01
背景概述
21 世纪以来,我国国民经济的快速发展促进了航空运输业的发展。机场作为航空运输系统的重要基础设施,是航空运输网络中的重要节点和区域经济发展的重要基础设施。2019 年 9 月 25 日,习近平总书记亲自出席北京大兴国际机场投运仪式,对民航工作作出重要指示,要求建设以“平 安、绿色、智慧、人文”为核心的“四型机场”,为中国机场未来发展指明了方向。
2020 年 1 月,国家民航局印发《中国民航四型机场建设行动纲要(2020~2035 年)》(以下简称《纲要》)。《纲要》要求,2020 年开展四型机场建设顶层设 计,明确四型机场建设的目标、任务和路径,为全行业描绘四型机场建设蓝图;2021~2030 年全面推进四型机场的建设,建成多个标杆机场;2031~2035 年深化提升四型机场的建设,全面建成安全高效、绿色环保、智慧便捷、和谐美好的四型机场。由此可见,未来 10~15 a我国机场建设领域将迎来重大的提质提效的发展机遇期。另一方面,2020 年的建筑业将迎来更新后的 GB/T 50378—2019《绿色建筑 评价标准》的全面应用。新版标准从安全耐久、健康舒适、 生活便利、环境宜居、服务便捷等民众可直接感知的 5 大性能重新定义了绿色建筑,将“绿色”的传统意义进行了深度和广度的扩展。这样的理念同“四型”机场相呼应,对于《纲要》所规定的“2020 年开展四型机场建设顶层设计” 具有重要的参考意义。
本文调研了当前国内外绿色机场的发展历程与实践情况,介绍了大型枢纽机场在节能减排、环境提升、高效运 行、人文服务方面的关键技术与运行经验,并梳理了国内外 绿色机场的课题研究和标准编制方面的机构和研究成果。通 过分析民用建筑领域绿色技术在机场的适用内容和有调整需求的内容,展望了支持“四型机场”发展需求下绿色机场未来的研究和发展趋势。
02
国外绿色机场理念与工程应用
国际机场协会(Airport Council International,ACI) 将可持续机场定义为“用一种全面的方法来管理机场,以确保机场达到经济可行性、高运营效率、保护自然资源和履 行社会责任感的目的的机场”。在国外,为了实现绿色机场、可持续机场的理念,全球前 7 大航空客运市场的美国、 日本、英国、德国和印度等国相继推出了绿色机场、可持续机场的规划并付诸工程实践。
美国联邦航空局于 2010 年推出了一项支持可持续机场发展的计划。之后洛杉矶国际机场参考美国绿色建筑评价体系 LEED (Leadership in Energy and Environmental Design)出版了《洛杉矶国际机场可持续设计和施工要 求》。在 2017 年的最新版本中,从整体规划、能源效率和可再生能源、节水与保护水资源、节材与提高资源效率、环境质量 6 个方面对可持续机场的设计和规划提出了要求。2018 年由美国芝加哥航空局发布的《可持续发展机场手册》(V 3.3 版)从规划、绿色机场的设计与施工、绿色机场的运营与维护、航站楼用户 4 个方面来设置绿色机场评级系统。截至 2019 年 12 月,芝加哥奥黑尔国际机场和芝加 哥中途国际机场通过使用《可持续发展机场手册》,在绿色机场的设计与施工阶段对包括空中交通管制塔、机场跑道等在内的 127 个项目进行了评级,在绿色机场的运营与维护阶段对 AMC 大楼 1 个项目进行了评级,对包括星巴克、菲拉 格慕、麦当劳、芝加哥航空局证件盖章办公室等在内的 131 个航站楼用户进行了评级。
2014 年,英国的机场经营者协会在《可持续机场:改 善英国全球门户的环境影响》中,展示了英国机场希思罗机场、曼切斯特机场等在限制碳排放量方面和削弱噪声方面的成果,并制定了 2030 年、2050 年的碳排放减排计划。英国希思罗机场 2 号航站楼的建筑设计优先考虑可持续性和旅客体验,是较早实现新版 BREEAM(绿色建筑评估体系)评估的航站楼。2号和5号航站楼有 20% 来自希思罗机场的能源中心,这是英国最大的生物质能计划之一。
欧洲大陆方面,法国巴黎地区城市规划和发展局于 2015 年发起了“可持续机场区域”倡议,并于 2018 年发布 了《可持续机场领域决策者指南》。该指南从治理、愿景与战略、城市规划与发展、流动性和可及性、环境、经济发展与竞争力、社会包容与员工发展、营销与品牌等几个方面对机场的可持续发展给出了指导方向。此外,德国的慕尼黑机场基于平衡生态,以及经济和社会目标的可持续理念,从 CO2 减排、降低周围噪声、改善空气质量和保护生物多样性等方面致力于可持续机场的发展。
2005 年,日本成田国际机场制定了生态机场总体规划,提出了机场节能、减排和资源循环利用的规划及目标。创新性地提出了降低(Reduce)、再利用(Reuse)、回 收再利用(Recycle)的“3 R”计划,对废物、废水进行多次利用。为了地区和机场的可持续发展,成田机场提出了 2030 年生态机场愿景,关西机场集团在 3 个关西机场( 关西国际机场,大阪国际机场和神户机场)成立了“环境促进委员会”。二者均在 CO2 排放、资源循环利用、周边环境共生、环境管理 4 个方面设定了相应目标,以实现生态机场的目的。
2015 年,印度英迪拉·甘地国际机场被国际机场协会评 为“世界最佳机场”。在 2018 年的全球机场品质服务调查报告中,英迪拉·甘地国际机场排名第一。2019 年印度民航部发布了《国家绿色航空政策白皮书》以促进和加强航空运输的绿色和可持续发展。从环境管理、机场总体规划、绿色基础设施计划、噪声管理、温室气体排放、气候变化、当 地空气质量、能源与资源节约、太阳能和其他可再生能源、 废物管理、水资源管理等方面制定了绿色航空的发展计划。
国外绿色机场规划内容如表 1 所示。由表 1可知,航空业规模较大的国家均在 21 世纪初期便发布了持续机场、生 态机场的规划、手册等相关文件,而后逐渐更新完善。国外机场可持续发展研究包含的内容主要涉及经济、环境资源、 社会责任等各个方面,初步研究了人文服务方面等对绿色机场、可持续机场的促进作用。
03
我国民航机场的绿色探索
3.1 绿色机场的技术应用现状
在《纲要》绿色机场章节中,我国将绿色机场定义为 “全生命周期内实现资源集约节约、低碳运行、环境友好的机场”。四型机场的四要素相辅相成,在绿色之外的其他三要素中也存在与绿色机场相关联的内容。如在智慧机场建设 中,《纲要》鼓励在智慧能源管理等领域取得突破,采用智慧管理、智能控制的手段来达到效率提升、节能减排的绿色要求。
民航机场工程建设的相关标准规范中,早期已有多种方式提及节能、环保、健康等绿色要求。例如在建标 105— 2008《民用机场工程项目建设标准》中第四章第三节旅 客航站楼的建筑装修原则指出航站楼的建筑装修应采用节能减排及环保技术,采用新型材料以及新的设计和控制手段, 落实国家的可持续发展和能源发展战略。这表明民航机场建 设领域对机场绿色的关注实际上已经由来已久。但这一关注也随着北京大兴国际机场的规划建设,被提升到了四型机场的更高要求。
为了指导北京大兴机场的规划建设,民航局发展计划 司、北京新机场建设指挥部、北京某科技发展有限公司、 中国某民航机场建设集团公司协同清华大学、中国某建筑科学研究院等多家单位先后编制了 MH/T 5112—2016《民用机场航站楼能效评价标准》、MH/T 5033—2017《绿 色航站楼标准》、AC-158-CA—2017-02《民用机场绿色施工指南》以及 AC-158-CA—2018-01《绿色机场规划导则》,从规划、设计、施工、运维多个阶段对实施机场绿色实践提出要求和提供引导。
我国机场建筑的绿色实践要早于民航局的相关标准出台。近年来的绿色实践主要参考民用建筑的节能和绿色评价标准,以绿色建筑或节能减排的理念推动机场建设工程获得绿色建筑、建筑节能的相关认证及奖项。技术层面上,各地机场的突出绿色实践主要集中在能源节约、室内环境营造以及场地节水方面。能源节约主要包括 3 个方面。① 建筑围护结构节能,例如围护结构设计优化、幕墙可开启设计、建筑遮阳及选用高性能幕墙材料等。② 蓄冷技术应用,例如冰蓄冷和水蓄冷系统。③ 可再生能源利用,例如地源/水源热泵系统、太阳能光伏发电等。
环境营造主要包括 4 个方面。① 声环境优化,例如航站楼屋顶吸声设计及吸声材料应用。② 光环境优化,例如室内自然采光优化、间接照明设计。③ 热湿环境优化,例如辐射制冷等新型空调方式以及自然通风等被动式技术。④ 空气品质优化,例如高效过滤除尘设备、空气质量监测以及增强自然通风等。场地节水方面主要包括高效节水器具的使用、雨水回收及水多级利用技术等。我国主要大型机场的绿色认证及获奖情况如表 2 所示。
3.2 绿色技术在机场的适用性分析
近年来,将“绿色”和“机场”进行结合的研究越发得到关注。2014 年,北京新机场建设指挥部牵头并协同清华大学等多家单位组织实施大规模国内机场航站楼绿色性能调研。“十三五”期间,国家设置了重点研发计划项目“公共交通枢纽建筑节能关键技术与示范”,对机场航站楼能耗能效特征及室内环境营造进行系统研究。总体而言,高大空间、新风渗透等原因导致航站楼总体能耗较高,航站楼玻璃幕墙比例较大,容易造成室内热舒适度的不均匀。对整个机场,则面临土地节约、噪声控制、雨水控制等较大范围的难题。
2019 年 3 月,住建部正式发布 GB/T 50378—2019《绿 色建筑评价标准》。GB/T 50378—2019 在以往强调节地、 节能、节水、节材和环境保护的基础上,将评价指标体系调整为安全耐久、健康舒适、 生活便利、资源节约、 环境宜居等 5 类,充分体现了以“四节一环保”(节能、节地、节水、节材和环境保护)为基本约束,以“以人为本”为核心要求的高质量绿色建筑的特征,如图 1 所示。
新标的各项指标中,无论是传统的资源节约和环境宜 居,抑或是新近强调的安全、健康、便利等内容,能较好对接平安、绿色、智慧、人文的理念与要求。按照“适用于陆侧”“适用于空侧”“理念相同,具体操作需微调后适用” 和“完全不适用”简要分类,得出以上 4 种类型条文在总条文数中的占比如图 2 所示。
由图 2 可知,机场在 5 大性能下所体现的具体内容与民用建筑既存在适用性,也存在差异性。为此,针对机场的建设,可充分借鉴民用建筑领域 5 大绿色性能,同时结合机场领域自身的特点,对相关重点关键技术点进行研究及实践实用,相关绿色的内容需做进一步的适应性调整 ,如图 3 所示,探索一条适合机场绿色建设的方法路径。如“安全耐久”板块应重点关注机场的安全管理、针对机场部品、材料的耐久性要求,“健康舒适”板块应重点关注机场高大空间的气流组织管理、不同类型空间的细化环境要求、渗风等重点环境问题,“生活便利”板块应重点关注机场的人员导向标识系统、无障碍及便捷服务设施以及协同高效的智慧运行系统,“资源节约”板块应重点关注陆侧交通组织、能源站和末端的综合管理、水资源综合利用和建筑设计的绿色新材料选用,“环境宜居”板块应重点关注机场的整体海绵设计、抗干扰性室外材料选型以及室外环境的综合规划。
04
结 语
在快速发展的民航机场中加载绿色的理念是我国“四 型”机场的建设要求,也因为绿色建筑形成的经验而具有可行性。功能的特殊性使得机场的规划设计、相关方、系统和空间等方面跟常规民用建筑有着巨大差异,因此绿色的实现更需要因地、因需、因人而特别思考和筹划。
(1)绿色机场的顶层设计需要全寿命期视角。城市的机场规划之初就需注入土地、环境、交通、能源等绿色理念,设计阶段需确定绿色关键指标和配套标准体系,建设过程中需强调节约资源、避免破坏环境、形成过程数据,未来的运营期需从资源消耗、环境评估等方面,围绕数据、效率开展持续改进。
(2)绿色机场建设是立体复杂的全系统工程。机场的空间包括飞行区、航站区、场区等,运行系统包括航空器、地面车辆、能源站、航站楼等多种功能的设施。这种立体化、多维度的系统特征,决定了绿色机场的内容包含远丰富于常规民用建筑,环境要求跨度和系统匹配精度也远高于常规民用建筑。绿色机场的实现务必要有更复杂和系统的统筹。
(3)绿色机场的运行需要更多维的全员参与。机场不仅是静态的建筑,机场相关的航空器、内外部车辆持续在运转,输送着大规模、高强度的人员和物品。常规建筑往往以使用者(办公楼宇里的办公人员、商场里的顾客等) 为核心组织环控系统,而机场的使用者除旅客外,还有大量如票务、安保、设施运维等管理条线更为复杂的人员。因此,绿色机场不仅要保障旅客的舒适性,更需要从上述管理者视角进行考量,将安全、舒适、节约、灵活等绿色性能落到实处。
知识点:绿色机场的实践与展望
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绿色建筑设计
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