写字楼、商场空调恒温26摄氏度,是既舒适又节能的温度。这是从“建筑热环境理论及其绿色营造关键技术”中提取的数据,是一支科技先锋团队历经20年的研发成果。该项成果刚刚荣获国家科学技术进步奖二等奖。

        作为该成果中轨道交通项目研发的领头人,北京城建设计发展集团党委书记、轨道交通节能北京市工程研究中心主任、行业带头人李国庆带领团队实现了轨道交通行业通风空调专业的智慧与绿色转型。

        轨道交通通风空调专业简单说就是通过送风与排风,为乘客和线路设备运行提供最舒适安全的空气环境。城市轨道交通用电占全国总电耗的5‰以上,其中通风空调系统占地铁系统总能耗的30%-50%,是绝对的能耗大户。同时,传统通风空调系统占据地下车站总建筑面积的30%,也是占地第一大户。因此,要实现该领域的“双碳”目标,降低通风空调系统能耗势在必行。

        在著名地铁暖通空调专家褚敬止的支持下,上世纪90年代末,李国庆开始对轨道交通通风空调系统进行研究。作为国家级奖项,该技术的研发既有理论层面的分析,更有实操层面的标准,其细致程度甚至到了卫生间的通风次数。“我们研究后对地铁站台卫生间每小时的排风次数确定为10次,这并不是‘拍脑门’的结果,而是团队根据卫生间面积、坑位数、臭味浓度、如厕人数等数据,并结合不同地区温湿度进行全面分析后得出的数据。”李国庆说。

        李国庆认为,这项成果是包含了基础理论研究、技术应用的全链条集大成者,数据虽然是固定的,但是却又要动起来活起来。“比如炎炎夏日,乘客从35摄氏度的室外进入地铁站,温度是一下达标还是慢慢降温?答案显然是后者。”李国庆说。

        经过20年的数据研究和分析,李国庆团队实现了多项突破。“比如我们通过技术组合实现了乘客从室外抵达地铁站扶梯时温度降低5摄氏度,来到站厅层再降低2摄氏度,到站台层再降低2摄氏度,并确保其温度高于车厢温度,让乘客对温度变化有一个逐步适应的过程。”李国庆说。

        而另一项突破更是实现了国际领先,北京城建设计发展集团与重庆大学、中国建筑设计研究院、中国建筑西南设计研究院等行业单位共同研究,还特别邀请华中师范大学医学专业的专家对不同温湿度、风速等条件下人类新陈代谢、心率、血液流速等数据的收集和分析,特别将人类的医学指标作为重要依据来考虑通风技术应用,这在国内外尚属首次。空调的26摄氏度设定是最佳舒适温度也由此提出。

        轨道交通系统还有一种风——“活塞风”,就是车辆驶出和驶入隧道时产生的如同抽拉风箱的风。李国庆坦言自己对活塞风是又爱又恨。“爱是因为在非空调季,活塞风可以帮助站区空气流动,而恨它则是因为它的无序性,导致在空调季会带走大量用于降温的冷量。”李国庆团队在屏蔽门上设置了可开启装置,实现对活塞风的控制外,还在建设阶段在隧道内新增了一条迂回风道与活塞风道联通成环,这样一来无法控制的活塞风便可根据需要在隧道内自我循环或者外排。为了实现对“活塞风”的有效“驾驭”,李国庆和团队研发了适用于全国五个气候区的地铁车站智能有序活塞风调控技术,通过智能调控通风设备、智能活塞风调节阀、智慧调控系统等设备系统,精准“掌控”活塞风在地铁车站出入口、风道和车站内的流动,让风由“无序”变为“有序”。

        目前,该项目成果先后分别应用于北京地铁、上海地铁、杭州地铁、青岛地铁、石家庄地铁等30余项重大地铁工程,取得了显著的经济和社会效益。