绿色航站楼建筑设计实践研究

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[摘要]通过总结海口美兰国际机场二期扩建旅客航站楼项目绿色建筑设计实践经验，从节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量五大方面分析航站楼设计过程中适宜采用的绿色建筑技术，为今后航站楼的绿色建筑设计提供参考与方向，并提出合理化建议。

[关键词]绿色航站楼；绿色建筑；建筑节能；室内环境

随着绿色建筑在我国的蓬勃发展，绿色、节能、可持续发展的建筑设计理念在各类建筑中的应用不断加深。发展绿色建筑是解决我国城市建设中能源和资源消耗过多问题的重要途径，近年来由于我国城市化的推进，各地机场新建、扩建、改建项目日益增多，绿色航站楼作为绿色建筑的重要组成部分，其建设越来越受到重视，如昆明机场航站楼、北京新机场旅客航站楼、上海虹桥T1航站楼、成都天府国际机场等航站楼均引入了大量绿色技术。海口美兰国际机场二期扩建旅客航站楼项目在绿色建筑设计过程中，结合海口当地的气候、环境、资源、经济及文化等特点，融入了我国的《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014、美国绿色建筑评价标准LEEDv4以及《绿色航站楼标准》MH/T5033-2017所涵盖的先进理念。本文通过总结海口美兰国际机场二期扩建旅客航站楼项目绿色建筑设计实践经验，从节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量五大方面分析航站楼设计过程中适宜采用的绿色建筑亮点技术及实用技术，为今后航站楼的绿色建筑设计提供参考与方向，并提出合理化建议。

1绿色航站楼项目概况

海口美兰国际机场二期扩建旅客航站楼位于海口市美兰区海口机场，建筑效果图如图1所示。项目建设规模29.6万m2，建筑基底面积10.47万m2，建筑高度34.3m，建筑占地面积约12.28万m2。项目用地面积130327m2，建筑占地面积122162m2，总建筑面积为295892m2，其中，地上建筑面积275240m2，地下建筑面积20652m2。航站楼呈集中式构型，为混合结构，下部结构为钢筋混凝土框架结构，屋面及支撑为钢结构。中心区域设有基础隔震，降低地震破坏力。建筑底部全部采用桩基础。建筑高度34.3m，中心主楼为地上四层、局部地下一层构型，指廊采用地上三层的构型，不设地下室。

2绿色航站楼绿建技术应用

海口美兰国际机场二期扩建旅客航站楼项目合理采用绿色生态节能技术，根据项目当地的气候资源特征以及项目的功能性，采用的主要技术包括节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量五大方面。本文将该项目采用的技术分为亮点技术和实用技术两部分，介绍绿色航站楼适宜的绿色生态节能技术应用，其中亮点技术共计13项，实用技术共计11项。绿色航站楼技术列表详见表1。2.1绿色航站楼亮点技术。2.1.1节地与室外环境。(1)降低热岛强度。航站楼采用具有高太阳辐射反射系数的浅色屋面、浅色地面铺装、构筑物及乔木遮阴。具有保护生态环境、调节气候、降低建筑能耗、缓解“热岛效应”的作用。红线范围内户外活动场地有乔木、构筑物遮荫措施的面积比为37.17%，太阳辐射反射系数不低于0.4的道路路面、建筑屋面面积占道路路面及建筑屋面总面积的比例为98.22%。(2)室外风环境模拟。通过合理布局建筑朝向设计，航站楼在冬季典型风速和风向条件下，建筑物周围人行区风速小于5m/s，且室外风速放大系数小于2，有利于防风节能，符合行人舒适；过渡季、夏季典型风速和风向条件下，场地内人活动区不出现涡旋或无风区，不对周边空气品质产生影响，有利于夏季、过渡季室内利用自然通风。2.1.2节能与能源利用。(1)高效制冷系统。航站楼集中空调系统总冷负荷约为44540kw，空调冷源由能源中心提供，采用高效离心式冷水机组，COP≥6.25，比标准要求提高6%，具有很高的节能性，这也体现了航站楼绿建技术的先进性。(2)建筑设计优化。航站楼采用X构型设计，充分利用冬季日照，避开主导风向，玻璃幕墙设置通风窗，在夏季和过渡季充分利用自然通风，采用大屋檐的外遮阳构件结合里面可调节内遮阳，有效降低太阳辐射的影响。(3)空气源热泵热水系统。航站楼结合海南气候特点，充分利用可再生能源，采用空气源热泵系统提供生活热水，比例达70%，具有节能性和经济性，有利于以较低的投入实现较高的节能效益。2.1.3节水与水资源利用。(1)节水器具。航站楼采用国家一级节水器具，达到了高效节水性能。旅客用公共卫生间采用光电感应式延时自动关闭、停水自动关闭水龙头，感应式高效节水型小便器和蹲便器，大便器选用自带水封型。客房及CIP休息间采用陶瓷阀芯停水自动关闭水龙头；两档式节水型坐便器。建筑能耗和水耗是衡量建筑运行效果的主要指标，推广应用节水器具和设备是城市生活用水的主要节水途径之一。(2)中水回用系统。航站楼充分利用非传统水源，采用中水用于车库地面及道路冲洗、绿化灌溉等。中水水源为场区内中水管网，每年可节约水费约4065.8元。充分利用非传统水源可以有效节约淡水资源，缓解市政供水压力。(3)节水灌溉系统。航站楼室外绿化给水采用全自动节能微喷灌，同时设置土壤湿度感应和雨天关闭系统。绿化用水是建筑运营后期用水的重要部分，采用节约的灌溉方式，可以节约大量水资源。本项目采用微喷灌属于微灌技术，是通过低压管道和滴头或者其他灌水器，以持续、均匀和受控的方式向植物根系输送所需水分，比地面漫灌省水50%~70%，比喷灌省水15%~20%。2.1.4节材与材料资源利用。可再循环材料。航站楼采用大量可再循环建筑材料，可再循环建筑材料比例达到15%，可以减少生产加工新材料带来的资源、能源消耗和环境污染，具有良好的经济、社会和环境效益。2.1.5室内环境质量。(1)空气过滤器系统。航站楼在采用增强新风通风、新风监测报警的情况下，常规空调区域安装MERV13或性能更好的空气过滤器，对新风和室内回风进行净化过滤。该技术有利于保持良好的室内空气品质，与室内人员的健康息息相关。(2)室内空气质量监控系统。航站楼在人员密集公共区域设置二氧化碳浓度检测装置，实现报警并与通风系统联动，在其附近设置甲醛、PM2.5传感器，在行李机房与隔震层内设置与排风设备联动的一氧化碳浓度监测装置，通过采用室内CO2浓度监控，根据人员密度的变化情况控制新风量，有利于节约空调采暖能耗。同时监控并保障良好的室内空气质量可以提高人员的舒适度、幸福感和生产力。(3)室内自然采光模拟。航站楼主要功能空间通过采用浅色饰面等有效的措施控制眩光，眩光值满足《建筑采光设计标准》GB50033-2013要求。此外，主要功能空间约有70.12%的采光系数标准值达到《建筑采光设计标准》GB50033-2013相关功能房间采光系数标准值的要求，确保航站楼主要功能空间的采光需求。(4)专项声学设计。为确保航站楼的声学舒适度，有针对性地对航站楼进行了专项声学设计，进行混响时间控制、噪声控制以及扩声设计。①混响时间控制。航站楼为较大的公共交通枢纽站，是典型的容积超大且具有坚硬反射面的室内空间，因此很容易形成较长混响时间，造成空间内语言清晰度下降，即便不是听不懂，也是很难听懂；声音清晰度、辨识度较差；解决方法是加入吸声处理的总量；同时还必须考虑美观性和耐久性；针对有反射面并要语言清晰度的大空间，采用赫姆霍兹共振器、薄膜吸声体和填充吸声体增强低频吸收；采用各扬声器间具有适当延时的分布式扩声系统；对于有混响的空间则采用强指向性的低声级扩音系统。②噪声控制。a.环境噪声控制。避免环境噪声干扰，墙体隔声量Rw≥50dB，为确保能达到要求，采用加气混凝土砌块，墙面需双面抹灰，抹灰层厚度满足25mm，与墙体相连的门、窗的隔声量Rw≥40dB；机房与公共空间相邻的隔墙不安装配电箱、消防箱，避免削弱墙体隔声；由于机房门不能采用声闸做法，因此单门计权隔声量应≥40分贝。b.设备噪声控制。为控制航站楼内空调噪声不高于NR-35，需妥善控制风口风速，避免气流噪声超标；送、回风均应采取消声措施，消声器以阻性片式为佳，安装位置最好在机房内；各层的机房需对墙、顶做吸声处理；与机组连接的管道须采用软连接，管道在机房内采用弹性支撑，穿墙洞口须采用弹性隔声材料密封；通往大厅、扩声控制室等房间的送、回风管道均应采取消声、降噪和减震措施。封口处不宜有引起再生噪声的阻挡物；对于由空调通风设备传入大厅的机械噪声及气流噪声，需由设备专业按照该环境馆允许噪声指标要求采用相应措施。③扩声设计。整个机场广播分区采用传统70/100V定压线路和数字扬声线路相结合的分区方式，走廊、站厅、候机厅等较大公共场所，采用70/100V线路，一条线路可驱动多只扬声器工作，节约成本；VIP休息区等特殊场所，采用可编程放大模块功率输出，直接推动扬声器工作，且可任意选取数字总线8路音频中的任意一路播放，或者通过有线或者无线的方式接入本地音源播放。通过软件随时调整分区，使用灵活多变。2.2绿色航站楼实用技术2.2.1节地与室外环境。(1)光污染控制。本项目在幕墙设计中，根据功能要求选择材料。在垂直玻璃幕墙中，选用12（LOW-E）+16A+12钢化中空超白LOW-E玻璃，采光顶部分。采用12（超白双银LOW-E)+12A+10（超白）+1.52SGP+10（超白）中空双银LOW-E钢化玻璃。本项目幕墙的设计与选材，符合现行国家标准《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091的要求，玻璃幕墙可见光反射比不大于0.2。(2)透水铺装。航站楼首层东西侧内庭院透水铺装采用火山岩铺装、木铺装和碎石铺装，透水铺装比例达54.5%。合理采用透水地面，可以对雨水调蓄的同时，缓解市政雨水排水压力。(3)下凹式绿地。航站楼室外绿化场地合理设置下凹式绿地，下凹式绿地占绿地面积比例达58%，可以对雨水调蓄的同时，缓解市政雨水排水压力。2.2.2节能与能源利用。(1)独立分项计量。航站楼对照明、空调、动力、给排水设备、景观照明及其他主要用电负荷等设置独立分项电能计量装置；其中对冷热源、输配系统还设置了独立分项计量装置。办公以及商业的租售单元以户为单位设置电能计量装置。项目按高供高计装设计量表具。对于楼内商业用户装设分户计量电表。对于内部办公、职工餐厅等按管理单元装设计量电表。在变电室低压开关出线处按回路装设具有计量功能的多功能仪表。在强电小间内按照负荷类型装设计量电表。对于大型用电设备，按照设备装设计量电表。(2)节能灯具。针对航站楼建筑功能分区合理选择光源、配光及电器，采用优质、高利用系数、高光效光源和高效率的节能灯具，节能光源、高效灯具使用率100%。大量采用LED灯、金卤灯等绿色光源。走廊、办公、楼梯间、机房等处采用LED灯具，其他区域采用高效的陶瓷金卤灯。采用绿色照明技术可实现在满足照度需求的同时降低照明灯具的安装功率。(3)节能照明控制系统。航站楼走廊、楼梯采用光感应控制，门厅、大堂及大空间采用智能照明控制系统，根据需求合理控制灯具开启数量及开启时间，有利于实现照明系统节能。照明系统能耗一般占整个建筑能耗的20%~30%，因此，合理使用绿色照明技术，对建筑节能贡献较大。(4)电梯节能控制。航站楼任意两台及以上并联安装电梯均须设置群控。自动扶梯及人行自动步道有自动检测及调速控制功能。无人使用时，改为缓速运行；当探测到有人时，恢复正常运行。配合设备工艺要求，采用变频技术对电动机运行进行变速控制，以达到节能效果。(5)过渡季节能。航站楼采用全空气变风量空调系统，夏季机组按最小新风量运行，过渡季和冬季新风系统可100%新风运行。对应设置的排风机按最小新风比和全新风两种模式运行。最小新风运行时，排风机关闭，全新风运行时排风机开启。对于最小新风运行时正压较大仍需要排风的区域，排风机变频开启。2.2.3节水与水资源利用。用水计量。航站楼各用水部门按照使用用途和付费管理单元安装水表并计量收费，采用三级计量的方式，除在入户总供水管上分设总计量水表外，各支管及各个用水点均设置分户水表单独计量。其中商业餐饮用水点、零售区商业用水点、承包招租区用水点等处均设置了预付费分户水表单独计量。主要计量场所为：厨房、商业、旅客用水、员工宿舍用水、热水补水、卫生间冲厕、冷却塔补水、绿化灌溉、道路浇洒、地库冲洗等。2.2.4节材与材料资源利用。灵活隔断。为避免空间布局改变带来的多次装修和废弃物产生，航站楼的地下一层至四层的主要功能房间区域采用隔断进行室内空间的自然分割。其中，采用灵活隔断的比例为91.39%。2.2.5室内环境质量。可控遮阳调节措施。航站楼遮阳部分分为屋面遮阳和立面遮阳，通过采用屋檐固定遮阳结合可调节内遮阳，改善室内热环境，外窗和玻璃幕墙部分可控遮阳调节措施面积比例达到50%。

3结语

本文以海口美兰国际机场二期扩建旅客航站楼为例总结了绿色航站楼建筑设计实践经验，通过绿色航站楼亮点技术及实用技术两个部分分别介绍了航站楼所采用的绿色技术，为今后航站楼的绿色建筑设计提供重要参考与方向。绿色航站楼的建设应避免脱离实际而造成纯技术的堆砌，宜切实结合当地气候资源、建设目标，通过各专业的有效整合，实现航站楼建筑设计与绿色技术的有机结合，确保使用功能、人员健康、室内外环境舒适、绿色环保及经济效益达到协调统一。

作者:林杰 田慧峰 单位:中国建筑科学研究院有限公司