中国民航机场建设集团公司东北分公司110043
摘要:近年来随着我国绿色建筑政策的不断出台,各种类型的绿色建筑拔地而起,绿色建筑也开始走进航空运输领域。机场是航空运输系统的重要基础设施,是城市对外展示的重要窗口,也是地区经济发展的重要基础条件,所以“绿色机场”的理念应运而生。为规范航站楼绿色建设和运行,进一步促进资源节约和环境保护,行业标准《绿色航站楼标准》已于2017年2月1日起正式施行。本文针对笔者参与设计的部分东北地区支线机场航站楼的绿色建筑设计展开一些探讨。
关键词:东北地区;航站楼;绿色建筑
一、研究背景
绿色建筑是指为公众提供一个健康、舒适的工作、居住、活动的空间,同时实现最高效率地利用能源、最低限度地影响环境的建筑物。绿色机场源于绿色建筑的概念。绿色机场与绿色建筑一脉相承,基本内涵可归纳为四个方面,即:资源节约、环境友好、运行高效和人性化。航站楼作为机场内最重要、最醒目的建筑,直接体现了机场绿色建筑的设计水准。国内外绿色机场的实践情况均表明,航站楼是机场耗能大户,其能耗一般占机场总能耗的40%以上,甚至达到80%。以2008年为例,在年旅客吞吐量排名前十位的机场中,航站楼能耗平均占机场总耗电量的51%左右。如何降低航站楼的能耗使用,已成为各机场节能增效的关键,也是绿色机场建设的重点。
根据航站楼能耗分项统计数据,机场航站楼的耗能系统和设备主要有暖通空调、照明系统、电梯设备、弱电系统等。其中,暖通空调和照明系统是用电大户,其能耗通常占航站楼总能耗的60%以上。在系统使用与管理上,由于外围护结构传热消耗及传输损失等原因,各机场均有不同程度的能源浪费。因此,航站楼节能控制应重点关注暖通空调和照明系统,利用节能设计和先进的技术来降低能源损失。
本文结合东北地区已建成和在建中的几个支线机场航站楼的建筑设计,来探讨一下如何通过建筑设计手段尽量减少航站楼的采暖和照明方面的能耗,从而满足建筑自身节能环保的绿色机场设计要求。
二、航站楼造型方面的节能设计
东北地区的城市从气候分区上看多为严寒地区,冬季多雨雪的天气,所以建筑应多采用坡屋面的造型设计以利于雨雪的排放,并减少屋面因积雨雪而导致漏雨的几率。建筑体形系数不宜过大,层高不宜过高,以减少室内热气流上升冷气流下降而产生了热能对流损耗。建筑物朝向应尽量南北布置,将主要功能用房多朝南向布置,以利于冬季通过自然采光来获取热量。在建筑平面布局上应尽量规整,以减少施工时冷桥部位的产生,降低能量损失。在航站楼的立面设计上,既要考虑美观需要,也要适当增加开窗面积,针对东北地区冬季严寒的气候特点,外立面多采用实体墙保温,外窗可以配合竖向的条窗,并结合航站楼的实际情况增设屋面天窗,以适应航站楼体量大、空间深、进深长的造型特点,尽量增加可用来采光的外窗面积,以求通过自然采光的方式来减少照明能耗。
三、航站楼建材选型方面的节能设计
航站楼围护结构的选材对航站楼的能耗、运行成本和舒适度都有着至关重要的影响。仅增加5%左右的围护结构的投入,就能将建筑的节能效果提升30%左右。特别是在东北地区的严寒地带,通过提升建筑围护结构的热工性能,可以有效降低冬季室内热量的流失,进而减少热能源消耗。
建筑物围护结构的热量损失主要来自外墙、屋面、门窗和地面这四部分。
1、外墙建筑材料的选择
航站楼因自身的造型特点多采用框架式结构,根据东北地区冬季严寒的气候,外墙多选用保温砌块进行填充,并配以岩棉板、玻璃丝绵等燃烧性能为A级的保温材料进行外墙保温。根据东北地区支线机场的施工和使用情况,外墙保温在窗口、门口、外挂幕墙固定节点、屋面檐口节点等细节处容易出现冷桥现象,导致热量损耗较大。所以上述部位多为施工时的薄弱环节,为保证航站楼的节能要求,应在设计和施工的环节予以重视。
2、屋面建筑材料的选择
屋顶是围护结构保温隔热节能的重要部位。不管是混凝土屋面还是金属板屋面,都应尽量选择吸水率小且保温效果好的材料。通常采用的保温措施是在屋面防水层下设置导热系数小的保温材料,因航站楼的重要性多选用燃烧等级为A级的保温材料,如岩棉、玻璃丝绵等。屋面保温材料的使用寿命与防水层和防潮层的设置关系密切,应选用质量优、耐老化、抗冻裂的防水防潮产品,并在容易产生漏点的部位加强防水措施,避免保温材料因雨水渗漏和潮气的渗入影响保温效果。屋面保温的薄弱环节多体现在屋面检修口、天沟檐口等位置,为保证航站楼的节能要求,也应在设计和施工的环节予以重视。
3、门窗的选择
门窗对于航站楼而言,既有采光、通风的作用,也是围护结构的一部分。门窗面积占建筑外围护结构30%左右,可它们消耗的热损失要在40%左右,是建筑与室外最容易进行能量交换的部位。为了增加自然采光的面积,或者从建筑造型方面考虑,航站楼的门窗在外墙面所占的比重也越来越大,有时还会有大面积玻璃幕墙的使用。所以,在航站楼的门窗选型上主要采用节能型门窗,选用断热型材的框材、使用多层中空玻璃、选用具有保温性能的外门等。此外,还应在施工时做好门窗框与四周墙体接缝处的密封工作。对于玻璃幕墙应选用隔热效果好的多层中空低辐射镀膜玻璃幕墙,满足《建筑幕墙》等行业规范的要求。
4、地面建筑材料的选择
地面也是严寒地区建筑外围护结构保温的一部分。航站楼在大空间进行采暖设计时多选用地热采暖,为了保证室内热量尽量少的流失,在进行节能设计时,应在建筑周边地面下做一层硬质保温材料层以对楼体地面进行保温。通过对东北地区近几年支线机场航站楼的运营情况进行的了解,建议在航站楼的非周边地面也一并增加一层保温材料,与建筑外墙、屋面构成一个封闭的保温系统,确保最大限度地降低航站楼的热量流失。
四、航站楼其他节能技术措施
针对航站楼在采暖和照明方面的能耗,建议还可以通过下面这些方法来进行节能设计。
尽可能使用最短的供暖管道;用保温材料包裹送暖管道以减少热损失;散热器前端设置三通恒温阀,实现分室调节;地热系统设置感温探头,通过调节平衡阀流量或调节供回水温度来实现室温控制及系统平衡。
灯具选择节能型高功率因数电感镇流器;根据照明场所的功能要求确定照明功率照度密度值,且必须符合《建筑照明设计标准》(50034-2013)的要求设计。采用高光效光源、高效灯具。航站楼内的一般工作场所采用细管径直管荧光灯和紧凑型荧光灯。选用绿色、环保且经国家认证的电气产品。在满足国家规范及供电行业标准的前提下,选用高性能配电设备,选用高品质电缆、电线降低自身损耗。
五、结语
随着《民航节能减排“十三五”规划》的发布,绿色机场标准体系建设将是“十三五”时期民航节能减排的重要任务。在航站楼建筑设计上的绿色实践,对提升航站楼绿色建设与运行水平,促进机场可持续发展,具有重要意义,也是未来我们努力的方向。
参考文献:
[1]徐军库,《绿色机场建设与智能建筑》,中国民航网,2017-6-26;
[2]王磊,《东北地区绿色节能建筑施工技术优选研究》,黑龙江科学,2015年06期;
[3]陈颖,《关于机场航站楼绿色建筑设计探讨》,建材发展导向,2013年01期。