綠色城市軌道交通標準應用案例解析

　　摘要：中國城市軌道交通近幾年快速發(fā)展，對綠色化建設也提出了高要求，上海軌道交通14號線依據T/CECS724—2020《綠色城市軌道交通建筑評價標準》開展綠色實踐，本文詳細介紹了14號線在安全耐久、環(huán)境健康、資源節(jié)約、運營服務四方面的一系列技術措施，為未來綠色城市軌道交通的發(fā)展提供示范作用。

　　關鍵詞：綠色城市軌道交通;安全耐久;環(huán)境健康;資源節(jié)約;運營服務

　　引言

　　近幾年，我國城市軌道交通建設速度和規(guī)模突飛猛進。截至2020年底，中國大陸地區(qū)共有45個城市開通城市軌道交通運營線路244條，運營線路總長度7969.7km。其中，地鐵運營線路6280.8km，占比78.8%;其他制式城軌交通線路1688.9km，占比21.2%。當年新增運營線路長度1233.5km[1]。隨著中國城市化進程的推進，城市交通壓力不斷加大，地下交通的重要性愈發(fā)凸顯。因此，建設高效、快速的城市軌道交通被提上了很多大中型城市的規(guī)劃議程。上海已成為全國通行軌道交通里程最長的城市，日客運量千萬人次，為提高城市經濟的運行效率作出了重要貢獻。

　　上海軌道交通在綠色、安全、智慧等多個方面已進行過先行探索，在建的軌道交通14號線是全國首個全線采用T/CECS724—2020《綠色城市軌道交通建筑評價標準》[2]三星級標準設計及建設的項目。軌道交通的建設，可有效降低地面道路通行壓力并減少汽車碳排放，降低人均碳排放指標，對于提升城市運行效率、降低全市整體交通碳排放具有重要貢獻。同時，在建設過程中全程貫徹綠色低碳的技術理念，對于降低建設過程碳排放、為綠色運營提供良好的本底條件具有重要意義。本文重點介紹上海軌道交通14號線在綠色低碳方面的實踐及相應的技術策略。

　　1T/CECS724—2020《綠色城市軌道交通建筑評價標準》簡介

　　中國工程標準化協(xié)會組織編制的T/CECS724—2020《綠色城市軌道交通建筑評價標準》(以下簡稱《綠色軌道交通標準》)是國內首部涵蓋軌道交通領域整體的綠色評價體系的標準，評價對象包括了綠色城市軌道交通建筑中的車站和車輛基地。綠色城市軌道交通建筑評價指標體系由安全耐久、環(huán)境健康、資源節(jié)約、施工管理、運營服務5類指標組成。評價指標與GB/T50378—2019《綠色建筑評價標準》相對應，但是由于軌道交通的施工和運行階段的管理對城市的影響更顯著，因此施工管理和運營服務單獨成章。每類指標包括控制項和評分項。為了鼓勵綠色城市軌道交通建筑采用創(chuàng)新的建筑技術和產品，建造更高性能的綠色城市軌道交通建筑，評價指標體系還統(tǒng)一設置“創(chuàng)新”加分項，加分項主要是技術創(chuàng)新的條文。

　　2項目概況

　　上海軌道交通14號線(以下簡稱“14號線”)是一條城市東西方向的直徑線，沿線經過上海市嘉定區(qū)、普陀區(qū)、靜安區(qū)、黃浦區(qū)、浦東新區(qū)等5個行政區(qū)，是一條A型車8節(jié)編組高運量的市區(qū)級線路，是聯(lián)系市中心和東西部地區(qū)的便捷通道。14號線西起嘉定區(qū)封浜站，東至浦東新區(qū)桂橋路站。正線上行線全長約38.522km，運營里程約38.202km。共設車站31座，全部為地下線，全線設一個封浜車輛段。

　　14號線依托于《綠色軌道交通標準》，以高品質、高效率、高安全為原則，分別在設計技術、建行技術、智慧運維及建設管理方面采用了一系列的技術措施，最終將達到健康指標提升20%~50%、安全指標提升10%~20%、運行能耗降低10%~20%的目標。根據《綠色軌道交通標準》對14號線的車站進行逐項評價，最終得出車站的總得分為90.8分，滿足綠色三星級的要求。

　　314號線車站綠色技術應用解析

　　14號線在規(guī)劃、設計、施工及運營的各階段，綜合考慮車站全壽命周期的技術經濟特性，采用一系列有利于促進車站安全耐久、環(huán)境健康、資源節(jié)約、運營服務的技術措施。本章對采用的具體技術進行解析。

　　3.1安全耐久

　　3.1.1車站安全疏散標準提升

　　項目在站臺設置額外的動態(tài)安全儲備，每側增加設置2.61m的縱向乘客走行寬度，因此站臺至站廳疏散樓梯的通行時間可以控制在3.63min，比規(guī)范要求的6min縮短了40%。疏散的站臺至站廳樓扶梯、閘機和柵欄門、出入口的通道和樓扶梯，綜合最不利斷面設計通行能力比標準要求值提升了25%。

　　3.1.2車站通行能力標準提升

　　項目在設計初期參考已運營線路的實際客流情況，提升設計通行能力標準，使通行能力更加貼近運營實際情況。項目的蓄客設計標準提升，站臺每位乘客所需面積從0.5m2提升到0.6m2，比標準提升20%。全面提高垂直交通能力，通過優(yōu)化結構型式和樓扶梯組合，在標準車站站臺寬度不超過12m的基礎上，25座車站含樓扶梯處主要站臺蓄客區(qū)最小側站臺寬度均不小于2.8m。項目的站內站臺至站廳最少設4組樓扶梯，至少2組上、下行自動扶梯加2組上行扶梯。大客流車站、換乘車站根據客流計算另有增加。

　　所有車站出入口有條件時均設上、下行自動扶梯，特別困難情況下，至少2處出入口設上、下行自動扶梯。在提高數量同時，優(yōu)化布點，每組樓扶梯有效站臺服務長度均衡平攤，避免站臺客流過度積聚。通過深入分析上海運營網絡換乘客流數據，14號線對換乘客流精確到分鐘級進行分析，對每個行車間隔內的換乘組織進行了量化研究。提出了適應大客流編組的高標準換乘要求，全線要求進行換乘設計富余度驗算，以達到提高換乘瓶頸通行能力、控制中小客流換乘節(jié)點規(guī)模、特殊困難節(jié)點提前預警的目標，為換乘客流限流措施提供數據支撐。

　　3.1.3行人仿真技術

　　14號線全線共計17座換乘站，與既有地鐵線路的換乘車站除需考慮遠期運營效果外，還需要考慮施工過渡期的情況，新線開通同時也會反過來影響既有地鐵線路的運營。

　　基于以上難點，項目對全線換乘站進行了基于大數據的換乘客流仿真，通過客流仿真軟件LegionspaceworkR5對建筑方案效果進行對比分析，選擇及優(yōu)化建筑方案。以換乘站中的典型站點豫園站為例，該站點的特點是節(jié)假日短時客流極大，接入既有站點10號線后所產生的節(jié)假日客流也會對既有10號線站廳及站臺產生較大壓力。仿真分析根據預測客流，選取綜合客流量最大、對車站影響最大的時間段，分析站內客流通行情況，分析方案存在的擁堵點或潛在擁堵點，評價車站方案整體客流通行服務水平。

　　對初期方案進行仿真分析后發(fā)現(xiàn)，進站客流和換乘客流形成對沖。對該方案進行調整：在10號線站廳的換乘區(qū)域增加護欄，將樓扶梯進行隔離，將樓梯分配給去往14號線的客流;然后對進出站閘機進行調整，將原閘機分割成一半為出站閘機，一半為進站閘機，使客流分別從不同的閘機進入到站廳付費區(qū)。在此方案下，通過仿真分析不同工況下?lián)Q乘區(qū)域、站臺層、站廳層的人流最大密度、平均密度、最小密度及空間利用率，發(fā)現(xiàn)客流行走順暢。

　　3.2環(huán)境健康

　　3.2.1環(huán)境智慧監(jiān)測與管控綜合平臺

　　14號線全線的29個車站和5個區(qū)間隧道均采用了智慧環(huán)境監(jiān)測，內容包括全線范圍的環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網建設、軌道交通環(huán)境評估與預警模型研究、智慧軌道交通環(huán)境綜合監(jiān)測與管控平臺。車站內的監(jiān)測內容包括公共區(qū)域及關鍵場所的PM10、PM2.5、CO2、溫度、濕度，衛(wèi)生間的異味(氨)，通風管道積塵量，空調系統(tǒng)送風質量、廠界(車站邊界)的噪聲，冷卻水的濁度、水溫、pH值等，并在風井、冷卻塔等關鍵敏感場所安裝視頻監(jiān)控輔助巡檢。

　　區(qū)間隧道的監(jiān)測內容包括PM10、PM2.5、CO2、溫度、濕度、熱流密度等。項目運用大數據和人工智能技術，分析沿線區(qū)域的大氣環(huán)境質量及本系統(tǒng)的在線監(jiān)測數據，建立相應的模型，對全線范圍的各敏感場所進行環(huán)境評估與污染的預報預警。項目線路級的環(huán)境監(jiān)控功能包括：整條線網站點/區(qū)間的環(huán)境信息可視化展示(高亮)、上海實時天氣、上海大氣環(huán)境空氣質量指數AQI、線路級地鐵環(huán)境總體指數MEQI計算與顯示、線路級地鐵環(huán)境指數日歷、線路級地鐵環(huán)境指數變化趨勢圖、線路級報警事件顯示。

　　車站級的環(huán)境監(jiān)控功能包括：車站實時環(huán)境指數MEQI計算與顯示、車站監(jiān)測點位分布圖、車站監(jiān)測點實時監(jiān)測數據、區(qū)域劃分與均值計算和展示、各監(jiān)測點數據變化趨勢圖、視頻監(jiān)控、報警信息。管理平臺面向不同的管理對象，分別實現(xiàn)了線路級和車站級環(huán)境監(jiān)控，并實現(xiàn)了統(tǒng)計分析、預測預警等功能。

　　3.2.2全方位環(huán)境保障措施

　　14號線車站采用一系列室內環(huán)境相關技術，包括采用吸聲材料、陳列式消聲器、合理設計氣流組織、采用靜電殺菌凈化等技術措施，從室內空氣質量、室內聲環(huán)境、室內光環(huán)境和室內熱濕環(huán)境4個維度全方位保障車站高品質室內環(huán)境。

　　在室內空氣質量控制方面，采用一系列防霉防潮措施，在站廳、站臺、通道天花以上的結構頂板，站臺側墻、天花頂板，柱子頂部等范圍內均噴涂仿清水混凝土防霉、防潮負離子涂料，天花以上管線噴涂啞光黑色防霉防潮涂料，軌行區(qū)噴涂黑色防霉防潮涂料，在公共衛(wèi)生間設置機械排風系統(tǒng)，可實現(xiàn)20h-1換氣次數，保障衛(wèi)生間的空氣質量。采用低揮發(fā)性綠色裝修建材，經計算，車站工作用房空調工況下的甲醛和TVOC濃度均遠低于GB/T18883—2002《室內空氣質量標準》的要求。

　　3.3資源節(jié)約

　　3.3.1高效制冷的水冷磁懸浮直膨式空調機組

　　在14號線的2個站點中，項目的空調系統(tǒng)設計中首次試點采用水冷磁懸浮直膨式空調箱技術，將磁懸浮冷水機組集成在組合空調箱內，直接用蒸發(fā)器代替空調箱的表冷器，即制冷劑與空氣直接換熱，這樣可減少冷水側的2次換熱過程，換熱效率更高，同時由于省去了冷水系統(tǒng)，直膨式磁懸浮冷水機組能效比EER高達4.2，IPLV高達8.58，比常規(guī)直膨機組性能提升15%以上，同時節(jié)省了地下制冷機房面積，既實現(xiàn)了節(jié)能目標，又合理壓縮了車站設備區(qū)空間。

　　3.4運營服務

　　3.4.1站臺門與PIS(乘客信息系統(tǒng))雙系統(tǒng)融合

　　14號線在部分車站創(chuàng)新性采用將PIS系統(tǒng)高清屏與可調通風站臺門一體化設計�？紤]到站臺公共區(qū)不宜采用直接吊掛的方式安裝PIS屏，為此通信專業(yè)前期與裝修總體和屏蔽門專業(yè)結合，最終部分車站采用了站臺PIS屏嵌裝進屏蔽門形成一體的安裝方式。這種安裝方式避免了PIS屏經常被遮擋的情況，提升了裝飾美觀度，強化了乘客體驗感。同時可調通風站臺門可在非空調季節(jié)通過電動控制可調通風窗的開/關，實現(xiàn)車站通風系統(tǒng)的節(jié)能效果。

　　3.4.2人性化設計

　　1)全面貫徹無障礙設計要求。14號線車站全線站內付費區(qū)均設置專用“無障礙衛(wèi)生間”。15座規(guī)劃換乘車站全部實現(xiàn)無障礙換乘。中心城區(qū)8座車站實現(xiàn)“跨大型、復雜路口設置兩處出地面的無障礙電梯”，解決無障礙人員進出和過街問題。無障礙電梯容量由標準1t型號提高為1.35t型號。內部空間和載客人數增大1/3，可滿足2輛輪椅車同時進出，避免候梯乘客積聚。

　　2)精心設計乘客服務設施。將公共區(qū)兩端設置便民服務用房和服務區(qū)域納入整體設計，避免商業(yè)服務設施緊貼車站疏散流線兩側布置，影響車站正常交通。

　　全線車站均設置高標準的公共衛(wèi)生間，并優(yōu)先設置于站臺付費區(qū)。提升配置標準，男女蹲位由以往的“2+3”至少提高至“2+5”，有效緩解女乘客上衛(wèi)生間難的問題;按高鐵設計標準核算大客流換乘站，有條件的車站(豫園站、昌邑路站)在換乘路徑附近增設第三衛(wèi)生間;增設母嬰服務設施。

　　3.4.3智慧BIM運維管理平臺

　　本項目采用基于BIM的智能運維管理平臺，以竣工交付模型數據為基礎，集成運維期間的各類靜態(tài)和動態(tài)數據，開發(fā)運維業(yè)務相關功能，成為車站運維管理的基礎數據平臺，實現(xiàn)數字資產信息從建設期到運維期的無縫傳遞。

　　利用BIM模型的三維可視化特性匯聚各來源數據，連通各專業(yè)應用，最終解決數據來源繁多、應用功能分散的問題;應用多源數據采集技術，通過與BIM模型的實時關聯(lián)，實現(xiàn)運維工作的自動化、智能化;利用移動網絡技術，為不同崗位、不同角色的用戶提供便捷的工作、管理和協(xié)同方式;通過大數據技術對運維階段的各類數據進行深度挖掘和綜合分析，為各類決策提供實時的數據參考，使車站運維管理工作更加精準、科學、有效;使用虛擬化和云計算技術簡化車站交付過程中信息化工作并降低整體信息化投入。

　　4結語

　　上海軌道交通14號線為全國首條采用T/CECS724—2020《綠色城市軌道交通建筑評價標準》三星級標準進行設計及建設的項目，采用了一系列領先創(chuàng)新的綠色技術措施，從安全耐久、環(huán)境健康、資源節(jié)約、運營服務等方面全面提升軌道交通建筑的綠色高質量性能，助力中國在基礎設施建設領域碳中和目標的實現(xiàn)，為未來軌道交通的綠色建設提供了技術示范。

　　參考文獻：

　　[1]中國城市軌道交通協(xié)會.城市軌道交通2020年度統(tǒng)計和分析報告[R].北京:中國城市軌道交通協(xié)會,2020:1-2.

　　[2]上海市建筑科學研究院有限公司,上海申通地鐵集團有限公司技術中心.綠色城市軌道交通建筑評價標準:T/CECS724—2020[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2020:1-5.

　　作者：方舟

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