轨道交通建筑能耗分析及节能措施是怎样的？怎么降低能耗？

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发布时间： 2023-08-15 16:29 更新时间： 2024-11-23 07:00

摘要：面对城市轨道交通的能耗增长，优化地铁车站建筑、降低运营能耗是促进公共交通可持续化发展的必经之路。通风空调系统的能耗占比较大，节能潜力也是大的。本文以上海首条绿色地铁的项目实践经验为例，在分析地铁能耗表现、影响因素和应用效果的基础上，提出相对有效的节能措施，为后续地铁能效tisheng方案工作明确方向。

关键词:地铁车站；能耗；通风空调系统；节能

1轨道交通的能耗特点

上海地铁自始至终都以构建由“管理保障、专项规划、规程规范、专项技术”四大体系组成的节能减排工作体系为基础，率先提出“打造绿色地铁”目标。上海地铁标准站的机电系统包括给排水、环控通风、及动力照明设备等，其中作为主要用能的环控系统构成包括：车站公共区空调、通风（兼排烟）系统（简称大系统）；车站区间排热（兼排烟）系统（简称排热系统）；区间隧道活塞通风、机械通风（兼排烟）系统（简称隧道通风系统）；车站设备及管理用房空调、通风（兼排烟）系统（简称小系统）；空调冷冻水系统（简称水系统）。通风空调系统制式统一采用全封闭站台门系统，且按站台门一步到位设计。大小系统合用车站设置的集中冷源，均采用水冷螺杆式冷水机组。冷冻水系统采用变频变水量闭式循环系统，并由分水器分别供给公共区域组合式空调机组和管理用房空气处理机组。系统末端设备设有具备动态压力平衡能力的电动两通调节阀，可根据负荷变化调节冷冻水量及冷冻水供回干管或集水器和分水器间设置的电动压差式旁通阀。

为实现新型标准车站建筑对比其他同类型车站综合节能率为 15% 以上的目标，在对先行示范车站的实践分析的基础上，规范系统设计节能措施主要针对于系统设备选型以及自动控制应用方面。站台设定采用的风水联调联动空调系统，有效地降低车站空调运行能耗。同时全线配以 LED 照明和智能灯光控制系统，减少光污染之余更在降低能耗方面取得明显成效。

比较城市其他交通运行方式而言，地铁车站有低能耗方面的表；但其建筑和系统规模都十分庞大，从而导致地铁车站的能耗在整体城市能耗中比重较大。地铁车站的运营用电可达到可变成本的 30% 以上之多，因此需要实施针对性的有效控制措施降低能耗以tisheng运营效益。

对于夏热冬冷地区屏蔽门车站，公共区域与设备房负荷差异性较大，因而多采用两套系统单独设计的方案。根据设备房区域大小及机组热量计算即可确定机组的冷量，而且相比较大系统运行负荷，小系统较为稳定。地铁车站公共区域的冷负荷的考虑则主要包括：设备和照明的产热、人员散热、渗透能耗和围护结构传热等。

2地铁车站节能措施

鉴于车站环控系统的组成及能耗因素的影响，总结其他建筑节能优化及措施应用效益的经验基础上，针对性地对不同系统采取相应有效的节能措施，其节能效益还是十分显著的。

首先在照明系统方面，减少不必要的照明（例如在保证安全的前提下，亚光材料的反光涂料可以减少长条灯带的设置），选用 LED 节能性灯具。同时配合自动感应控制，单独照明系统的节能表现对比基本节能要求可达到 50% 以上，平均节能率超过 30%。所以根据实际使用情况，制定合理的相关照明zhibiao要求，大力采用节能灯具结合布局改善既是对地铁照明系统节能有效的策略。

由于站台建筑的特殊性，在考虑设计规范要求衡上 , 空调系统送风温差的设定应相对略微tigao，这样既避免系统结露情况的出现，在实际使用期间满意调研上也得到较为满意的结果。合理适度地tigao送风温差，尽可能地降低送风量，降低系统能耗的上限值是从根本上tigao能效的手段。站台通风空调系统的设计是考虑满足运行期间客liuliang条件下的需求，但实际运营过程中客liuliang往往不会达到设计值状态，所以对大系统采用变频装置及时按需调节风量是有效的节能手段。数据分析显示通过变频控制，可以使风机风量平均减少 30%，其功率耗能减少 45%。

在采用有效空调设备的同时，实行风水联调的控制手段也是降低空调能耗重要策略。车站通风空调系统形式复杂，一者是设备较多，再者设备之间相互关联交叉，系统独立控制难以实现设计预期。

基于系统效率原则、考虑负荷对冷量的需求变化，全局化动态协调模式的风水系统联动控制很好地保证不同情况下通风系统稳定的运行表现。先行试验车站的实际研究表明，风水变频控制的引用使空调季节车站通风系统的节能率tisheng 30% 以上，大幅降低了车站运营的整体能耗及运营成本。

此外，节能电梯和高性能电气设备的高比例应用在车站长时间运营的过程中也有相当的节能贡献。

3 Acrel-EIOT能源物联网云平台

（1）概述

Acrel-EIoT能源物联网开放平台是一套基于物联网数据中台，建立统一的上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。用户仅需购买安科瑞物联网传感器，选配网关，自行安装后扫码即可使用手机和电脑得到所需的行业数据服务。

该平台提供数据驾驶舱、电气安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等功能，并支持多平台、多语言、多终端数据访问。

（2）应用场所

本平台适用于公寓chuzu户、连锁小超市、小型工厂、楼管系统集成商、小型物业、智慧城市、变配电站、建筑楼宇、通信基站、工业能耗、智能灯塔、电力运维等领域。

（3）平台结构

（4）平台功能

◆电力集抄

电力集抄模块可以实现对各种监测数据的查询、分析、预警及综合展示，以保证配电室的环境友好。在智能化方面实现供配电监控系统的遥测'、遥信、遥控控制，对系统进行综合检测和统一管理；在数据资源管理方面，可以显示或查询供配电室内各设备运行（包括历史和实时参数，并根据实际情况进行日报、月报和年报查询或打印，tigao工作效率，节约人力资源。

变压器监控

配电图

◆能耗分析

能耗分析模块采用自动化、信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等全过程的自动化、科学化管理，使能源管理、能源生产以及使用的全过程有机结合起来，运用先进的数据处理与分析技术，进行离线生产分析与管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡、有效利用能源，tigao能源质量、降低能源消耗，达到节能降耗和tisheng整体能源管理水平的目的。

能耗概况

◆预付费管理

1）登陆管理：管理操作员账户及权限分配，查看系统日志等功能；

2）系统配置：对建筑、通讯管理机、仪表及默认参数进行配置；

3）用户管理：对商铺用户执行开户、销户、远程分合闸、批量操作及记录查询等操作；

4）售电管理：对已开户的表进行远程售电、退电、冲正及记录查询等操作；

5）售水管理：对已开户的表进行远程售水、退水、记录查询等操作；

6）报表中心：提供售电、售水财务报表、用能报表、报警报表等查询，本系统所有的报表及记录查询，都支持excel格式导出。

预付费看板

◆充电桩管理

通过物联网技术，对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警。云平台包含了充电收费和充电桩运营的所有功能，包括城市级大屏、交易管理、财务管理、变压器监控、运营分析、基础数据管理等功能。

充电桩看板

◆智能照明

智能照明通过物联网技术对安装在城市各区域的室内照明、城市路灯等照明回路的用电状态进行不间断地数据监测，也可以实现定时开关策略配置及后台远程管理和移动管理等，降低路灯设施的维护难度和成本，tisheng管理水平，并达到一定节能减挂的效果。

监控页面

◆安全用电

安全用电采用自主研发的剩余电流互感器、温度传感器、电气火灾探测器，对引发电气火灾的主要因素（导线温度、电流和剩余电流）进行不间断的数据跟踪与统计分析，并将发现的各种隐患信息及时推送给企业管理人员，指导企业实现及时的排查和治理，达到消除潜在电气火灾安全隐患，实现“防患于未然”的目的。

◆智慧消防

通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。填补了原先针对“九小场所”和危化品生产企业无法有效监控的空白，适应于所有公建和民建，实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”、用电管理“精细化”的实际需求。

（5）系统硬件配置

分类	产品型号	外观	产品功能
无线测温	ARTM-Pn		可监测电压、电流、频率、有功功率、无功功率、电能，可接收60个无线温度传感器温度
无线测温	ATC600		ATC600有2种工作模式：终端(-C)、中继(-Z)，可根据项目布局选择配置。可接收240个无线温度传感器温度
光伏监控	AGF		光伏电池串开路报警，可以配合组串电压进行综合判断；带3路开关量状态监测，用于采集直流断路器、防雷器等输出空接点状态；一次电流采用穿孔方式接入，安装方便；测量元件采用霍尔传感器，隔离测量电流20A；电压测量功能可测量母线电压DC 1500V
电力监控	AEM96		三相电力参数测量、电压和电流的相角、四象限电能计量、复费率、需量、历史电能统计、开关量事件记录、历史值记录、31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）、开关量、报警输出
电力监控	APM系列		全电量测量，四象限电能，复费率电能，仪表内部温度测量，总有功、总无功、总视在电能脉冲输出、秒脉冲等可选。三相电流、有功功率、无功功率、视在功率实时需量及需量(包含时间戳)。电流、线电压、相电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、电流总谐波、电压总谐波的本月值和上月值(包含时间戳)。中文显示，有功电能0.2s级。
预付费	DDSY		单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。有功电能计量（正、反向），A、B、C分相正向有功电能，支持4个时区、2个时段表、14个日时段、4个费率需量及发生时间，实时需量，历史冻结数据购电记录；8位段式LCD显示、背光显示；有功电能脉冲输出；有功电能精度1级，无功电能0.5s级。
预付费	DTSY		三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。有功电能计量（正、反向），A、B、C分相正向有功电能，支持4个时区、2个时段表、14个日时段、4个费率需量及发生时间，实时需量，历史冻结数据购电记录；8位段式LCD显示、背光显示；有功电能脉冲输出；有功电能精度1级，无功电能0.5s级。
智能抄表	ADL200		单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。总电能计量（反向计入正向），3个月历史电能数据冻结存储；8位段式LCD显示；有功电能脉冲输出；有功电能精度1级，无功电能2级。
	ADL400		三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。（正、反向）有功、无功电能计量；A、B、C 分相正向有功电能计量；2-31次谐波电压电流；12位段式LCD显示、背光显示，电能精度0.5s级。
	ADW210		4路三相电压、电流、功率、功率因数、频率测量；电压电流相角、电压电流不平衡度测量；电压电流2-31次分次谐波及总畸变测量；当月及上三月的电压、电流、功率值记录；需量及上十二月历史需量记录；事件记录、复费率、四象限电能及历史电能记录；支持12路开关量输入4路开关量输出；支持12路测温4路剩余电流测量；有功电能精度1级。
	ADW300		三相电压、电流、功率、功率因数、频率测量；电压电流相角、电压电流不平衡度测量；电压电流2-31次分次谐波及总畸变测量；当月及上三月的电压、电流、功率值记录；需量及上十二月历史需量记录；事件记录、复费率、四象限电能及历史电能记录；支持4路开关量输入、2路开关量输出；支持4路测温；支持1路剩余电流测量；支持本地显示及按键设置；有功电能精度1级。通讯方式：支持RS485通讯、Lora无线通讯、4G通讯；WIFI通讯
直流电能表	DJSF1352		1.精度：1级或0.5级，带±12V电压输出用于霍尔传感器供电 2.测量：电压、电流、功率、正反向电能，支持双路计量。
电气	ARCM300-Z		三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、 Hz、cosΦ），视在电能、四象限电能计量，单回路剩余电流监测， 4 路温度监测，2 路继电器输出，2 路开关量输入，支持断电报警上传
电气	AAFD-DU		监测故障电弧、漏电、温度两路无源干接点（开关量）输入两路无源常开触点（开关量）输出
充电桩	ACX系列		充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。支持投币、刷卡，扫码、免费充电，
充电桩	AEV_AC007		额定功率7kW,单相三线制，防护等级IP65,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用。通讯方式：4G、蓝牙、Wifi
智慧照明	ASL200		遥控输出两路无源干接点（开关量）输入两路无源常开触点（开关量）输出