论文推荐 城市轨道交通绿色化发展要点解析

2. 重庆大学科技部国家级“低碳绿色建筑”国际联合研究中心绿色建筑与建筑节能研究所

摘要:城市轨道交通在快速发展的同时带来了一系列能耗、环境相关的社会问题,随着各行业绿色化发展工作的逐步推进,城市轨道交通的绿色化发展逐渐受到了人们的关注。结合城市轨道交通发展现状、发展过程中存在的问题及现场测试调研结果,提出了设计施工适宜化、环境保障健康化、能源系统高效化、运行维护智慧化、配套设施人性化的城市轨道交通绿色化发展要点,为其绿色化工作的进一步开展提供方向与思路。

全面推动绿色发展是生态文明建设过程中的重要内容 [1] 。目前,我国在经济、建筑、农业、交通等多个方面已陆续开展一系列绿色化工作 [1-4] ,并形成了相应的绿色产业体系。其中,交通运输行业是能源消耗的大户,其能耗呈现逐年上升趋势 [5] 。在加快“四个交通”全面建设的过程中,城市轨道交通作为一种快速、便捷、高效的客运公共交通工具,得到了较快的发展,也逐渐成为公共交通出行的主要方式之一 [6] 。但针对城市轨道交通的绿色化建设工作启动时间较晚,目前仍未形成较为完整的框架体系。而大量研究表明,现有城市轨道交通在能耗、环境等方面存在影响其可持续发展的一系列问题。可见,推动城市轨道交通绿色化建设,从节能减排、健康舒适、智慧化、人性化等方面丰富绿色轨道交通的内涵,建立完善的绿色轨道交通标准体系,是完善我国绿色化产业体系的重要工作内容。

相关统计数据显示 [7-13] ,截至2019 年底,中国大陆地区40 个城市开通城市轨道交通运营线 年城市轨道交通总里程及客运增长量如图1、2 所示。可以看出,近几年城市轨道交通在规模建设和客运量方面,总体均呈现平稳的线性增长模式。可见,我国城市轨道交通正处在一个稳步发展阶段,一方面,其规模不断扩大,更多城市加入城市轨道交通的建设运营行业中;另一方面,随着其网线覆盖范围的不断完善,选择其作为公共交通出行方式的乘客也在逐年增加。其中,上海市近年来公共交通出行客运量统计 [14] 如图3 所示,可见在城市轨道交通发展较早、覆盖范围较广的城市,其逐渐取代公共汽车,成为最为主要的公共交通出行方式。

结合建筑、交通等其他领域的绿色化发展经验,现阶段绿色化概念在节能减排的基础上,更强调健康舒适的环境、高效智慧的管理使用以及实用友好的设施配置等 [ 15-16] 。在城市轨道交通快速发展的过程中,其绿色化标准要求制定得较晚,尚未形成完善的发展体系,因而造成了现有城市轨道交通在环境、资源、设备配置等方面存在不适应绿色化发展的系列问题。通过对城市轨道交通运营能耗、内部环境要求与质量、人性化设施设置及现阶段评价标准体系等方面进行分析,找到其与绿色化概念的矛盾点,得到其现阶段的主要问题,从而确定其绿色化发展过程中的着力点,以便于具体政策的落实与开展。

截至2019 年底,全国各城市线 所示,目前我国城市轨道交通建设规模最大的三个城市为上海、北京及广州,其里程数之和达到了我国线 左右。相应的,对三地交通运输行业耗电量及城市轨道交通耗电量进行统计 [17] 如表1 所示。

从表1 可以看出,城市轨道交通耗电量占总交通运输耗电量的30% ~ 50%,是交通运输能耗的主要组成部分,其运营能耗基数较大,涉及到的能耗系统众多,包括牵引系统、环控系统、电扶梯、照明系统、给排水系统及弱电系统等,各系统能耗组成及占比如图5 [18] 所示。

可见,牵引系统与环控系统是城市轨道交通能耗的主要组成部分 [19] ,也是开展其节能工作的着手点。而目前,针对城市轨道交通的运营能耗,仅有历年粗略统计数据,缺少单项、单线、单体能耗数据,难以进行数据分析、发现并解决能耗方面存在的问题。此外,通过对重庆市城市轨道交通站点实地走访并对其运营人员进行调研,发现目前城市轨道交通仍多依靠人工进行设备的运维调试。粗犷的管理机制导致其内部缺少合理的反馈与调试措施及智慧化运行维护管理手段。在信息化技术手段不断发展的今天,虽然包括城市轨道交通在内的交通运输管理部门逐渐意识到并开始使用相关的数据记录、调节、分析技术,但受发展现状、传统调试观念的影响,信息化水平不高 [20] ,城市轨道交通能耗仍处于较高水平。

城市轨道交通内部环境主要涉及到车辆、车站等位置的声、光、热及空气质量等参数。截至2019年底,各城市已建成线,其中地下线%,高架线%。地下线路在自然通风、采光方面受到的约束较多,而高架与地面线路则在热环境控制方面更为困难。因此,不同形式的线路对城市轨道交通内部环境质量均产生了一定的影响。

在CJJ/T 170—2011 《地铁与轻轨系统运营管理规范》中,对空气质量相关参数的要求均按照GB 9672—1996《公共交通等候室卫生标准》 [21] 进行确定,将其与GB/T 18883—2002《室内空气质量标准》 [22] 中主要参数进行对比,如表2 所示。对于热环境的相关参数参照GB 50157—2013《地铁设计规范》 [23] 进行确定,根据通风空调及采暖的不同设置方式, 其具体设定参数如表3所示。

对比GB/T 18883—2002 中的相关要求,城市轨道交通运营过程中对于甲醛、总挥发性有机化合物(TVOC)、PM10、CO2 及细菌的要求更低。分析原因是由于城市轨道交通人流量大,车厢内环境较为封闭,而车站又必须通过出入口(地下车站) 或站台(高架或地面站)保证与外部环境的连通性,控制手段及措施较为复杂,其内部空气质量与人体所产生的污染物及外部空气质量密切相关,因此未提出更高的要求。而对于热湿环境,表3 反映出城市轨道交通车站多仅针对最不利温度提出要求,且该温度值要求远低于民用建筑暖通空调中的相关要求。

城市轨道交通标准较低的环境要求并不意味着运营人员可以忽略其内部环境健康与舒适问题。随着人们对室内环境质量关注程度逐渐提升,对城市轨道交通内部环境的要求也有所提高。通过对重庆市轨道交通室内环境乘客满意度进行调研,结果如图7 所示。可见乘客对城市轨道交通内部环境参数满意度不高,除光环境外,其他环境参数满意程度均未达到50%,问题主要集中在车站及车厢声环境、高架站热湿环境及地下站和车厢的空气质量。

除重庆地区外,各气候区均存在相关的调研测试,反映出来的主要问题如表4 所示 [24-27] 。此外,北京、上海、广州等部分线路也反映出交通噪声超标的问题 [28] 。可见,在城市轨道交通建设发展规模最大的几个城市中,均存在内部环境问题,影响乘客的舒适健康及乘坐体验。

城市轨道交通与乘客存在着较强的交互作用,随着“绿色化”定义的不断扩。

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注