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本文源于《中国轨道交通》杂志2015年8月刊（总第56期），转载请注明。订阅《中国轨道交通》杂志，全面掌握轨道交通市场信息。 文/清华大学建筑节能研究中心 中国工程院院士 江亿 一、背景概况 (一) 地铁用能现状 截至2014年底，我国共有22座城市开通运营轨道交通线路，共计95条线路，总里程2933.26公里，设车站1947座。根据规划，2020年轨道交通线路将达到6000公里。届时，我国将成为地铁运行里程数世界第一的国家。初步测算一下，地铁目前实际用电量大致是150亿度电，约占全国总用电量的3‰。一个不是特别大的行业占了全国总用电量的3‰就是一件挺大的事。所以，地铁的节能对于国家的节能减排，特别是节电，具有很重大的意义。
具体运营实践中，深圳地铁过去十年中，牵引能耗占地铁总能耗的37%；而在车站用电里，广州某地铁站环控占车站能耗76%。因此，车站环控系统节能十分重要，在抓车站的节能降耗时，把环控系统能耗降下来是很重要的一方面。 （二）如何评价地铁站用能水平 如何评价地铁站用能水平，什么是节能、什么是不节能，这是最基础的工作。我国以前做建筑节能时，开始说保温怎么样，或者说看系统是热泵还是其它系统，用技术手段来考核。在地铁里，往往也开始说是用变频还是新技术来节能，但是现在不能简单地根据采用什么设备来判断是否节能，主要看实际的能耗，就像打仗时，不是看你用什么设备，而是看你打不打得过敌人。现在逐渐从看你装了什么设备向看你实际用的能源量转换。 在住建部和国家有关部门的支持下，中国建筑能耗标准的事已经完成，如果顺利的话，从6月开始就要正式颁布执行，那个标准就不是强调应该用多大系数，或者什么产品的效能多少，而是直接根据不同气候状况、不同功能建筑，计算出建筑用能总量的上限和目标值，把整个建筑的节能工作从以前的看设备转变到看实际能耗是多少。就地铁运行来说，也应该慢慢朝这个方向努力，以实际的运行能耗数据作为唯一的考核标准，尤其是地铁车站，得从实际能耗数据出发来谈节能。这样就能把节能最后的结果落到实处，真实地使企业获得经济效益，国家获得节能减排的效应，这应该是做节能工作应有的方向。 这件事理清之后，紧接的问题是，基准值在哪？比如，给出一座车站一年车站用电量，去年280万度电，今年260万度电，这260万度电是否就叫节能？具体是否节省了还得看气候变化、客流变化等。节能是自己跟自己比，还是横向对比（单位面积、单位客流、车站类型等），或者是其它比较方式，这需要一把尺子、一个基准，以此，我们能清楚地看出来自己的节能工作到底怎么样，还有多大潜力可做。同时，对设计部门、对新建地铁都有一个很好的参考。比如说，其他地铁公司现在做成了，一座车站一年170多万度电，甚至是150多万度电，如果说这才叫节能，那在建设一个新车站时，目标在那，新设计也会有目标，会有一个参考。把用能指标整理清楚，是目前抓地铁节能，尤其是车站节能的最基础的第一步工作。 （三）需要建立我国地铁运行电耗指标体系 如果能给出车站用能基本指标这样的标准，同时能进一步划分出来是环控的指标、照明的指标还是其它的指标就更好。接下来就有一个问题，各个车站、不同城市之间的车站用电量大小都不一样，具体是什么因素引起的，直接拿出来比客观不客观，公平不公平，是不是得有一个规划的指标才对？目前的地面建筑，例如工建用单位建筑面积考核用电量大小，像住宅看每户（不分房子大小、人口多少）来考核。那么车站呢？将单位车站面积、单位客流，不同功能的车站，气候等可能影响地铁实际能耗的众多因素逐一分类，逐一分析，然后得到一个归一化指标。把归一化指标作为节能工作的一个抓手，可能就能把节能工作落定、走实，真正来推动地铁建造工作。如果有这样一个归一化的车站电耗指标，很多事就好做了，比如，评价和比较各车站节能水平，包括一条线上的几座车站、一个城市的几条线、几个城市之间的，就能够进行一个基本的考核。进一步而言，还能用它去识别车站运行管理中可能进一步改善的空间，确定节能潜力，此外还能为新建地铁线路提出节能设计的目标。 （四）制定地铁车站用电量指标体系的整体思路 制定我国地铁车站用电量指标体系的整体思路有以下几个步骤：①广泛调研：掌握地铁车站电耗数据；②统计分析：寻找影响地铁电耗的诸因素③深入个案：解释出现各极端电耗的原因；④寻找规律：得到车站用电的基本模型。 二、地铁站能耗调研分析 （一）地铁站调研数据概况 以上海地铁3号线、4号线、11号线部分车站（共70座，其中28座地下站）的能耗（全年、逐月）、面积和深圳地铁1号线、5号线车站（共57座，其中53座地下站）能耗、面积、客流为调研对象。通过上海和深圳的地铁车站数据，得到一些初步分析结果。
地上站与地下站
同时还能看出，各个地上站之间的能耗差别不是很大，变化范围小，而地下站全年用电量差别比较大，说明地下站的特殊因素较多，应该考虑的因素也应该较多。 能耗与车站面积
能耗与客流
对于地铁客流，比较关注的是进站停留时间。如果看环控系统的话，人员发热量对地铁总的制冷量的影响在 5%至15%的范围内。客流对能耗有一定影响，但影响并不是特别大。 能耗与车站类型
能耗与列车停留时间
从图中看出，能耗与列车停留时间有较弱的相关性，停留时间长，不确定因素多。列车停留时间越长，代表客流量越大。 （二）上海地铁站能耗分析
上海地铁4、11号线地下站（均为屏蔽门系统），从图中可以看出，11号线地下站中，换乘站能耗远高于标准站；地下标准站中，4号线整体高于11号线；4号线地下换乘站之间能耗差异较大。 环控系统的运行操作模式有不一样的地方，不同的系统形式对运行操作模式的依赖性是不同的，也就是说，一种系统形式可以有几种不同的运行模式，运行模式好，能耗可以缩得比较低，不好能耗就比较高。
从图中可以看出，11号线地下站中，换乘站能耗远高于标准站；11号线换乘站面积远高于标准站。
从8个换乘站每个月的车站用电量可以看出，8个站之间，一年里的总的用电量差别最高和最低能差出一倍多，但是差别并非发生在春季和秋季，主要发生在需要开空调的夏季，说明这种差别主要是环控系统造成的，与空调的运行方式（尤其是风机的运行方式）相关性较大。经过初步计算分析之后发现，8个车站能耗差距很可能的主导因素是各站实际进入车站的新风量差别非常大，而新风量在夏天构成空调制冷负荷的三分之一到40%，还有一个可能是风机运行模式不一样。
如果风系统选择不同的运行模式，风机电耗大概能差到三分之一左右。 环控系统装机容量的差异大大小于运行能耗的差距。不用花太多投资，只要加强管理环控系统运行模式，产生的节能效应往往是很大的。这一步实现了，再去讨论该换哪改哪，进一步节能。 上海地铁4号线地下站
（三）上海地铁与深圳地铁能耗比较
按供冷季时间比例将上海地铁变动部分能耗增大，变为194万kWh。当变动部分能耗扩大为2.2倍时，总能耗与深圳相等。环控系统的通风模式不一样导致能耗有差别。 三、总结与讨论 （一）对地铁车站能耗状况的初步认识 1.实际能耗和车站功能非常相关：地上站或地下站，有或无商业、换乘站或标准站； 2.与车站面积、客流密度等有一定程度上的关系； 3.与小系统服务对象的不同而异； 4.与风机、冷机等环控设备运行模式强相关。通风模式：车站正/负压，自循环，无谓通风模式。风机开启台数、转速。冷机、风机运行时间。大系统、小系统相互关系。 5.运行模式不同导致的能耗差异大于客流、面积的影响。 （二）对地铁车站节能工作的初步认识 1.能耗计量是节能工作的基础。对照明、风机、冷机、各类水泵用电分开计量；对照明、大系统环控、小系统三项应该有分开的用能指标。 2.运行模式不同，尤其是通风模式不同，是造成能耗差异的最主要原因：导致新风量差异巨大，从而冷机能耗不同；导致风机能耗差异巨大。 3.小系统运行模式也造成很大影响：单独冷机、与大系统关系。 4.以高能耗、低能耗差异显着的车站为对象，进一步深入研究造成巨大差别的原因。
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