机场改扩建工程节能评估方法探讨

张芸芸

上海东方延华节能技术服务股份有限公司

机场改扩建工程节能评估方法探讨

张芸芸

上海东方延华节能技术服务股份有限公司

根据《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》，采用能源利用三步分析原则和多能源策略方法，以某国际机场改扩建工程的节能评估为例，对机场建设工程节能评估报告的方法和内容进行阐述。

节能评估固定资产机场

0 引言

加强节能工作是深入贯彻科学发展观、落实节约资源基本国策、建设资源节约型和环境友好型社会的一项重要措施。国家发展改革委下发了《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》（中华人民共和国国家发展和改革委员会2010年第6号令），要求2010年11月1日起在全国发展改革系统内开展固定资产投资项目的节能评估和审查工作[1]。从此，节能评估上升到和环境影响评价同等的法律地位。

机场作为能源消耗量巨大的大型公共设施，开展节能评估，合理采用节能措施可以有效地减少机场的运营成本，提高机场自身的经济效益，增强机场发展的可持续性。本文采用能源利用三步分析原则和国际上通行的《多能源策略方法》，结合某国际机场改扩建项目的节能评估案例，对机场现有项目和改扩建项目进行评估和比较，阐述了机场改扩建项目节能评估的方法和内容。

1 节能评估分析方法

1.1 能源利用三步分析原则

能源利用三步分析原则（图1）是国际上普遍采用的节能分析原则，是实现能源高效利用的可持续建筑的基本原则，它包括：1）严格审核分析建筑环境的能耗需求，在满足建筑功能要求的前提下，尽可能地采取措施将能耗需求降到最小；2）对必需的能耗需求，尽可能采用可再生能源；3）如果仍需要采用常规能源，则尽可能采用高效率的技术与设备。

图1 三步分析原则示意图

该机场三期建设中能源系统的节能评估工作，主要采用能源利用三步分析原则，从能源的供给、传输和需求方面进行分析和评估。

降低能耗需求是节能措施中最有效、直接、经济性最好的节能措施。比如利用CFD气流模拟软件优化空气调节设计和优化交通路径，降低运输能耗和时间消耗等措施。

优化能源供给结构是对必须的能耗需求，尽可能采用可再生能源，降低对常规电能、燃气、燃油、市政水的消耗，以及对周边能源消耗的影响。比如机场利用自然采光技术。自然采光方式中侧窗、天窗、中庭采光均通过外窗的设计实现自然采光，适合用于大空间、大面积的机场航站楼；采用光导管、光导纤维、采光搁板、棱镜窗等新型采光方式，适合用于需24小时照明的机场地下车库。自然采光不但可以节省大量照明耗电，还能提供更为健康、高效、自然的光环境。

采用高效的技术和设备，提高能源系统的运行效率，减少能源消耗[2]。比如采用高效空调系统冷热源设备，降低空调系统能耗和采用节能灯具、设备，以及照明系统采用光控、时控、声控等智能控制手段。

1.2 多能源策略方法

采用多能源策略的目的是确保本项目用能的安全性、合理性和经济性（图2）。对可再生资源合理的开发利用有利于本地区调整能源结构、优化用能环境和保障用能安全，可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等；对于非可再生能源如电能、天然气和自来水的合理利用，降低能耗是节能工作的重点。

图2 多能源策略应用示意图

本报告将项目需用能源资源作为一个整体来考虑，以获取最高的利用效率，最大限度地合理利用资源，对机场及周边地区可利用能源的种类、分布、储量、品位、开发利用的可能性条件，以及资源的最佳利用效果等方面，进行客观的评估。

2 项目概况

该机场建设项目重点包括修建第二跑道，建设总客流量2500万人次的T3航站楼，对机场总平面进行调整优化，统筹考虑机场交通等方面设施。项目建成后，包括T1、T2及近期T3航站楼在内，整个机场能满足2020年3800万人次年旅客吞吐量需求。

项目总投资约160亿元，总新建建筑面积约为58万m2，年综合能源消费量为1.72万吨标煤。按照《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》要求，本项目年综合能源消费量达到3000吨标准煤以上，应单独编制节能评估报告书，且节能评估和审查意见作为项目审批、核准或开工建设的前置性条件以及项目设计、施工和竣工验收的重要依据。本项目为由国家发展改革委审批的项目，因此其节能审查也由国家发展改革委负责。

3 能源情况及能效水平评估

3.1 能源供应与消耗

目前，机场能源消费对外依存度较高，大部分的用电、用气依靠外购，仅用水可实现部分自产，但仍不能满足高峰时段需求，且供电、供水和供气受外围条件限制，存在一定的用能安全和保障问题。三期项目投入使用后会对当地能源消耗带来较大的冲击，因此，在机场三期建设初期就需要协调好与当地经济、环境和能源之间的关系，重视能源总需求和结构需求。

机场现有能源消费类型为电、天然气、水、油。将各种能耗折算为标煤能耗后进行比较，得到2010年该机场的总能源消费结构分布饼图如图3所示，可以看到，电耗所占比重最大，占总能源消耗的78.4%，是机场主要的能源类型；其次是天然气，耗量占总能源消耗的14.5%；汽油、柴油、水耗量占总能源结构的3.8%、1.4%、1.9%，在能源消耗中占比较小。

图3 2010年能源消费结构分布饼图

3.2 能效水平

根据机场能耗、产值、旅客吞吐量和航站楼面积，计算得到机场的能耗指标[3]，进行能效水平分析评估，能耗指标见表1。目前该机场能效水平远高于当地平均能效水平，属低能耗企业。

表1 2010年机场运营能耗指标表

机场能效水平横向比较。与同属于夏热冬冷地区的机场相比，该机场万元产值能耗属于平均能耗水平；与寒冷地区和严寒地区机场相比，该机场万元产值能耗处于较低水平。如图4所示。

图4 机场三期与国内同类机场万元产值能耗指标对比

4 节能措施评估

对机场生产工艺、动力、建筑、给排水、暖通与空调、照明、控制、电气等方面的节能技术措施和能源监测、计量等节能管理措施进行评估，本文重点介绍对该机场的空调系统、供油系统工艺流程、雨水回收和能源计量的节能评估。

4.1 空调采暖系统

机场空调系统热源采用3台9.1MW燃气热水锅炉，存在燃气不足的现状。为了解决这一问题，机场改扩建项目可采用能源利用三步分析原则。

1）减少系统的能耗需求。减少机场空调系统的能耗需求，有效的方法是对机场建筑围护结构进行改造和评估。机场围护结构的特点是航站楼大部分立面采用玻璃立面，因此通过外墙、屋面和外窗形成的空调冷负荷较大。采用立面遮阳可以有效减少因太阳得热而增加的空调负荷，机场围护结构的保温、隔热措施对节能的影响比较明显。

2）采用可再生能源。机场三期项目中建议采取地源热泵+常规冷机的冷热源形式，该系统无需消耗天然气，且能源利用效率较高，由此可降低运行能耗费用17.99%，能源消耗量减少17.96%。对于国际机场这样常年需要空调的航站楼，自然通风具有很大的环境效益与经济价值。

3）提高系统效率。从系统的能源供给、传输和系统末端方面提高空调系统的效率。提出建议：①充分利用免费冷源，减少空调冷源系统运行时间；②采用全热交换新风机组，额定全热热回收效率不低于60%；③空调系统新风量采用二氧化碳浓度控制；④系统采用智能控制系统，控制参数包括：冷水机组供回水温度、压力；冷冻水系统的供、回水总管温度及压力等，保证系统高效运行。

4.2 供油系统工艺流程节能评估

目前机场油库供油主要采用公路和铁路配送，当机场年供油量超过30万吨，公路运油由于运油车数量和周转次数的增多，增加了人工运输成本和航煤的损耗，同时受天气和路况影响较大，因此这种进油方式不能达到三期项目建成后的供油需求和节能目标。而且目前油库供油泵额定效率60%，泵效率较低，机场航煤损耗率较高。

为降低航煤系统的的损耗，建议减少运输环节和降低运输成本，保障机场的供油安全，建议修建一条供油专线，为机场经管线提供航煤供给。同时建议三期新增供油系统选用高效供油泵。

4.3 雨水回收

机场雨水按流域划分为空侧和陆侧。机场自投入运营以来，由于飞行区排水口截面过小，遇大雨时排水不畅极易渍水，飞行区南端年年有洪涝灾害。

为解决这一问题，建议回收利用雨水。雨水回收后作为冲厕、绿化浇洒、冲洗路面等用水的非传统水源。一方面降低机场水源的消耗量，另一方面可减小降雨对机场排水系统的压力。

4.4 能源计量

目前机场未对主要耗能设备实施分项计量，在三期设计中仅考虑计费系统。机场配套设施较多，用能系统和设备复杂，机场建成后的运行管理难度较大，为了加强机场耗能系统的管理，准确、及时地了解其各机电设备的能耗状况，发现可能存在的能耗漏洞，开展节能降耗工作，可对机场耗能系统进行分项计量[4-5]，定制一套能源监控管理系统。该机场三期主体工程分项计量如图5所示。

图5 机场能源分项计量结构图

4 结语

本文介绍了能源利用三步分析原则和国际上通行的《多能源策略方法》两种节能评估方法，并应用于某国际机场改扩建项目的节能评估工作。着重介绍了机场的能源情况及能效水平评估和节能措施评估内容，得到如下结论：

1）机场具有建筑规模大、用能系统复杂的特点。机场改扩建工程的能源供应情况和对当地能源消费的影响对机场的建设和运行十分重要。本文采用国际上通行的《多能源策略方法》对机场及周边地区可利用能源的种类、分布、储量、品位、开发利用的可能性条件，以及资源的最佳利用效果等方面进行客观的评估，可以确保项目总体用能的安全性、合理性和经济性。

2）能源利用三步分析原则，既可以用于机场整体用能情况的节能评估工作，也可以用于机场空调系统等分项系统节能评估，从能源的供给、传输和需求方面全面、高效、准确地反映机场的用能情况，提高机场的能源利用效率，优化机场的能源结构。

[1]国家发展和改革委员会.固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法[Z].2010

[2]方利国.节能技术应用与评价[M].北京:化学工业出版社,2008

[3]综合能耗计算通则(GB/T2589-2008)[S].

[4]住房和城乡建设部.国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统楼宇分项计量设计安装技术导则[Z].2008

[5]用能单位能源计量器具配备和管理通则(GB17167-2006)[S].

Ene rgy Conse rva tion M e thod s and M easu rem en t fo r A irpo rt Ene rgy Sav ing Assessm en t

ZHANG Yun-yun
ShanghaiDFYH TECH ServicesCo.,Ltd.

According to the“Energy Conservation Assessment and Review for Fixed Assets Investment and Project Construction”,taking a reconstruction project for an international airport as an example,it is to adopt the analysis discipline of energy utilization for three stepsandmulti-energy strategies thatexplains the energy conservationmethods andmeasurement forenergy saving assessmentofairportproject.

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1003-0344（2014）02-098-4

2013-5-1

张芸芸（1982～），女，硕士，工程师；上海市普陀区西康路1255号11楼（200060）；021-62987595；E-mail:zhangyunyun007@163.com

国家科技部科技型中小企业技术创新基金（12C26213102032）；上海市优秀技术带头人（13XD1423900）；国家科技支撑计划课题（2012BAJ12B04）