類機械設(shè)備，設(shè)備基礎(chǔ)采用減振設(shè)計，運營維護時，加強輪軌的維護、保養(yǎng)，以保證其良好的運行狀態(tài)，減少附加振動，進而降低建筑運營能耗。

4.3 車輛基地全生命周期BIM技術(shù)應(yīng)用

項目在設(shè)計、施工及未來運行階段，綜合運用BIM建筑信息模型技術(shù)，通過多軟件、多平臺協(xié)同運作，強化項目建設(shè)智慧化管理，保障設(shè)計施工進度和精度，提升工程質(zhì)量和水平。建設(shè)綠色建筑智能化運行管理平臺，實現(xiàn)建筑能耗和資源消耗、室內(nèi)空氣品質(zhì)等指標(biāo)的實時監(jiān)測與統(tǒng)計分析。

5 結(jié)語

蘇州地鐵8號線三角咀停車場項目在科學(xué)選址、功能布局優(yōu)化、綠色建造技術(shù)應(yīng)用等方面進行了全面的研究，其他類似工程建議如下：

1)結(jié)合車輛基地所在地域的氣候、資源、自然環(huán)境、經(jīng)濟、文化等特點在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地考慮資源節(jié)約措施。

2)從規(guī)劃設(shè)計、施工建造、運營維護、BIM技術(shù)等多方面綜合考慮提升車輛基地綠色建筑水平。