■ 本刊記者 王 雷

人物訪談

匠心打造地鐵新風(fēng)
——訪北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)黨委書記、國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)獲得者李國慶

■ 本刊記者 王 雷

2017 年 1 月 9 日，在人民大會(huì)堂召開的“2016 年度國家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)”上，北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)“地鐵環(huán)境保障與高效節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用”獲得了國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。這也是城市軌道交通領(lǐng)域首獲殊榮。這個(gè)團(tuán)隊(duì)是如何堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，走在世界軌道交通領(lǐng)域前沿的？為此，記者專程釆訪了參與并主導(dǎo)該項(xiàng)目的北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)黨委書記、副總經(jīng)理、地鐵暖通空調(diào)領(lǐng)域?qū)＜依顕鴳c。

創(chuàng)新實(shí)踐，建設(shè)世界先進(jìn)的地鐵環(huán)境系統(tǒng)

記 者：地鐵環(huán)控系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著營造健康舒適空氣環(huán)境，保障故障或火災(zāi)情況下人員避難逃生的重任，是地鐵的生命安全保障線工程。而長期以來，地鐵環(huán)控能耗巨大、占用地下車站面積巨大等問題十分嚴(yán)重。北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目在哪些領(lǐng)域取得了突破？

李國慶：地鐵工程是一項(xiàng)民生工程，是解決城市交通問題的重要途徑。目前，我國已投入運(yùn)營的地鐵城市 20多個(gè)，總里程 3293 公里，約為美國的 2 倍、日本的 3 倍、英國的 5 倍，目前位居世界第一。地鐵環(huán)控通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗約占地鐵總能耗30%～50%，占用了地下車站總面積達(dá) 30%，其地面冷卻塔占地影響范圍超過 1000 平方米的街面。這些問題長期困擾著城市地鐵工程建設(shè)。此次獲獎(jiǎng)項(xiàng)目在國家自然科學(xué)基金、國家及省部級(jí)專項(xiàng)科研計(jì)劃等支持下，經(jīng)歷十多年的基礎(chǔ)研究、技術(shù)與工程設(shè)備開發(fā)及工程應(yīng)用研究，在地鐵環(huán)控系列新技術(shù)、設(shè)計(jì)方法及技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域取得了重大突破。

該項(xiàng)成果的主要發(fā)明點(diǎn)，一是地鐵環(huán)境保障用通風(fēng)空調(diào)多功能設(shè)備集成化技術(shù)。在國際上首創(chuàng)了地鐵系統(tǒng)“多元工況復(fù)合”保障技術(shù)，發(fā)明了“可變形”的表冷器高效降阻技術(shù)及“遁形式”冷卻技術(shù)，取消了沿用數(shù)十年的地面冷卻塔。相比傳統(tǒng)方案，平均每個(gè)車站節(jié)約土建面積達(dá) 500～800m2，節(jié)省土建造價(jià) 1000 萬元以上。二是在國際上首創(chuàng)“柱 - 壁 - 體”空氣湖通風(fēng)高效氣流組織技術(shù)及設(shè)計(jì)方法。發(fā)明了沿柱體“隱形”貼附送風(fēng)形成的地面空氣湖通風(fēng)技術(shù)，為環(huán)控系統(tǒng)提供了全新的高效送風(fēng)模式，開發(fā)軟件并獲著作權(quán)。地鐵站通風(fēng)效率提高 35%～60%。三是地鐵暗挖車站高效空氣-水空調(diào)技術(shù)與輸配減阻降耗技術(shù)。在地鐵上率先實(shí)現(xiàn)了載冷工質(zhì)“空氣”向“水/冷劑”的歷史性轉(zhuǎn)變，突破地鐵環(huán)控傳統(tǒng)設(shè)計(jì)瓶頸。發(fā)明輸配系統(tǒng)減阻降耗系列新技術(shù)，降低輸送阻力達(dá) 15%～20%。四是基于全年氣候的地鐵可調(diào)通風(fēng)型站臺(tái)門技術(shù)及設(shè)計(jì)方法。實(shí)現(xiàn)了非空調(diào)季活塞效應(yīng)的“免費(fèi)通風(fēng)”、夏季制冷、火災(zāi)排煙的自動(dòng)辨識(shí)與切換。既避免了空調(diào)季節(jié)活塞風(fēng)帶走車站冷量，又保證了過渡季節(jié)利用活塞效應(yīng)實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力通風(fēng)。大大節(jié)省了機(jī)械通風(fēng)及空調(diào)運(yùn)行能耗，其能耗降幅可達(dá) 35%～50%。五是基于關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地鐵環(huán)控系列產(chǎn)品，規(guī)?；a(chǎn)并列入國家火炬計(jì)劃和廣東省重點(diǎn)新產(chǎn)品，近 3 年直接經(jīng)濟(jì)效益 10.61 億元，該成果大規(guī)模推廣應(yīng)用于北京、上海、廣東、南京等數(shù)十條地鐵建設(shè)中。累計(jì)節(jié)約土建和設(shè)備初投資 11.95 億元、運(yùn)行費(fèi)用 7170 萬元 / 年。

授權(quán)國家專利和軟件著作權(quán)36項(xiàng)，其中國家發(fā)明專利14項(xiàng)。編制國家和行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 4部。發(fā)表學(xué)術(shù)論文121篇，SCI收錄 36 篇。

此次獲獎(jiǎng)成果解決了地鐵環(huán)控能耗高、占地多、噪聲大的歷史性難題，引領(lǐng)了地鐵環(huán)控系統(tǒng)的升級(jí)換代，對(duì)我國地鐵事業(yè)的發(fā)展起到了巨大推動(dòng)作用。

不忘初心，打造健康的地鐵空氣環(huán)境

記 者：地鐵通風(fēng)空調(diào)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用是一個(gè)不斷嘗新、創(chuàng)新的發(fā)展過程。請(qǐng)您談?wù)劤鞘械罔F的發(fā)展方向。

李國慶：自英國倫敦建設(shè)世界上第一條地鐵線路以來，世界地鐵的發(fā)展至今已經(jīng)有 150 多年歷史了，全世界軌道交通承擔(dān)的城市客運(yùn)量越來越大，地鐵已經(jīng)成為城市交通的骨干線。近些年來，中國地鐵的建設(shè)速度之快，讓世界驚奇，城市地鐵建設(shè)所遇到的科技難題也被一一破解?？梢哉f，我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)走在了世界軌道交通領(lǐng)域的最前沿。

而探討城市地鐵的發(fā)展方向，我認(rèn)為可以用 12個(gè)字概括：安全健康、節(jié)能經(jīng)濟(jì)、環(huán)保景觀。我還要強(qiáng)調(diào)“健康”和“景觀”。

地鐵的“健康”，主要針對(duì)城市軌道交通的內(nèi)部空氣環(huán)境提出的。與以往不同，現(xiàn)在的民眾對(duì)空氣質(zhì)量的要求越來越高，以前大多針對(duì)空氣渾濁度、噪聲等常規(guī)污染，現(xiàn)在則要求對(duì) PM10、PM2.5 進(jìn)行嚴(yán)格處理 ；還有對(duì)SARS、禽流感等傳染疾病的預(yù)防。當(dāng)這些能夠通過空氣傳播的疾病出現(xiàn)時(shí)，很多人對(duì)城市軌道交通容易產(chǎn)生誤解，認(rèn)為在如此封閉的空間里極易受到感染，進(jìn)而不敢乘坐地鐵。實(shí)際上，現(xiàn)在很多地鐵通風(fēng)系統(tǒng)已經(jīng)有了專門的技術(shù)措施和運(yùn)行模式，比如 2003 年針對(duì)于 SARS 的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行就經(jīng)歷了實(shí)際考驗(yàn)，今后要做的就是繼續(xù)將這一技術(shù)提升起來。

說到“景觀”，我認(rèn)為，城市軌道交通對(duì)地面影響很大，第一個(gè)是出入口對(duì)外有影響；第二個(gè)是殘疾人的地鐵垂直電梯影響整體景觀；第三個(gè)是風(fēng)亭，其體量巨大，而且集群龐大，基本上是每個(gè)車站至少同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)；第四個(gè)是冷卻塔，這一系統(tǒng)是必須放在地面上的。一般來說，每個(gè)城市前幾條線路的修建走的都是繁華地段，那里用地緊張，再設(shè)計(jì)風(fēng)亭、冷卻塔等就會(huì)對(duì)景觀產(chǎn)生很大影響。這是設(shè)計(jì)單位要著重考慮的重要問題，其中一個(gè)重要方向就是功能重新組合，比如，我們已經(jīng)有能力用嶄新的設(shè)備、技術(shù)來取消傳統(tǒng)冷卻塔。此類的技術(shù)革新也可以對(duì)地面空調(diào)產(chǎn)品產(chǎn)生影響。以前的城市軌道交通暖通空調(diào)都以地面空調(diào)技術(shù)為基礎(chǔ)，如果地鐵走出了其他的路，也可以影響地面空調(diào)產(chǎn)業(yè)。這是未來發(fā)展的方向。

我作為城市地鐵暖通空調(diào)發(fā)展的親歷者、見證者，經(jīng)歷了中國城市軌道交通暖通空調(diào)從無到有、從簡(jiǎn)單到系統(tǒng)、從粗放到細(xì)化的過程。隨著社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)提速與公眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)地鐵暖通系統(tǒng)的要求也越來越高。我們要多學(xué)習(xí)、多思考，發(fā)揚(yáng)成績，正視問題，抱著對(duì)城市軌道交通暖通系統(tǒng)發(fā)展的信心，一路前行。

人物小傳

李國慶地鐵暖通空調(diào)領(lǐng)域?qū)＜?，北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)黨委書記。自 1990 年從清華大學(xué)供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)工程專業(yè)畢業(yè)后進(jìn)入北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)至今，27年來，李國慶幾乎沒停止過對(duì)地鐵暖通空調(diào)問題的思考和研究。從助理工程師開始做設(shè)計(jì)直到教授級(jí)高工，他的足跡遍布多個(gè)省市，地鐵修到哪里，他的戰(zhàn)場(chǎng)就到哪里。

李國慶主持參與了北京、廣州、南京、德黑蘭等國內(nèi)外 30余項(xiàng)城軌交通重大工程設(shè)計(jì)，他主持研究的技術(shù)成果創(chuàng)新“廣州地鐵2號(hào)線節(jié)能、環(huán)保和安全技術(shù)集成與應(yīng)用”曾獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)；“地鐵暗挖車站新型通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)”獲北京市科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)；“廣州地鐵 2 號(hào)線首期工程”“北京地鐵 1 號(hào)線、2號(hào)線通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)消隱改造工程”等 20多項(xiàng)設(shè)計(jì)獲得國家優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)銀獎(jiǎng)、北京市優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

李國慶先后獲得了多項(xiàng)國家發(fā)明專利，其中多項(xiàng)專利在北京、上海、南京、深圳、青島等 20多個(gè)城市地鐵建設(shè)中廣泛應(yīng)用，規(guī)?；晒怀?。李國慶還主編、參編了城市軌道交通領(lǐng)域的多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范。