綠色航站樓建筑設計實踐研究

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[摘要]通過總結海口美蘭國際機場二期擴建旅客航站樓項目綠色建筑設計實踐經驗，從節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境質量五大方面分析航站樓設計過程中適宜采用的綠色建筑技術，為今后航站樓的綠色建筑設計提供參考與方向，并提出合理化建議。

[關鍵詞]綠色航站樓；綠色建筑；建筑節能；室內環境

隨著綠色建筑在我國的蓬勃發展，綠色、節能、可持續發展的建筑設計理念在各類建筑中的應用不斷加深。發展綠色建筑是解決我國城市建設中能源和資源消耗過多問題的重要途徑，近年來由于我國城市化的推進，各地機場新建、擴建、改建項目日益增多，綠色航站樓作為綠色建筑的重要組成部分，其建設越來越受到重視，如昆明機場航站樓、北京新機場旅客航站樓、上海虹橋T1航站樓、成都天府國際機場等航站樓均引入了大量綠色技術。海口美蘭國際機場二期擴建旅客航站樓項目在綠色建筑設計過程中，結合海口當地的氣候、環境、資源、經濟及文化等特點，融入了我國的《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2014、美國綠色建筑評價標準LEEDv4以及《綠色航站樓標準》MH/T5033-2017所涵蓋的先進理念。本文通過總結海口美蘭國際機場二期擴建旅客航站樓項目綠色建筑設計實踐經驗，從節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境質量五大方面分析航站樓設計過程中適宜采用的綠色建筑亮點技術及實用技術，為今后航站樓的綠色建筑設計提供參考與方向，并提出合理化建議。

1綠色航站樓項目概況

海口美蘭國際機場二期擴建旅客航站樓位于海口市美蘭區海口機場，建筑效果圖如圖1所示。項目建設規模29.6萬m2，建筑基底面積10.47萬m2，建筑高度34.3m，建筑占地面積約12.28萬m2。項目用地面積130327m2，建筑占地面積122162m2，總建筑面積為295892m2，其中，地上建筑面積275240m2，地下建筑面積20652m2。航站樓呈集中式構型，為混合結構，下部結構為鋼筋混凝土框架結構，屋面及支撐為鋼結構。中心區域設有基礎隔震，降低地震破壞力。建筑底部全部采用樁基礎。建筑高度34.3m，中心主樓為地上四層、局部地下一層構型，指廊采用地上三層的構型，不設地下室。

2綠色航站樓綠建技術應用

海口美蘭國際機場二期擴建旅客航站樓項目合理采用綠色生態節能技術，根據項目當地的氣候資源特征以及項目的功能性，采用的主要技術包括節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境質量五大方面。本文將該項目采用的技術分為亮點技術和實用技術兩部分，介紹綠色航站樓適宜的綠色生態節能技術應用，其中亮點技術共計13項，實用技術共計11項。綠色航站樓技術列表詳見表1。2.1綠色航站樓亮點技術。2.1.1節地與室外環境。(1)降低熱島強度。航站樓采用具有高太陽輻射反射系數的淺色屋面、淺色地面鋪裝、構筑物及喬木遮陰。具有保護生態環境、調節氣候、降低建筑能耗、緩解“熱島效應”的作用。紅線范圍內戶外活動場地有喬木、構筑物遮蔭措施的面積比為37.17%，太陽輻射反射系數不低于0.4的道路路面、建筑屋面面積占道路路面及建筑屋面總面積的比例為98.22%。(2)室外風環境模擬。通過合理布局建筑朝向設計，航站樓在冬季典型風速和風向條件下，建筑物周圍人行區風速小于5m/s，且室外風速放大系數小于2，有利于防風節能，符合行人舒適；過渡季、夏季典型風速和風向條件下，場地內人活動區不出現渦旋或無風區，不對周邊空氣品質產生影響，有利于夏季、過渡季室內利用自然通風。2.1.2節能與能源利用。(1)高效制冷系統。航站樓集中空調系統總冷負荷約為44540kw，空調冷源由能源中心提供，采用高效離心式冷水機組，COP≥6.25，比標準要求提高6%，具有很高的節能性，這也體現了航站樓綠建技術的先進性。(2)建筑設計優化。航站樓采用X構型設計，充分利用冬季日照，避開主導風向，玻璃幕墻設置通風窗，在夏季和過渡季充分利用自然通風，采用大屋檐的外遮陽構件結合里面可調節內遮陽，有效降低太陽輻射的影響。(3)空氣源熱泵熱水系統。航站樓結合海南氣候特點，充分利用可再生能源，采用空氣源熱泵系統提供生活熱水，比例達70%，具有節能性和經濟性，有利于以較低的投入實現較高的節能效益。2.1.3節水與水資源利用。(1)節水器具。航站樓采用國家一級節水器具，達到了高效節水性能。旅客用公共衛生間采用光電感應式延時自動關閉、停水自動關閉水龍頭，感應式高效節水型小便器和蹲便器，大便器選用自帶水封型。客房及CIP休息間采用陶瓷閥芯停水自動關閉水龍頭；兩檔式節水型坐便器。建筑能耗和水耗是衡量建筑運行效果的主要指標，推廣應用節水器具和設備是城市生活用水的主要節水途徑之一。(2)中水回用系統。航站樓充分利用非傳統水源，采用中水用于車庫地面及道路沖洗、綠化灌溉等。中水水源為場區內中水管網，每年可節約水費約4065.8元。充分利用非傳統水源可以有效節約淡水資源，緩解市政供水壓力。(3)節水灌溉系統。航站樓室外綠化給水采用全自動節能微噴灌，同時設置土壤濕度感應和雨天關閉系統。綠化用水是建筑運營后期用水的重要部分，采用節約的灌溉方式，可以節約大量水資源。本項目采用微噴灌屬于微灌技術，是通過低壓管道和滴頭或者其他灌水器，以持續、均勻和受控的方式向植物根系輸送所需水分，比地面漫灌省水50%~70%，比噴灌省水15%~20%。2.1.4節材與材料資源利用。可再循環材料。航站樓采用大量可再循環建筑材料，可再循環建筑材料比例達到15%，可以減少生產加工新材料帶來的資源、能源消耗和環境污染，具有良好的經濟、社會和環境效益。2.1.5室內環境質量。(1)空氣過濾器系統。航站樓在采用增強新風通風、新風監測報警的情況下，常規空調區域安裝MERV13或性能更好的空氣過濾器，對新風和室內回風進行凈化過濾。該技術有利于保持良好的室內空氣品質，與室內人員的健康息息相關。(2)室內空氣質量監控系統。航站樓在人員密集公共區域設置二氧化碳濃度檢測裝置，實現報警并與通風系統聯動，在其附近設置甲醛、PM2.5傳感器，在行李機房與隔震層內設置與排風設備聯動的一氧化碳濃度監測裝置，通過采用室內CO2濃度監控，根據人員密度的變化情況控制新風量，有利于節約空調采暖能耗。同時監控并保障良好的室內空氣質量可以提高人員的舒適度、幸福感和生產力。(3)室內自然采光模擬。航站樓主要功能空間通過采用淺色飾面等有效的措施控制眩光，眩光值滿足《建筑采光設計標準》GB50033-2013要求。此外，主要功能空間約有70.12%的采光系數標準值達到《建筑采光設計標準》GB50033-2013相關功能房間采光系數標準值的要求，確保航站樓主要功能空間的采光需求。(4)專項聲學設計。為確保航站樓的聲學舒適度，有針對性地對航站樓進行了專項聲學設計，進行混響時間控制、噪聲控制以及擴聲設計。①混響時間控制。航站樓為較大的公共交通樞紐站，是典型的容積超大且具有堅硬反射面的室內空間，因此很容易形成較長混響時間，造成空間內語言清晰度下降，即便不是聽不懂，也是很難聽懂；聲音清晰度、辨識度較差；解決方法是加入吸聲處理的總量；同時還必須考慮美觀性和耐久性；針對有反射面并要語言清晰度的大空間，采用赫姆霍茲共振器、薄膜吸聲體和填充吸聲體增強低頻吸收；采用各揚聲器間具有適當延時的分布式擴聲系統；對于有混響的空間則采用強指向性的低聲級擴音系統。②噪聲控制。a.環境噪聲控制。避免環境噪聲干擾，墻體隔聲量Rw≥50dB，為確保能達到要求，采用加氣混凝土砌塊，墻面需雙面抹灰，抹灰層厚度滿足25mm，與墻體相連的門、窗的隔聲量Rw≥40dB；機房與公共空間相鄰的隔墻不安裝配電箱、消防箱，避免削弱墻體隔聲；由于機房門不能采用聲閘做法，因此單門計權隔聲量應≥40分貝。b.設備噪聲控制。為控制航站樓內空調噪聲不高于NR-35，需妥善控制風口風速，避免氣流噪聲超標；送、回風均應采取消聲措施，消聲器以阻性片式為佳，安裝位置最好在機房內；各層的機房需對墻、頂做吸聲處理；與機組連接的管道須采用軟連接，管道在機房內采用彈性支撐，穿墻洞口須采用彈性隔聲材料密封；通往大廳、擴聲控制室等房間的送、回風管道均應采取消聲、降噪和減震措施。封口處不宜有引起再生噪聲的阻擋物；對于由空調通風設備傳入大廳的機械噪聲及氣流噪聲，需由設備專業按照該環境館允許噪聲指標要求采用相應措施。③擴聲設計。整個機場廣播分區采用傳統70/100V定壓線路和數字揚聲線路相結合的分區方式，走廊、站廳、候機廳等較大公共場所，采用70/100V線路，一條線路可驅動多只揚聲器工作，節約成本；VIP休息區等特殊場所，采用可編程放大模塊功率輸出，直接推動揚聲器工作，且可任意選取數字總線8路音頻中的任意一路播放，或者通過有線或者無線的方式接入本地音源播放。通過軟件隨時調整分區，使用靈活多變。2.2綠色航站樓實用技術2.2.1節地與室外環境。(1)光污染控制。本項目在幕墻設計中，根據功能要求選擇材料。在垂直玻璃幕墻中，選用12（LOW-E）+16A+12鋼化中空超白LOW-E玻璃，采光頂部分。采用12（超白雙銀LOW-E)+12A+10（超白）+1.52SGP+10（超白）中空雙銀LOW-E鋼化玻璃。本項目幕墻的設計與選材，符合現行國家標準《玻璃幕墻光學性能》GB/T18091的要求，玻璃幕墻可見光反射比不大于0.2。(2)透水鋪裝。航站樓首層東西側內庭院透水鋪裝采用火山巖鋪裝、木鋪裝和碎石鋪裝，透水鋪裝比例達54.5%。合理采用透水地面，可以對雨水調蓄的同時，緩解市政雨水排水壓力。(3)下凹式綠地。航站樓室外綠化場地合理設置下凹式綠地，下凹式綠地占綠地面積比例達58%，可以對雨水調蓄的同時，緩解市政雨水排水壓力。2.2.2節能與能源利用。(1)獨立分項計量。航站樓對照明、空調、動力、給排水設備、景觀照明及其他主要用電負荷等設置獨立分項電能計量裝置；其中對冷熱源、輸配系統還設置了獨立分項計量裝置。辦公以及商業的租售單元以戶為單位設置電能計量裝置。項目按高供高計裝設計量表具。對于樓內商業用戶裝設分戶計量電表。對于內部辦公、職工餐廳等按管理單元裝設計量電表。在變電室低壓開關出線處按回路裝設具有計量功能的多功能儀表。在強電小間內按照負荷類型裝設計量電表。對于大型用電設備，按照設備裝設計量電表。(2)節能燈具。針對航站樓建筑功能分區合理選擇光源、配光及電器，采用優質、高利用系數、高光效光源和高效率的節能燈具，節能光源、高效燈具使用率100%。大量采用LED燈、金鹵燈等綠色光源。走廊、辦公、樓梯間、機房等處采用LED燈具，其他區域采用高效的陶瓷金鹵燈。采用綠色照明技術可實現在滿足照度需求的同時降低照明燈具的安裝功率。(3)節能照明控制系統。航站樓走廊、樓梯采用光感應控制，門廳、大堂及大空間采用智能照明控制系統，根據需求合理控制燈具開啟數量及開啟時間，有利于實現照明系統節能。照明系統能耗一般占整個建筑能耗的20%~30%，因此，合理使用綠色照明技術，對建筑節能貢獻較大。(4)電梯節能控制。航站樓任意兩臺及以上并聯安裝電梯均須設置群控。自動扶梯及人行自動步道有自動檢測及調速控制功能。無人使用時，改為緩速運行；當探測到有人時，恢復正常運行。配合設備工藝要求，采用變頻技術對電動機運行進行變速控制，以達到節能效果。(5)過渡季節能。航站樓采用全空氣變風量空調系統，夏季機組按最小新風量運行，過渡季和冬季新風系統可100%新風運行。對應設置的排風機按最小新風比和全新風兩種模式運行。最小新風運行時，排風機關閉，全新風運行時排風機開啟。對于最小新風運行時正壓較大仍需要排風的區域，排風機變頻開啟。2.2.3節水與水資源利用。用水計量。航站樓各用水部門按照使用用途和付費管理單元安裝水表并計量收費，采用三級計量的方式，除在入戶總供水管上分設總計量水表外，各支管及各個用水點均設置分戶水表單獨計量。其中商業餐飲用水點、零售區商業用水點、承包招租區用水點等處均設置了預付費分戶水表單獨計量。主要計量場所為：廚房、商業、旅客用水、員工宿舍用水、熱水補水、衛生間沖廁、冷卻塔補水、綠化灌溉、道路澆灑、地庫沖洗等。2.2.4節材與材料資源利用。靈活隔斷。為避免空間布局改變帶來的多次裝修和廢棄物產生，航站樓的地下一層至四層的主要功能房間區域采用隔斷進行室內空間的自然分割。其中，采用靈活隔斷的比例為91.39%。2.2.5室內環境質量。可控遮陽調節措施。航站樓遮陽部分分為屋面遮陽和立面遮陽，通過采用屋檐固定遮陽結合可調節內遮陽，改善室內熱環境，外窗和玻璃幕墻部分可控遮陽調節措施面積比例達到50%。

3結語

本文以海口美蘭國際機場二期擴建旅客航站樓為例總結了綠色航站樓建筑設計實踐經驗，通過綠色航站樓亮點技術及實用技術兩個部分分別介紹了航站樓所采用的綠色技術，為今后航站樓的綠色建筑設計提供重要參考與方向。綠色航站樓的建設應避免脫離實際而造成純技術的堆砌，宜切實結合當地氣候資源、建設目標，通過各專業的有效整合，實現航站樓建筑設計與綠色技術的有機結合，確保使用功能、人員健康、室內外環境舒適、綠色環保及經濟效益達到協調統一。

作者:林杰 田慧峰 單位:中國建筑科學研究院有限公司