“双碳”背景下铁路客站候车厅设计策略探究

孙铭悦 范征宇

摘要：新时期，中国高铁以五大发展理念为导向，着眼于全力打造以铁路客站为主的客运枢纽，促进站城深度融合。但当前的铁路客站存在室内物理环境差、能耗巨大、室内空间缺乏人性化措施、相关标准滞后等问题。基于“双碳”背景，文章提出可从被动式优化、合理利用能源、铁路客站装配化等方面加以优化，如合理设置客站的长宽高、合理设计候车厅剖面形状、针对不同情况对屋顶进行设计、过渡季充分利用自然通风、采取合理的遮阳措施等被动式改造优化措施，也可采取利用太阳能光伏玻璃等主动式措施。

关键词：双碳；铁路客站；候车厅

中图分类号：U291.63 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2023）16-00-03

0 引言

“十四五”时期，我国铁路网络不断扩张，高铁、动车等新型列车逐渐成为主流交通工具，大大提高了旅客和货物的运输效率和安全性。国家铁路局强调铁路建设作为国家重大工程项目，将继续扩大覆盖网络，充分发挥铁路作为人们出行的一种重要交通形式对当前我国经济社会发展所起到的保障作用。其中，铁路客站作为铁路重要的交通枢纽、铁路运输网络的重要组成部分，提出了新的发展要求。在《中长期铁路网规划》中，通过国家发改委对铁路网的未来规划可以看出，今后的铁路事业会不断壮大，在神州大地上呈现出“阡陌纵横”的壮观景象，中国高铁网络将进一步完善，高铁将覆盖更多城市和地区［1］。而作为重要的城市基础设施和交通枢纽建筑，铁路客站的能耗情况和室内环境状况也逐渐引起学者的广泛关注与探索［2］。

“十四五”时期，绿色转型、减污降碳逐渐成为重点战略方向，“双碳”目标在不断深入。而高速铁路客站是铁路运输系统的一个重要组成部分，其规划、建设与发展应与国家发展方向一致［3］。中国高速铁路的发展理念为“创新、协调、绿色、开放、共享”，新时期的中国高铁以这五大发展理念为导向，着眼于全力打造以铁路客站为主的客运枢纽，促进站城深度融合。绿色发展贯穿高铁客站及其线路的建造、使用、运营，为了加速推动实现我国可持续发展的战略目标，高铁与其他交通方式相比，更应树立绿色发展理念，更具生态性、经济性、绿色性［4］。

1 铁路客站的发展

1876—1949年是中国铁路事业发展的初期，这一时期中国本土的建筑设计师还未涌现，铁路客站几乎为外国建筑师设计建造，因此建筑样式多效仿西方国家的建筑样式，常借鉴西方古典主义风格，拱券、坡顶、钟楼等符号常出现在中国铁路客站建筑上。各地区的铁路客站建筑风格由该地区的殖民国家决定，如当时被日军侵占的沈阳，其铁路客站的建筑形式为“辰野式”；而青岛则更倾向于德国的建筑风格，富有浓郁的德国文艺复兴气息［5］。铁路客站的功能简单，因此规模很小，主要由站房和站前小广场两个部分组成。

新中国成立以后，我国实施以工业为主的强国计划，铁路工业在此背景下快速发展。19世纪五六十年代，铁路客站建筑在形象上具有很强的时代性，但在建筑技术上尚未突破。这一时期的典型车站是北京站。

改革开放后，随着我国经济的发展，對铁路客站的需求从数量逐渐开始向服务质量转变，铁路客站进入新的历史发展时期。同时，与国际交流频繁使这一时期的铁路客站受发达国家设计的影响较大，在设计上综合了国外先进的理念和技术。这一时期的铁路客站在设计上尚未形成我国自身的风格，在技术上以引进、学习为主，代表性车站是1998年建成的杭州站。

2000年以后，逐渐形成了我国特有的技术特点，具体表现为将现代营造技术与我国历史文化相结合。铁路客站不再单单满足功能需求，开始兼有标志性、文化性等多方面特性，逐渐成为地标性建筑，在运用先进的营造技艺的同时展示文化与地域特色。这一时期的代表性车站有南京站、北京南站、太原南站等［6］。

2 当前铁路客站存在的问题

2.1 室内物理环境差

目前，我国于2000年以前建成的铁路客站大多还在运营中，有研究通过对这部分铁路客站进行实地考察，发现候车大厅面积利用率过低，垂直空间大量浪费，导致候车厅功能单一［7］。传统的铁路客站较为封闭，设计时只考虑铁路的管理和运行，甚少考虑乘客的舒适度，因此这类候车厅普遍乘车效率低，乘车环境差。从已有学者的测试数据来看，空间热舒适度感受往往偏热或偏冷，没有达到舒适度要求。针对新建铁路客站，目前部分立面设计盲目追求形式上的新奇、规模上的宏大，忽视了物理环境，即冬季需热与夏季防热的矛盾，易出现室内温度、采光不均衡的现象，导致候车厅光热环境问题日渐凸显，透明围护结构利用自然采光造成的照明与热环境平衡问题日益成为焦点。

2.2 能耗大

2011年，国家铁路大型客站能源消耗专项调查情况分析报告指出，铁路客站能耗主要由制冷、供暖、照明、设备等组成，其中供暖、制冷能耗是大型客站的节能重点［8］。铁路客站属于跨度、进深、高度均远超普通公共建筑的高大空间建筑，远高于人员活动高度的建筑层高以及过大的跨度、轻质的屋顶材料，导致高铁站候车厅能耗巨大。此外，还有机械设备在运行过程中的能耗。“十四五”期间，我国每年仍将有大量的铁路客站建成并投入使用，部分既有客站也面临升级改造。因此，全面推动铁路客站绿色发展刻不容缓。

2.3 室内空间缺乏人性化措施

20世纪七八十年代修建的一些铁路客站至今仍在使用中，而当时的建筑设计指导原则与现在不同，当时是以经济适用为主。因此，这部分客站仅可保证一些基本功能的满足，对乘客缺乏人性化的关怀。其中，缺乏无障碍设计是较为普遍的问题。在固有的认知中，无障碍设计似乎只应用于养老建筑和医疗建筑中，但实际上，铁路客站的使用者不仅有相当大比例的老弱群体，还有携带大件行李等行动不便的旅客，因此铁路客站同样需要人性化的设计。

2.4 相关标准滞后

目前，关于铁路客站的节能标准主要是《绿色铁路客站评价标准》（TB/T 10429—2014），该标准是基于2014版的《绿色建筑评价标准》制定的，但《绿色建筑评价标准》在2019年作出了更新调整。2014版《绿色建筑评价标准》的框架结构为节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理、运营管理，而2019版《绿色建筑评价标准》则调整为安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居。可以看出，除了节约资源、保护环境之外，新版《绿色建筑评价标准》加入了建筑本身和建筑使用者两个方面。建筑本身的坚固耐久和安全可靠相较于建筑对环境的影响更加重要。此外，在保证节约能源、保护环境的前提下，建筑使用者的感受也被提了出来，要保证其有健康舒适的室内环境。而铁路客站候车厅每日人流众多，滞留时间长，已有很多学者开始探究旅客在候车时的舒适情况。因此，铁路客站的相关标准亟须更新，做到与时俱进。

3 铁路客站绿色低碳发展方向

3.1 被动式优化

有研究表明，针对铁路客站的被动式措施，在建筑形体方面，要合理设置客站的长宽高。在设计时，当某一空间因素确定时，可以根据其光指标变化趋势，选择对应的参量，如当长宽比较大时，应有意识地尽可能设计更高的空间，采取更大的窗墙比。合理设计候车厅剖面形状，如墙体倾斜形成形体自遮阳的同时获得较大的光照度，或对屋顶进行设计，采用跌落式屋顶或坡屋顶，增加天然采光的照度和均匀度［9］。在通风组织方面，可通过过渡季充分利用自然通风，调节客站室内热环境，同时针对渗风问题，可在主要出入口设置门斗。根据各地区气候条件，结合铁路客站高大空间的特点，充分利用自然通风或机械通风，缩短空调运行时间，降低空调能耗［10］。

当前，铁路客站大多采用大面积的玻璃幕墙，往往会引入过多的日照导致室内过热，可采取遮阳措施以减少制冷能耗，使用可调式外遮阳对室内温度调节的效果优于内遮阳幕帘，且能保证对室内采光的影响较小，也可使用成本相对更低的遮阳帘。对于大面积的玻璃幕墙，可在设计时结合地域性、文化性，适当缩小窗墙比，同时可选择双层幕墙，降低室内热损失及采暖能耗，在双层表皮的构造中，材料的选择将影响热工性能，采用双层中空玻璃能够大大提高双层表皮的热工性能［11］。

3.2 合理利用能源

太阳能是指从太阳辐射出的能量，是地球上最主要的可再生能源之一。太阳能的利用方式主要有两种：热能利用和光能利用。热能利用是指将太阳能转化为热能，用于供暖、热水和工业生产等。而光能利用则是指将太阳能转化为电能，即光伏发电。在住宅和商业建筑中安装光伏发电系统可以满足电力需求，包括照明、空调等设备。利用太阳能发电，居民和商业用户可以降低能源成本，减少对传统电网的依赖，并减少碳排放［12］。

在铁路站点、车站和隧道等建筑中，可以安装光伏发电系统为照明和供电提供可再生能源。太阳能光伏板可以安装在建筑物的屋顶、墙面或其他合适的位置，通过收集太阳能转化为电能，为灯具、通风系统、监控设备等提供电力。这可以减少对传统电网的依赖，降低能源成本，同时实现绿色和可持续的电力供应。铁路客站通常具有较大的屋顶与建筑面积比，屋顶面积大，具备较好的可再生能源利用条件。如德国法兰克福中央火车站、印度科钦火车站在屋顶和火车站周围的区域安装了大量的光伏板，位于美国加利福尼亚州的伯克利火车站、中国上海虹桥高铁站在车站屋顶安装了大型光伏电池板［13］。

3.3 铁路客站装配化

装配式建筑具有构件模块化、生产标准化和装配标准化等优势，可以大幅降低建筑能源损耗、减少施工工序、提高组件回收利用率。目前，我国装配式建筑在民建领域已取得一定的进展。但在铁路领域，装配式的应用有限，目前仅限于铁路沿线的部分生产房屋采用了装配式建筑，铁路客站除个别建筑的装饰构件采用装配式之外，还没有出现全装配式的铁路客站建筑［14］。

4 结语

通过对相关理论和实践的研究可知，目前我国铁路客站建设数量多、分布范围广、技术条件多样。铁路客站作为交通系统的重要组成部分，在推动绿色低碳发展方面发挥着重要作用。但当前的铁路客站存在室内物理环境差、能耗巨大、室内空间缺乏人性化措施以及相关标准滞后等问题。因此，基于“双碳”背景，可从被动式优化、合理利用能源、铁路客站装配化等方面对此加以优化。如合理设置客站的长宽高、合理设计候车厅剖面形状、针对不同情况对屋顶进行设计、过渡季充分利用自然通风、采取合理的遮阳措施等被动式改造优化措施，也可采取利用太阳能光伏玻璃等主动式措施。

参考文献：

［1］ 国家《中长期铁路网规划》内容简介［J］.交通运输系统工程与信息，2005（4）：1-4.

［2］ 彭琛，林美顺，窦强，等.铁路客站能源环境现状与数字化运维工程实践探讨［J］.建筑节能（中英文），2022，50（5）：105-110.

［3］ 李宗明.“双碳”背景下新时代高铁站房设计策略［J］.城市建筑空间，2022，29（6）：71-73，81.

［4］ 王喆，杨金鹏.可持续发展的绿色铁路客站：北京至雄安新区城际铁路雄安站从设计到实施的思考［J］.建筑技艺，2021，27（5）：82-84.

［5］ 彭涛.中小型铁路客运站改造设计研究［D］.北京：北京建筑大学，2020.

［6］ 徐杰.铁路客站建筑节能技术可持续发展研究［D］.天津：河北工业大学，2011.

［7］ 李琴波.寒冷地区中小型高铁站候车厅节能改造研究［D］.天津：天津大学，2014.

［8］ 宋歌，刘燕，朱丹丹，等.铁路客站用能现状及其影响因素分析［J］.暖通空调，2013，43（4）：85-90.

［9］ 徐若孌.基于空间形态的中小型铁路客站候车空间天然采光优化设计策略研究［D］.西安：西安建筑科技大学，2022.

［10］ 乔宣铭.北方铁路客站夏季通风降温与节能研究［D］.成都：西南交通大学，2014.

［11］ 程佳阳.铁路交通枢纽大空间光热性能耦合设计研究［D］.武汉：湖北工业大学，2020.

［12］ 李单，王彦斌，袁爱庆.铁路客站光伏并网发电项目太阳能电池选型比对［J］.山西建筑，2014，40（2）：203-204.

［13］ 王劲柳，刘丛红.高铁站房空间与形式的节能潜力调研分析［J］.建筑节能，2019，47（2）：41-49.

［14］ 韩志伟.铁路枢纽大型客站设计实践与思考［J］.高速铁路技术，2020，11（2）：12-17.

作者简介：孙铭悦（1997—），女，山西忻州人，硕士在读，系本文通讯作者，研究方向：绿色建筑设计与节能。

范征宇（1985—），男，江苏苏州人，博士，副教授，研究方向：绿色建筑技术。