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[摘 要]随着轨道交通事业的快速发展，地铁已成为人们出行不可或缺的交通工具，在交通技术不断进步的同时，能源消耗已成为急需关注的问题。地铁能耗巨大，但其节能的途径与方法众多。本文根据杭州地铁2号线BAS系统的现状，对其领域节能的重要性进行了分析，对节能的途径与方法进行了探讨，同时提出了相应的优化方案。
[关键词]地铁；BAS系统；节能减排
中图分类号：U239.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0225-01
1.概述
杭州地铁2号线工程BAS系统包括26座地下车站及区间、1座车辆段。地铁主体建筑物一般都深入地下十多米深，是一个相对封闭的场所。通过少量的通风井和车站出入口与外界直接连通。
BAS系统对地铁建筑物内的环境与空气条件、通风、给排水、照明、乘客导向标识、自动扶梯及电梯、屏蔽门、防淹门等建筑设备和系统进行集中监视、控制和管理，在发生突发事件（如火灾）时操作本系统设备能切入到特定的运行模式，自动调节风机和风阀的运行，进行通风排烟，为乘客提供安全、舒适的乘车环境，减少事故损失。系统能通过采集温湿度数据，对空调设备进行优化控制，达到节能降耗的目的，减少地铁运营成本。
2.BAS系统节能降耗的意义
作为地铁运输系统的一个重要子系统，在保证地铁环境的同时，地铁环控系统的代价也是高昂的。由于地铁内部的巨大空间和负荷，风机、制冷机、空调机的装机容量都相当大，由此引起大量设备投资和运行能耗费用。尤其是运行能耗，而其中BAS系统能耗在总能耗中占相当部分的比例，已经影响到地铁运营的经济性。因此BAS系统的节能具有重要的意义。
3.BAS系统监控对象
杭州地铁2号线BAS系统中，环控系统主要包括通风与空调系统，其监控对象包括车站公共区通风空调系统（大系统）、设备用房空调通风系统（小系统）、空调水系统和隧道通风系统。其他系统及机电设备监控对象包括给排水系统、自动扶梯、电梯系统、照明系统、导向标识系统和人防门、防淹门系统（见图1）。
4.杭州地铁2号线BAS系统节能调控功能
4.1 暖通空调系统的节能调控功能
控制逻辑由BAS控制系统实现，综合监控系统负责参数设定、功能指令下发、启动时间设定等。
4.1.1 风机模式切换功能优化节能
采用速度跟踪的办法来处理风机转向问题，即在风机的轴上安装速度监测装置，当风机由正转变成反转时，首先检测正转速度，当速度为零或小于某个设定值时，再运行风机的反转模式。
4.1.2 车站暖通空调系统的节能
对空调机组、回排风机采用变频变风量运行控制，以车站温度作为变风量控制目标。当车站温度低于设定值时，降低风机转速（减小风量）；当回风干球温度高于设定值时，提高风机转速（加大风量）。由现场控制器根据实际温度与设定温度的差异，决定风量调节的方向及幅度，由变频器执行，风机变频调速，实现变风量运行。
4.1.3 采用通风功能节能
当室外空气干球小于或等于冬季室外空气通风计算温度时，采用通风工况。停止冷水机组运行，室外空气不经冷却处理直接送至车站公共区，排风则全部排出车站外界。
4.1.4 采用暂时舒适性控制功能节能
夏季采用外界温度>站厅2℃，站厅温度>站台2℃的方式实现乘客暂时舒适控制，不会使乘客出现阶跃式的温度感差。
4.1.5 CO2浓度控制功能节能
通过在站台/站厅乘客相对密集区设CO2浓度检测，获得站台、站厅内空气质量指标情况，据此控制新风空调机及相应的风阀的开启与关闭，控制进风、回风及排风量的大小，在满足站内空气质量的前提下，保持最小新风量，达到节省能源之目的。
4.1.6 季节节能
春秋过渡季只开回排风机，不开空调风机；冬季只开空调送风机，关闭冷冻冷却系统，不开回排风机。
4.2 车站照明系统的节能调控功能
地铁照明种类可分为：工作照明、节电照明、廣告照明、出入口照明、区间照明、应急照明电源等几部分。地铁照明模式控制可以分为正常模式、节电模式、火灾模式、停运模式。根据实际站内运营需求进行相应模式切换，通过调整对不同种类照明设备的开关调整控制，以达到在满足需求的同时尽可能降低所需能耗。例：处于车站正常运作时，开启所有正常照明；当车站处于停运或灾害模式时，仅开启相关应急照明。
5.BAS系统节能优化
5.1 通风空调设备的节能
5.1.1 优化隧道通风控制模式
在多数地铁运作中，利用隧道通风系统，通过早/晚间通风模式运行来完成隧道通风的功能要求，但其缺乏配套的检测措施，不能有效的针对隧道内的环境实时变化进行调整。因此，通过增加隧道感温系统，可优化以上两种模式：正常时段，依靠隧道风井的自然通风排热除湿；当隧道感温系统检测到隧道温度超过设定值或者进行夜间作业时，可考虑开启隧道通风模式。
5.1.2 冷水机组的节能设置
采用“冰蓄冷”方式，代替空调机组制冷。在地铁夜间非运营时期，用空调水系统将大量的水制成冰，并将冷气储存起来，到了白天，将冰转化的冷气送入车站，就可维持车站的凉爽。此措施可以减少空调机组的运行时间，既可利用夜间电价便宜，节省运营成本，又可以避开用电高峰。目前，成都地铁计划采用此方案节能。
5.2 自动扶梯的节能
自动扶梯的节能主要通过扶梯的变频控制来实现。利用“能源再生技术”原理是使电梯在重载下行及轻载上行过程中将电梯的势能转化为电能，进入电能再生运营的状态。此方案可以节省能耗20%～30%。
5.3 照明系统的节能
照明系统的节能主要通过采用“绿色照明”方式实现，一方面选用低能耗照明灯具，一方面通过优化照明控制回路，使隧道内照明的光照强度根据列车运行位置调整，可以有效的降低用电总量。目前北京地铁在采用此节能方案。
6.总结
面对能源越来越匮乏的现状，降低能耗已迫在眉睫。BAS系统是地铁工程的一个重要组成部分，通过上文描述的优化方案，可以有效降低能耗，节约能源，减少成本，具有良好的社会效益。
参考文献
[1] 简炼.深圳地铁一期工程创新节能技术，都市快轨交通，2009.
[2] 隋海美.陆源清.浅谈南京地铁一号线BAS系统的节能效应，制冷空调与电力机械，2010.
[3] 朱培根等.地铁环控节能策略研究，制冷与空调，2010.
[4] 袁凤东.智能化地铁通风空调系统节能技术研究，2006.
[关键词]地铁；BAS系统；节能减排
中图分类号：U239.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0225-01
1.概述
杭州地铁2号线工程BAS系统包括26座地下车站及区间、1座车辆段。地铁主体建筑物一般都深入地下十多米深，是一个相对封闭的场所。通过少量的通风井和车站出入口与外界直接连通。
BAS系统对地铁建筑物内的环境与空气条件、通风、给排水、照明、乘客导向标识、自动扶梯及电梯、屏蔽门、防淹门等建筑设备和系统进行集中监视、控制和管理，在发生突发事件（如火灾）时操作本系统设备能切入到特定的运行模式，自动调节风机和风阀的运行，进行通风排烟，为乘客提供安全、舒适的乘车环境，减少事故损失。系统能通过采集温湿度数据，对空调设备进行优化控制，达到节能降耗的目的，减少地铁运营成本。
2.BAS系统节能降耗的意义
作为地铁运输系统的一个重要子系统，在保证地铁环境的同时，地铁环控系统的代价也是高昂的。由于地铁内部的巨大空间和负荷，风机、制冷机、空调机的装机容量都相当大，由此引起大量设备投资和运行能耗费用。尤其是运行能耗，而其中BAS系统能耗在总能耗中占相当部分的比例，已经影响到地铁运营的经济性。因此BAS系统的节能具有重要的意义。
3.BAS系统监控对象
杭州地铁2号线BAS系统中，环控系统主要包括通风与空调系统，其监控对象包括车站公共区通风空调系统（大系统）、设备用房空调通风系统（小系统）、空调水系统和隧道通风系统。其他系统及机电设备监控对象包括给排水系统、自动扶梯、电梯系统、照明系统、导向标识系统和人防门、防淹门系统（见图1）。
4.杭州地铁2号线BAS系统节能调控功能
4.1 暖通空调系统的节能调控功能
控制逻辑由BAS控制系统实现，综合监控系统负责参数设定、功能指令下发、启动时间设定等。
4.1.1 风机模式切换功能优化节能
采用速度跟踪的办法来处理风机转向问题，即在风机的轴上安装速度监测装置，当风机由正转变成反转时，首先检测正转速度，当速度为零或小于某个设定值时，再运行风机的反转模式。
4.1.2 车站暖通空调系统的节能
对空调机组、回排风机采用变频变风量运行控制，以车站温度作为变风量控制目标。当车站温度低于设定值时，降低风机转速（减小风量）；当回风干球温度高于设定值时，提高风机转速（加大风量）。由现场控制器根据实际温度与设定温度的差异，决定风量调节的方向及幅度，由变频器执行，风机变频调速，实现变风量运行。
4.1.3 采用通风功能节能
当室外空气干球小于或等于冬季室外空气通风计算温度时，采用通风工况。停止冷水机组运行，室外空气不经冷却处理直接送至车站公共区，排风则全部排出车站外界。
4.1.4 采用暂时舒适性控制功能节能
夏季采用外界温度>站厅2℃，站厅温度>站台2℃的方式实现乘客暂时舒适控制，不会使乘客出现阶跃式的温度感差。
4.1.5 CO2浓度控制功能节能
通过在站台/站厅乘客相对密集区设CO2浓度检测，获得站台、站厅内空气质量指标情况，据此控制新风空调机及相应的风阀的开启与关闭，控制进风、回风及排风量的大小，在满足站内空气质量的前提下，保持最小新风量，达到节省能源之目的。
4.1.6 季节节能
春秋过渡季只开回排风机，不开空调风机；冬季只开空调送风机，关闭冷冻冷却系统，不开回排风机。
4.2 车站照明系统的节能调控功能
地铁照明种类可分为：工作照明、节电照明、廣告照明、出入口照明、区间照明、应急照明电源等几部分。地铁照明模式控制可以分为正常模式、节电模式、火灾模式、停运模式。根据实际站内运营需求进行相应模式切换，通过调整对不同种类照明设备的开关调整控制，以达到在满足需求的同时尽可能降低所需能耗。例：处于车站正常运作时，开启所有正常照明；当车站处于停运或灾害模式时，仅开启相关应急照明。
5.BAS系统节能优化
5.1 通风空调设备的节能
5.1.1 优化隧道通风控制模式
在多数地铁运作中，利用隧道通风系统，通过早/晚间通风模式运行来完成隧道通风的功能要求，但其缺乏配套的检测措施，不能有效的针对隧道内的环境实时变化进行调整。因此，通过增加隧道感温系统，可优化以上两种模式：正常时段，依靠隧道风井的自然通风排热除湿；当隧道感温系统检测到隧道温度超过设定值或者进行夜间作业时，可考虑开启隧道通风模式。
5.1.2 冷水机组的节能设置
采用“冰蓄冷”方式，代替空调机组制冷。在地铁夜间非运营时期，用空调水系统将大量的水制成冰，并将冷气储存起来，到了白天，将冰转化的冷气送入车站，就可维持车站的凉爽。此措施可以减少空调机组的运行时间，既可利用夜间电价便宜，节省运营成本，又可以避开用电高峰。目前，成都地铁计划采用此方案节能。
5.2 自动扶梯的节能
自动扶梯的节能主要通过扶梯的变频控制来实现。利用“能源再生技术”原理是使电梯在重载下行及轻载上行过程中将电梯的势能转化为电能，进入电能再生运营的状态。此方案可以节省能耗20%～30%。
5.3 照明系统的节能
照明系统的节能主要通过采用“绿色照明”方式实现，一方面选用低能耗照明灯具，一方面通过优化照明控制回路，使隧道内照明的光照强度根据列车运行位置调整，可以有效的降低用电总量。目前北京地铁在采用此节能方案。
6.总结
面对能源越来越匮乏的现状，降低能耗已迫在眉睫。BAS系统是地铁工程的一个重要组成部分，通过上文描述的优化方案，可以有效降低能耗，节约能源，减少成本，具有良好的社会效益。
参考文献
[1] 简炼.深圳地铁一期工程创新节能技术，都市快轨交通，2009.
[2] 隋海美.陆源清.浅谈南京地铁一号线BAS系统的节能效应，制冷空调与电力机械，2010.
[3] 朱培根等.地铁环控节能策略研究，制冷与空调，2010.
[4] 袁凤东.智能化地铁通风空调系统节能技术研究，2006.