严寒地区航站楼绿色建筑设计研究

王晖

摘要：随着可持续发展成为社会主流，建设绿色机场已成为我国走向民航强国的必然趋势。本文在分析航站楼特点的基础上，结合严寒地区地域特征和《绿色建筑评价标准》，尝试探讨一些航站楼设计时可采取的绿色设计方法，更好的促进民航绿色机场的发展。

关键字：严寒地区 航站楼 绿色建筑 适宜性技术

一、引言

21世纪已经进入绿色经济时代，实施绿色战略、走绿色发展之路已成为时代潮流。我国绿色机场概念最先是2007年民航局在《关于开展建设绿色昆明新机场研究工作的意见》中提出的，随后开始在国内民航业盛行，建设“资源节约型、环境友好型、科技创新型和人性化服务”的绿色机场已成为我国走向民航强国的必然趋势。绿色机场离不开绿色建筑，而机场范围内的典型建筑就是航站楼。航站楼的绿建设计是绿色机场概念的重要组成部分，也是机场绿色环保的重要体现。笔者多年来一直从事内蒙支线机场的设计工作，本文结合地域特点，对严寒地区航站樓如何进行绿色设计进行一些简单探讨。

二、严寒地区地域性特征

本文所研究的范围为内蒙古所处的严寒地区，冬季漫长而寒冷，多数地区冷季长达5到6个月。其中1月份最冷，月平均气温从南向北由-10℃递减到-32℃。夏季温热而短暂，多数地区仅有1至2个月，部分地区无夏季。最热月份在7月，月平均气温在16℃～27℃之间，最高气温为36℃～43℃。气温变化剧烈，冷暖悬殊甚大。降水量受地形和海洋远近的影响，自东向西由500mm递减为50mm左右。蒸发量则相反，自西向东由3000mm递减到1000mm左右。晴天多，阴天少，日照时数普遍都在2700h以上，长时达3400h。冬春季多风大，年平均风速在3m/s以上，蕴藏着丰富的光热、风能资源。

三、航站楼特点与能耗分析

航站楼是机场的标志性建筑，主要服务对象为旅客，提供值机、安检、候机、行李托运以及机票销售等服务。航站楼占地、规模及体量较大；功能和流线复杂；实墙面较少，玻璃幕墙较多，窗墙比较大；室内多为高大空间；航站楼运行时间长；内部人流量大；对室内环境品质要求较高。航站楼内聚集大量旅客并运行各种设备，成为机场能源消耗的重点。航站楼能耗主要是空调及照明用电，另外还有电梯、扶梯、行李设备、弱电设备等耗电。在全年能耗中，大约50%～60%消耗于空调制冷和采暖，20%～30%用于照明。仅就能源消耗而言，航站楼单位面积耗电指标远超当地公共建筑指标，航站楼节能潜力巨大。

四、严寒地区绿色航站楼的设计思路

作为地域的门户，航站楼建筑具有标志性、时代感与开放性的特点。设计应依据当地自然资源条件和气候特点，尊重当地习俗，因地制宜的创造具有时代特点和地域特征的建筑。建设绿色航站楼应坚持技术创新，积极采用新材料、新能源和节能新技术，减少能源消耗及水、空气、噪音等环境污染。结合《绿色建筑评价标准》的评分项，简单探讨严寒地区航站楼适用的绿色建筑设计方法。

1、节地与室外环境

（1）土地利用

《民用机场总体规划》中明确要求，机场规划应因地制宜、合理布局、节约用地，提高土地利用率。但由于航站楼自身功能的特殊性，层数低、占地多，容积率低，无法满足容积率评分规则。绿建设计可以通过提高绿地率实现建筑与环境统一，充分利用航站区用地，围绕航站楼、进场路及停车场周边设置绿地，并对公众开放。

（2）交通设施与公共服务

设计时统筹市政、建筑、景观等专业对航站楼室外场地进行布局，协调建筑、停车场出入口位置，优化场内道路及高架桥布置，合理布局人行道、公交车路线及站点、旅客停车场及员工自行车停车设施，考虑无障碍设施。

（3）场地生态

结合现状地形地貌进行场地设计，选择适应当地气候和土壤条件的植物，采用乔、灌、草结合的复层绿化，其中航站楼陆侧与停车场间种植草坪和灌木，停车场车位之间绿地种植乔木，停车场与进场路间景观绿化种植乔木、灌木和草坪，停车位采用植草混凝土砖。

设计重视雨水收集利用的重要性，合理设置绿色雨水基础设施。航站楼屋面汇水面积较大，设置屋面雨水回收利用系统用于室外绿化灌溉或景观水补水。草坪设置为下凹式绿地，选择和搭配抗旱、耐淹的植物品种，直接收集雨水回渗地下。室外停车场和人行道路用植草混凝土砖、透水沥青等透水性铺装，在景观广场下面可设置雨洪调节池。

2、节能与能源利用

航站楼的节能方式有很多种，归纳起来就是合理设计、充分利用太阳能、提高围护结构的保温隔热性能、使用新技术、新材料和新设备、利用可再生能源，同时提高传统能源的使用效率来达到节能的目的。

（1）建筑与围护结构

体形系数是影响建筑耗能水平的重要因素，体形系数每增大0.01，耗能指标约增加2.5%。因此体形设计应力求简洁，尽量避免复杂的轮廓线，减少外表面面积。依据严寒地区气候特点，航站楼体形设计应在满足功能和美观的基础上，不仅控制体型系数尽量小，还要考虑冬季日辐射热多，并且对避寒风有利。

（2）紧凑平面布局，规整平面形状

严寒地区航站楼应采用有利于保温防寒的集中式平面布置，并尽可能的加大进深。相同基底面积的建筑，如果采用凹凸过多、进深过小的平面，会造成建筑外表面积和散热面增加，对节能不利。因此，严寒地区航站楼应平面布局紧凑，建筑形体规整。

（3）结合使用功能，进行温度分区

航站楼内不同房间的使用要求以及人对热环境的需求不同，设计时应进行合理分区。把对冷热变化不太敏感的场所，如厕所、走道、行李库房、设备机房等布置在阴面；将舒适度要求较高的房间，如候机厅、迎送大厅等布置在阳面。北面设置的房间成为建筑外部与南侧主要使用空间的缓冲区，在布局上构成防寒空间，从而获得能源利用的最优化。

（4）加强围护结构的保温节能设计

严寒地区冬季室内外温差大、采暖期长，提高围护结构的热工性能对降低采暖和空调的负荷和能耗作用非常明显，同时也关乎室内的舒适性，必须严格控制。建筑节能与墙体构造形式是密不可分的，必须采用保温隔热性能好的墙体材料，首选外保温构造，加强室内有水房间外墙的防潮防水构造，避免热桥。

外窗不仅是能量散失的主要原因，而且还是获得能量的主要途径，所以外窗设计是应使能量损失和能量获得达到平衡，并尽可能使窗户获得太阳能。使用断桥隔热门窗，提高门窗气密性，对安装缝隙采取适当的构造措施，尽量减少外围护结构构件的缝隙。推广使用Low-E中空玻璃幕墙，严寒A区使用双玻双银Low-E 中空、三玻Low-E中空和双玻Low-E中空内充氩气幕墙，使传热系数控制在1.7以下。

严寒地区首层地面建议整体设置保温，可以解决地面热量的散失和分区设置保温造成地面开裂的问题，但应注意保温材料厚度应能满足节能标准中周边地面的热阻要求。

（5）积极利用可再生资源

高效、充分的利用太阳能、风能、地热能等可再生资源将成为绿色建筑的主要技术之一，内蒙地区日照时数普遍都在2700h以上，长时达3400h，蕴藏着丰富的光热资源，为太阳能利用创造了良好条件。太阳能在机场的利用可从热利用和光电技术2方面入手，设计时结合使用功能设置太阳能热水系统，采用光伏发电、太阳能灯、光电幕墙等光电技术。光电幕墙制品可广泛用于建筑物遮阳系统、外幕墙、光伏屋顶、光伏门窗等，其利用可再生资源既节能又环保，已经在国内开始应用。

3、节材和材料资源利用

对于航站楼来说，结构材料的选择和合理利用对于节材来说意义重大。综合结构体系技术性能、外立面效果、室内空间效果等因素，建议航站楼尽量选用采用大跨度，通透性较强的钢结构形式，屋顶采用金属屋面，外墙采用玻璃幕墙，室内装修采用金属吊顶、铝板内墙、轻质内墙等可以重复回收利用的绿色建材。

建筑形体尽量规则并按模数进行设计，减少非标构件数量，实现建筑材料的标准化。优化结构设计，减少单位面积钢用量和其他建材用量。结合地区特点，设计时应优先选用本地生产的无污染、高强、耐久坚固的建材，推广使用预拌砂浆。不仅可以节省运输费用和能耗，还可提高效率、降低成本。

4、室内环境质量

（1）合理利用自然采光

航站楼具有体量大、空间变化丰富的特点，经常采用玻璃幕墙、金属屋面（采光天窗）作为建筑的外围护结构。在保证外形美观同时，保证室内旅客视线通透、典型功能空间采光充足。结合建筑智能化照明控制系统，实现自然采光和人工照明的有机结合，可以有效节约能源，但要避免眩光的形成及太阳光直射。

严寒地区未规定外窗遮阳系数，但要适当考虑遮阳措施。因为夏季靠玻璃幕墙区域和天窗下部区域的太阳辐射较强，局部区域温度降不下来，成为旅客不愿长期停留的区域。航站楼外立面一般以大面积玻璃幕墙为主，增加大量遮阳百叶有可能对立面造成影响，因此建议采取可调节遮阳措施如遮阳膜或室内遮阳帘。天窗也应注意遮阳，可在下侧安装穿孔铝板遮阳板（开孔率25%～50%），以折射和散射太阳光，使光线均匀。

（2）注重冬季防风，适當考虑夏季自然通风

自然通风能加强热传导和对流，可降低室内温度，提供新鲜空气，具有节能、改善热舒适性和提高室内空气品质的优点。但在严寒地区的冬季，会增加建筑的采暖能耗，因此必须做好冬季防风。航站楼的长轴布置一般与跑道方向平行，无法根据当地冬季主导风向进行调整，但我们可以合理的设置建筑入口以达到节能的目的。航站楼的进出港出入口、行李分拣库房出入口及办公入口由于使用频繁，成为需要重点设计的部位。严寒地区入口设置门斗并加装热风幕可以有效的防止冷风渗透，但设计时要根据当地冬季主导风向确定外门在门斗的位置、朝向以及外门的开启方向。行李库房外门设门斗并加装柔性快速卷帘门，保温效果明显。

航站楼这种大空间建筑即使设置空调和排风设施，也很容易出现空气流通不畅的现象。因此设计时应考虑夏季如何利用自然风形成自然循环，有效的降低室内温度、降低空调的使用时间来达到节能的目的。航站楼内根据消防需要设置排烟窗，同时绿标要求幕墙可开启比例≥5%，因此可以将排烟窗与通风窗相结合，以提高自然通风的效果。通过南北两侧对开通风窗，可形成穿堂风。通过同位置上下层开窗，可利用高差和热压增强通风效果。

（3）室内声环境

合理安排建筑各主要功能空间和设备用房等噪声源的位置，减少噪声干扰。对产生噪声的设备用房进行吸声处理并选用低噪声设备，楼板底面选用吸声隔震构造，建筑幕墙采用中空玻璃，使主要房间的室内噪声级达到标准要求。

五、结语

随着可持续发展成为社会主流，建设绿色机场已成为我国走向民航强国的必然趋势。绿色机场的建设离不开绿色航站楼的建设，绿色航站楼的建设涉及很多新技术、新设备、新材料、新管理，应该在航站楼节能降耗与经济效益两个方面找到结合点。航站楼实现低成本绿色建筑技术的集成运用，可以取得明显的经济效益和社会效益，对当地绿色建筑技术的推广具有较大的参考借鉴意义。随着绿色设计、实践的不断深入，必将会给我们带来更多欣喜。

参考文献：

[1]张青磊.樊重俊.冉祥来.余路.绿色机场与可持续发展理念探讨[J]中国集体经济.，2013年23期

[2] 刘武君等 绿色机场：上海机场可持续发展探索 [M]？；上海科学技术出版社.2010年

[3]中国建筑节能协会《建筑节能技术（第一版）》；现代出版社，2014年；

[4]李龙海 绿色机场航站楼节能设计 建筑节能；2008年第11期；

[3] 褚衍昌 机场循环经济研究 [J]；北京理工大学学报；2009年03期

[4]王霞.孙石磊 绿色机场评价指标体系研究 [J]；中国民航大学学报；2014年01期

[5]陈剑平. 蔡登高.胡月.刘勇.葛凯.郭道华.周建强 绿色机场建设深度思考[J]；中国民用航空；2012年144期