创建航站楼能耗评价模型-浦东国际机场的规划故事

对机场航站楼进行综合和分项能源利用效率进行评价是具有重要意义的。事实上，只有当我们能够计算出既有航站楼建筑在其设计（结构、建筑、暖通、照明、给排水等）条件下的总能耗、分项能耗，并将其与其他航站楼建筑进行比较，我们才能在建筑能耗上判断孰优孰劣，从而知道从哪里着手降低能耗。

为了实现节能目的，浦东国际机场2号航站楼在方案设计和优化过程中，在我国首次建立了一套航站楼能耗评价方法，这对于我国机场航站楼节能、节能改造和能效评价都有重要的示范和借鉴意义。

根据初步设计，设计单位先建立了航站楼建筑能耗基本模型。为了评价和优化浦东国际机场2号航站楼设计方案，设计人员又分别参照我国上海市工程建设规范《公共建筑节能设计标准》和《美国非住宅建筑节能标准（ASHRAE 90.1-2001）》，建立2号航站楼的两个可比较的建筑能耗基准模型。

上海建筑节能标准对维护结构如玻璃、外墙和屋面的传热系统，对照明配电负荷，空调主要设备效率、电机效率等作了最低限规定。在建立上海建筑能耗模型时，需将上海标准中规定的最低指标代替2号航站楼基本模型的相应参数，同时保留基本模型中的其他输入信息。ASHRAE 90.1是目前美国通用节能标准，达到这一标准也是绿色建筑LEEDTM认证的起评线。ASHRAE 90.1包括强制性标准、描述性方法和能耗成本预算方法。强制性标准对窗墙面积比、天窗面积比、屋面传热系数、外墙传热系数、外窗（包括透明幕墙）传热系数和遮阳系数，屋顶天窗传热系数与遮阳系数、底面接触室外空气的架空（或外挑）楼板，照明功率密度，空调主要设备效率，电机效率等性能参数作了最低限度规定。在满足强制标准前提下，允许采用描述性方法或能耗成本预算方法来检验设计是否符合ASHRAE 90.1。描述性方法对各能耗系统及控制作了详细规定，如窗墙比、空气热回收、空调变流量控制等。为使项目实施富于弹性和可操作性，也可用能耗成本预算方法来替代描述性方法。即如果原设计模型能耗，比用描述性方法建立的模型能耗低，也视为符合ASHRAE 90.1。2号航站楼的ASHRAE模型就是在满足强制性标准基础上用能耗成本预算方法建立的。上海市规范对空调系统控制和系统要求未作规定。其所限定的其他最低限值，相对目前技术水平和能耗状况也偏于保守。相比之下，ASHRAE 90.1代表了较高的建筑节能水平。

华东建筑设计研究院采用建筑能耗逐时分析软件Equest 3.5，对各模型条件下的浦东国际机场2号航站楼和二期能源中心进行能耗计算。将基本模型分别与两个基准模型进行总体能耗和分项能耗比较，再进一步针对基本模型的差距进行改进，得到2号航站楼的优化模型。最后再将优化模型与两个基准模型作比较，即可知道优化模型优为几许、优在何处。在此研究的基础上，设计方案主要在七个方面进行了方案优化：玻璃幕墙；照明配电负荷；自然通风；变风量空调；自然采光；高效冷水机组；空调二次冷热水泵变流量，最后得到了2号航站楼优化模型，即2号航站楼的最终设计方案。

根据优化模型计算结果，可知照明配电占2号航站楼和能源中心总能耗的39％，空调（包括制冷机、水泵、风机、冷却塔）占32％，室内设备占29％。与基本模型、上海基准模型、ASHRAE基准模型和浦东国际机场一期工程（1号航站楼和一期能源中心）相比，2号航站楼优化模型（对应实际设计方案）在全年能耗指标、全年能耗成本指标有如下优势：(www.xing528.com)

（1）与基本模型比较，年节电率54.9％，年节电量1.3亿kW·h，年减少电费支出57.9％。年节能49.7％，年减少能源支出56％。

（2）与上海基准模型比较，年节电率17.6％，年节电量0.23亿kW·h，年减少电费支出17.7％。年节能13.7％，年减少能源支出16.3％，优于上海市《公共建筑节能设计标准》。

（3）与ASHRAE 90.1基准模型比较，年节电率14.2％，年节电量0.18亿kW·h，年减少电费支出11.8％。年节能10.2％，年减少能源支出10.4％，优于《美国非住宅建筑节能标准》（ASHRAE 90.1-2001）。

（4）与浦东国际机场一期工程相比，单位面积节电10.7％，单位面积节气75％（因一期为热电联供，燃气轮机耗气量大，但发电供航站楼使用），单位面积总能耗（电+天然气）减少42％，全年总耗能成本节约30％。

根据以上数据可以确认，浦东国际机场2号航站楼和二期能源中心，通过设计方案优化，在建筑节能方面取得了十分显著的成效。