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【摘要】以深圳北站综合交通枢纽工程建设管理实例，分析设项目节能设计和施工过程，总结经验，为同类超大型公共基础建设项目节能实施提供参考。
【关键词】综合交通枢纽；节能；研究
【Abstract】Built as a national high-speed railway hub megaproject of South China， Shenzhen north station is consuming large amount of water and electricity power daily， due to its highly integrated variety transport and premium design standard. The article tried to give practical insight of energy conservation in design and construction aspect， providing reference for those incoming similar public megaproject.
【Key words】Integrated transport hub；Energy；Research
作为国家高铁华南门户的深圳北站综合交通枢纽。战略地位重要，设计起点高，体量大，功能全面，不可避免导致年耗水和用电量巨大，在初步设计时即规划了大量的节能环保设备和措施。但在工程项目落实中，少数技术因复杂且造价高昂，投资回报率少等原因未能实施，大部分节能设计等到了较好的落实，给北站枢纽增加了环保创新科技色彩和亮点。因投资和工期限制，同时该工程节能实践也遗留了部分遗憾，如何在提高大型公共基础建设项目节能设计与施工水平，本文以深圳北站综合交通枢纽工程建设管理实例，分析设项目节能设计和施工过程，总结经验，为同类超大型公共基础建设项目节能实施提供参考。
1. 深圳北站综合交通枢纽简介
（1）深圳北站综合交通枢纽位于广深港高速铁路和厦深客运专线的交汇处，集广深港客运专线、厦深高速铁路等国铁线路，地铁4、5、6号线综合换乘，长途汽车、公交车、出租车、旅游大巴以及社会车辆等多种交通方式接驳为一体，是当前国内接驳功能齐全、设施先进的综合交通枢纽之一。工程总用地面积约58公顷，总建筑面积：728709m2，总投资约63亿
（2）本项目自2011年试运营以来，各类设备和场所相继投入使用，2014年全年耗电3000万度，用水量3万m3，用气量12万m3，水电气费用 合计高达3300万，尽管该工程运用了较多运能技术，但维护运营开支仍然庞大，如何提高节能水平，提升枢纽经济效益，成为各参加方的重大课题。
2. 深圳北站综合交通节能技术的运用
2.1使用大量仿真软件进行模拟计算结果进行设计 [1]。
（1）场地微气候分析是节能设计中必须考虑的因素，在炎热的夏天，建筑物和空调的能耗必须在夏季场地流行风的吹拂下尽可能的尽快散开，而且这些热量尽量不要构成其他建筑的热负荷。深圳地处夏热冬暖地区，夏季和冬季分别流行西南风和东北风，由于两季节中风是对吹的，因此在设计中应该将高楼避开东北西南轴线形成窝风排列。
（2）微观上，为了进一步安置空调系统中冷却塔的位置，将场地楼群进行了微气候风场计算，即将建筑楼群放置在一个模拟的风洞中进行三维流场计算，拟得到风场的速度分布图。
（3）图2给出了夏季深圳北站的风向、风力模拟计算结果，红颜色标识高风速，蓝颜色标识低风速，计算结果表明主体换乘建筑在夏季遮挡了主要的风向和风力，因此空调器的冷却塔宜安置再东北角的楼顶上，这样冷凝器的热负荷不至于返回到建筑物中而构成建筑群体的额外热负荷。
2.2排水节水与雨水回用。
（1）本项目统一安装高效率的小便节水器，包括类 A 级节水器，使用自动冲水厕所和自动感应水龙头配件会进一步减少水需求。
（2）东广场收集国铁大屋面的部分雨水，初期雨水弃流后直接排入室外雨水收集管网，中后期雨水较清洁，收集到雨水集水池，经过处理后用作绿化灌溉和道路、广场的冲洗。 雨水收集水池和处理设备房设置于东广场室外的绿化带地下和西广场负二层，有效容积均为300m3，在雨季使用，旱季停用，有效容积满足5天的用水量。
2.3灯光的节能。
2.3.1尽可能的采用日光照明。
（1）西广场主要功能为地下车库，受地面功能限制，平面通过顶板开洞尽可能留有自然风口及采光口，东侧与国铁相邻处利用下沉室外绿化区将地下车库空间打开，局部做到自然通风采光，减少室内照明负荷，为通风及电气专业创造节能设计便利条件，西广场中区、北区、及车库出入口等处设共设光导照明装置48套，安装光导照明装置回收期为4年。导光管的工作原理是将室外的自然光线通过采光罩进入系统，经特殊制作的光导管道传输和强化后由系统的底部的漫射装置把自然光均匀漫射到室内每一个角落。
（2）东广场的日光蓄水池应该是本枢纽节能设计的一个创新设计，具体表现在，A.透明的水底增加了地下候车厅的日光从而减少了照明能量。B.深圳夏季的雨水充足，蓄水池的温度始终接近于空气的湿球温度，为地下候车厅提供了天然的冷源，这温度比空气的干球温度低好几度。
2.3.2灯具节能。
本项目照明系统均配备人员感应控制和光强度感应控制，中大面积公共区域、办公用房、设备用房的照明灯具以T5节能荧光灯具为主。T5管径小，普遍采用稀土三基色荧光粉发光材料，并涂敷保护膜，光效明显提高。
2.4屋顶绿化。
（1）由于没有土地成本，屋顶绿化无疑成为城市中心区最廉价的绿化方式。屋顶绿化可改善局部地区小气候环境，缓解城市热岛效应；降低空气中漂浮的尘埃和烟雾吸纳可吸入颗粒物、净化空气；减少降雨时屋顶形成的径流，保持水分；充分利用空间，节省土地；提高屋顶的保湿性能，节约资源；屋顶绿化还有很好的隔音效果。还能使屋面和室内的夏季温度下降。还能保护建筑防水层，延长屋顶防水材料使用寿命3～5倍。 （2）本项目在各配套建筑上均建造了屋顶花园，处于人流车流较多的国铁车站周边，屋顶绿化和广场绿化对降低噪音，降低屋顶温度和收集雨水方面会有很大贡献，绿化以华南地区地带性植物为主，减少景观建成后的养护管理成本。
2.5冰蓄冷系统。
本项目在东广场及其上盖配套建筑采用的是冰蓄冷技术，它对电网有卓越的移峰填谷功能，是电力需求侧最有效的电能蓄存方法，冰蓄冷从系统构成上来说只是在常规空调系统的基础上增加了一套蓄冷装置，其它各部分在结构上与常规空调并无不同，它在使用范围方面也与常规空调基本一致。因峰谷电价的差异，冰蓄冷系统亦可为使用该技术的建筑部分节约30%～50%的运行费用。
3. 北站枢纽可以改进节能设计的部分
3.1太阳能光伏照明装置的取消。
原初步设计中，本工程在枢纽西广场配套建筑B1-a枢纽指挥中心设置一套非晶硅薄膜光伏建筑一体化BIPV系统，系统设计容量100KW。但是该非晶硅薄膜光伏发电项目在项目实施过程中因预算有限取消，设计院提供的投资计算和电价取值计算过于理想化，考虑到目前光伏发电设备昂贵，发电效率不高，寿命期较短，设备维护等因素，经济性实际投入大于产出，在目前国内各光伏电系统发电的建筑项目未成气候，光伏发电成为锦上添花的项目，待将来技术成熟稳定，成本大幅下降，且电价上涨，再考虑安装在北站的配套建筑上也不失为一种解决方案。
3.2光导照明系统。
（1）安装光导照明系统不仅能够享受到自然光带来的舒适的照明效果，避免了日间电力照明固有的能源浪费和安全隐患，延长了灯具的使用寿命，同时还降低了人工维护和设备更新成本。并且夜间室内照明打开时，部分灯光可通过光导照明装置反射至地面，起到夜间景观照明的效果。白天该系统透明灯罩在景观花池中也是格外别致通透，富有科技感。
（2）该系统目前运行良好，但值得注意的是，该光导照明系统为厂家制定生产，施工单位进行安装，部分照明系统与主体结构存在缝隙，打胶不严密，存在漏水问题，建议此类专业设备该由生产厂家负责安装。另外，该系统也存在局限性，光导照明安装间距受地面景观，人行车行通道影响，较为疏密，且易受天气影响，仅可成为地下室首层日间照明时段普通电力照明系统的辅助系统。
3.3照明系统后期可逐步换装 LED光源。
近年来LED发展日新月异，LED光源具有穿透性好，超低功耗亮点高，立体感强，相对传统光源，给行人和司机带来比较强的立体感。电光功率转换接近100%，比传统光源寿命长10倍以上，全寿命周期综合成本低于传统光源。已损坏的景观和室内照明灯可逐步更新为LED灯，LED固体冷光源摆脱了传统光源发热大，用电量下降，同时也减少了空调系统的负载， 进一步体现了其节能环保的特性。
3.4雨水回用系统不适应本地气候环境。
深圳雨量充沛，年降雨量约为2187毫米，降雨主要集中在夏季的四月到九月。占全年雨量的80～85%，春、秋两季的雨量分别占6～8%，冬季的雨量最少，只占2～4%。原设计院没有考虑到深圳的气候条件，夏季多雨时往往无需灌溉草木，集水池集满水排放至市政排水管，冬季为旱季无雨需要用水时无雨水可收集，导致该雨水集水池没有达到设计之初的目的，既增加了一部分工程造价投资，蓄水池又占用了一定的商业面积。
3.5减少建筑玻璃幕墙的使用，自然通风为主流。
玻璃幕墙具有美观，采光通透，但是同时也有温室效应，并不适合深圳长年炎热气候条件，枢纽上盖配套建筑大量采用玻璃幕墙，中空low-e玻璃确有隔热效果，虽然设计之初就避开了主要光照范围，但是依然对空调系统构成了严重的负担，导致在空调的过渡性季节，人始终感觉到室内闷热不适，因规范限定玻璃幕墙开窗面积较小，导致不得不开启空调。建议引入大空间自然通风，对屋顶的照明天窗实行可开启从而达到自然通风的目的，进一步为缩短全年的空调时间提供了条件。
4. 总结与展望
4.1公共基础设施项目投资有限，不可好大喜功，贪多求全，过于新颖的技术应斟酌。因设计单位所处角度与项目不完全一致，因此不能完全依赖设计单位，项目管理单位需要充分发挥主管能动性，核减多余功能，力求设计规格在满足功能要求的前提下，不超标准，不铺张浪费。宜跳出各类所谓绿色标准认证的条条框框，也不宜墨守陈规，应因地制宜，精心制定方案，采用体现其符合自身工程建设特色的节能技术。
4.2节能设计是建筑节能工作的基础，由于各工程采用的节能设计软件不统一，计算时输入数据和实际工程往往有差异，再加上建设各方的利益趋势等原因，造成了节能设计中“七算八算都通过”的现象。为了堵住建筑节能设计中的漏洞，减少审查人员的工作量，建议采用规定性指标法，规定了所有围护材料的热物理指标限值及所用设备的能效指标，若设计建筑全部满足，则认为符合节能设计要求。
4.3明确项目节能技术和施工的思路，首先力求将建筑物的负荷降到最低，即结合建筑物的地域条件采用被动式的节能方法降低负荷，然后针对投资额度，采用主动式节能方法，降低设备的运营能耗，进一步采用物尽其用的办法，考虑场地再生能源方案的综合利用。
4.4目前部分先进的节能技术成本较高，如顶棚辐射制冷系统，冷热电联产，光伏发电，进口高性能中空low-e玻璃， 受制于工期和预算以及主材价格快速上涨，很多节能设计方案在施工阶段消失，较为遗憾。国内绿色建筑处于初始阶段，很多产品量产程度不高，将来大量普及生产，则成本则会大幅降低，在设计阶段的不经济的新技术 在施工阶段也许已经成熟，则可考虑采用。
4.5在运营维护阶段，应设立节能指标，节能奖励落实到责任人，对主要耗能项，提出重点节能指标，并将责任落实到责任人，从节能的费用中提出一定的比例与效益工资挂钩等。
为确保完成硬性的节能指标，可以根据统计的历史纪录而进行能源定额配给。
参考文献
[1]北京城建院.北站节能报告.[R].深圳，2010.
[2]深圳市地铁集团有限责任公司.深圳北站综合交通枢纽工期总策划.[R].深圳，2009.
【关键词】综合交通枢纽；节能；研究
【Abstract】Built as a national high-speed railway hub megaproject of South China， Shenzhen north station is consuming large amount of water and electricity power daily， due to its highly integrated variety transport and premium design standard. The article tried to give practical insight of energy conservation in design and construction aspect， providing reference for those incoming similar public megaproject.
【Key words】Integrated transport hub；Energy；Research
作为国家高铁华南门户的深圳北站综合交通枢纽。战略地位重要，设计起点高，体量大，功能全面，不可避免导致年耗水和用电量巨大，在初步设计时即规划了大量的节能环保设备和措施。但在工程项目落实中，少数技术因复杂且造价高昂，投资回报率少等原因未能实施，大部分节能设计等到了较好的落实，给北站枢纽增加了环保创新科技色彩和亮点。因投资和工期限制，同时该工程节能实践也遗留了部分遗憾，如何在提高大型公共基础建设项目节能设计与施工水平，本文以深圳北站综合交通枢纽工程建设管理实例，分析设项目节能设计和施工过程，总结经验，为同类超大型公共基础建设项目节能实施提供参考。
1. 深圳北站综合交通枢纽简介
（1）深圳北站综合交通枢纽位于广深港高速铁路和厦深客运专线的交汇处，集广深港客运专线、厦深高速铁路等国铁线路，地铁4、5、6号线综合换乘，长途汽车、公交车、出租车、旅游大巴以及社会车辆等多种交通方式接驳为一体，是当前国内接驳功能齐全、设施先进的综合交通枢纽之一。工程总用地面积约58公顷，总建筑面积：728709m2，总投资约63亿
（2）本项目自2011年试运营以来，各类设备和场所相继投入使用，2014年全年耗电3000万度，用水量3万m3，用气量12万m3，水电气费用 合计高达3300万，尽管该工程运用了较多运能技术，但维护运营开支仍然庞大，如何提高节能水平，提升枢纽经济效益，成为各参加方的重大课题。
2. 深圳北站综合交通节能技术的运用
2.1使用大量仿真软件进行模拟计算结果进行设计 [1]。
（1）场地微气候分析是节能设计中必须考虑的因素，在炎热的夏天，建筑物和空调的能耗必须在夏季场地流行风的吹拂下尽可能的尽快散开，而且这些热量尽量不要构成其他建筑的热负荷。深圳地处夏热冬暖地区，夏季和冬季分别流行西南风和东北风，由于两季节中风是对吹的，因此在设计中应该将高楼避开东北西南轴线形成窝风排列。
（2）微观上，为了进一步安置空调系统中冷却塔的位置，将场地楼群进行了微气候风场计算，即将建筑楼群放置在一个模拟的风洞中进行三维流场计算，拟得到风场的速度分布图。
（3）图2给出了夏季深圳北站的风向、风力模拟计算结果，红颜色标识高风速，蓝颜色标识低风速，计算结果表明主体换乘建筑在夏季遮挡了主要的风向和风力，因此空调器的冷却塔宜安置再东北角的楼顶上，这样冷凝器的热负荷不至于返回到建筑物中而构成建筑群体的额外热负荷。
2.2排水节水与雨水回用。
（1）本项目统一安装高效率的小便节水器，包括类 A 级节水器，使用自动冲水厕所和自动感应水龙头配件会进一步减少水需求。
（2）东广场收集国铁大屋面的部分雨水，初期雨水弃流后直接排入室外雨水收集管网，中后期雨水较清洁，收集到雨水集水池，经过处理后用作绿化灌溉和道路、广场的冲洗。 雨水收集水池和处理设备房设置于东广场室外的绿化带地下和西广场负二层，有效容积均为300m3，在雨季使用，旱季停用，有效容积满足5天的用水量。
2.3灯光的节能。
2.3.1尽可能的采用日光照明。
（1）西广场主要功能为地下车库，受地面功能限制，平面通过顶板开洞尽可能留有自然风口及采光口，东侧与国铁相邻处利用下沉室外绿化区将地下车库空间打开，局部做到自然通风采光，减少室内照明负荷，为通风及电气专业创造节能设计便利条件，西广场中区、北区、及车库出入口等处设共设光导照明装置48套，安装光导照明装置回收期为4年。导光管的工作原理是将室外的自然光线通过采光罩进入系统，经特殊制作的光导管道传输和强化后由系统的底部的漫射装置把自然光均匀漫射到室内每一个角落。
（2）东广场的日光蓄水池应该是本枢纽节能设计的一个创新设计，具体表现在，A.透明的水底增加了地下候车厅的日光从而减少了照明能量。B.深圳夏季的雨水充足，蓄水池的温度始终接近于空气的湿球温度，为地下候车厅提供了天然的冷源，这温度比空气的干球温度低好几度。
2.3.2灯具节能。
本项目照明系统均配备人员感应控制和光强度感应控制，中大面积公共区域、办公用房、设备用房的照明灯具以T5节能荧光灯具为主。T5管径小，普遍采用稀土三基色荧光粉发光材料，并涂敷保护膜，光效明显提高。
2.4屋顶绿化。
（1）由于没有土地成本，屋顶绿化无疑成为城市中心区最廉价的绿化方式。屋顶绿化可改善局部地区小气候环境，缓解城市热岛效应；降低空气中漂浮的尘埃和烟雾吸纳可吸入颗粒物、净化空气；减少降雨时屋顶形成的径流，保持水分；充分利用空间，节省土地；提高屋顶的保湿性能，节约资源；屋顶绿化还有很好的隔音效果。还能使屋面和室内的夏季温度下降。还能保护建筑防水层，延长屋顶防水材料使用寿命3～5倍。 （2）本项目在各配套建筑上均建造了屋顶花园，处于人流车流较多的国铁车站周边，屋顶绿化和广场绿化对降低噪音，降低屋顶温度和收集雨水方面会有很大贡献，绿化以华南地区地带性植物为主，减少景观建成后的养护管理成本。
2.5冰蓄冷系统。
本项目在东广场及其上盖配套建筑采用的是冰蓄冷技术，它对电网有卓越的移峰填谷功能，是电力需求侧最有效的电能蓄存方法，冰蓄冷从系统构成上来说只是在常规空调系统的基础上增加了一套蓄冷装置，其它各部分在结构上与常规空调并无不同，它在使用范围方面也与常规空调基本一致。因峰谷电价的差异，冰蓄冷系统亦可为使用该技术的建筑部分节约30%～50%的运行费用。
3. 北站枢纽可以改进节能设计的部分
3.1太阳能光伏照明装置的取消。
原初步设计中，本工程在枢纽西广场配套建筑B1-a枢纽指挥中心设置一套非晶硅薄膜光伏建筑一体化BIPV系统，系统设计容量100KW。但是该非晶硅薄膜光伏发电项目在项目实施过程中因预算有限取消，设计院提供的投资计算和电价取值计算过于理想化，考虑到目前光伏发电设备昂贵，发电效率不高，寿命期较短，设备维护等因素，经济性实际投入大于产出，在目前国内各光伏电系统发电的建筑项目未成气候，光伏发电成为锦上添花的项目，待将来技术成熟稳定，成本大幅下降，且电价上涨，再考虑安装在北站的配套建筑上也不失为一种解决方案。
3.2光导照明系统。
（1）安装光导照明系统不仅能够享受到自然光带来的舒适的照明效果，避免了日间电力照明固有的能源浪费和安全隐患，延长了灯具的使用寿命，同时还降低了人工维护和设备更新成本。并且夜间室内照明打开时，部分灯光可通过光导照明装置反射至地面，起到夜间景观照明的效果。白天该系统透明灯罩在景观花池中也是格外别致通透，富有科技感。
（2）该系统目前运行良好，但值得注意的是，该光导照明系统为厂家制定生产，施工单位进行安装，部分照明系统与主体结构存在缝隙，打胶不严密，存在漏水问题，建议此类专业设备该由生产厂家负责安装。另外，该系统也存在局限性，光导照明安装间距受地面景观，人行车行通道影响，较为疏密，且易受天气影响，仅可成为地下室首层日间照明时段普通电力照明系统的辅助系统。
3.3照明系统后期可逐步换装 LED光源。
近年来LED发展日新月异，LED光源具有穿透性好，超低功耗亮点高，立体感强，相对传统光源，给行人和司机带来比较强的立体感。电光功率转换接近100%，比传统光源寿命长10倍以上，全寿命周期综合成本低于传统光源。已损坏的景观和室内照明灯可逐步更新为LED灯，LED固体冷光源摆脱了传统光源发热大，用电量下降，同时也减少了空调系统的负载， 进一步体现了其节能环保的特性。
3.4雨水回用系统不适应本地气候环境。
深圳雨量充沛，年降雨量约为2187毫米，降雨主要集中在夏季的四月到九月。占全年雨量的80～85%，春、秋两季的雨量分别占6～8%，冬季的雨量最少，只占2～4%。原设计院没有考虑到深圳的气候条件，夏季多雨时往往无需灌溉草木，集水池集满水排放至市政排水管，冬季为旱季无雨需要用水时无雨水可收集，导致该雨水集水池没有达到设计之初的目的，既增加了一部分工程造价投资，蓄水池又占用了一定的商业面积。
3.5减少建筑玻璃幕墙的使用，自然通风为主流。
玻璃幕墙具有美观，采光通透，但是同时也有温室效应，并不适合深圳长年炎热气候条件，枢纽上盖配套建筑大量采用玻璃幕墙，中空low-e玻璃确有隔热效果，虽然设计之初就避开了主要光照范围，但是依然对空调系统构成了严重的负担，导致在空调的过渡性季节，人始终感觉到室内闷热不适，因规范限定玻璃幕墙开窗面积较小，导致不得不开启空调。建议引入大空间自然通风，对屋顶的照明天窗实行可开启从而达到自然通风的目的，进一步为缩短全年的空调时间提供了条件。
4. 总结与展望
4.1公共基础设施项目投资有限，不可好大喜功，贪多求全，过于新颖的技术应斟酌。因设计单位所处角度与项目不完全一致，因此不能完全依赖设计单位，项目管理单位需要充分发挥主管能动性，核减多余功能，力求设计规格在满足功能要求的前提下，不超标准，不铺张浪费。宜跳出各类所谓绿色标准认证的条条框框，也不宜墨守陈规，应因地制宜，精心制定方案，采用体现其符合自身工程建设特色的节能技术。
4.2节能设计是建筑节能工作的基础，由于各工程采用的节能设计软件不统一，计算时输入数据和实际工程往往有差异，再加上建设各方的利益趋势等原因，造成了节能设计中“七算八算都通过”的现象。为了堵住建筑节能设计中的漏洞，减少审查人员的工作量，建议采用规定性指标法，规定了所有围护材料的热物理指标限值及所用设备的能效指标，若设计建筑全部满足，则认为符合节能设计要求。
4.3明确项目节能技术和施工的思路，首先力求将建筑物的负荷降到最低，即结合建筑物的地域条件采用被动式的节能方法降低负荷，然后针对投资额度，采用主动式节能方法，降低设备的运营能耗，进一步采用物尽其用的办法，考虑场地再生能源方案的综合利用。
4.4目前部分先进的节能技术成本较高，如顶棚辐射制冷系统，冷热电联产，光伏发电，进口高性能中空low-e玻璃， 受制于工期和预算以及主材价格快速上涨，很多节能设计方案在施工阶段消失，较为遗憾。国内绿色建筑处于初始阶段，很多产品量产程度不高，将来大量普及生产，则成本则会大幅降低，在设计阶段的不经济的新技术 在施工阶段也许已经成熟，则可考虑采用。
4.5在运营维护阶段，应设立节能指标，节能奖励落实到责任人，对主要耗能项，提出重点节能指标，并将责任落实到责任人，从节能的费用中提出一定的比例与效益工资挂钩等。
为确保完成硬性的节能指标，可以根据统计的历史纪录而进行能源定额配给。
参考文献
[1]北京城建院.北站节能报告.[R].深圳，2010.
[2]深圳市地铁集团有限责任公司.深圳北站综合交通枢纽工期总策划.[R].深圳，2009.