关于航站楼能效对标评价的思考与建议
摘要:航站楼能效指标是评价航站楼绿色运行水平的核心指标。《民用机场航站楼能效评价指南》是指导我国航站楼能效评价的首个行业标准。本文简要分析了运用该指南进行航站楼能效评价出现的几种情况,认真思考了指南中各项指标之间的关系,并提出航站楼能效评价优化的几点建议。
一、引言
将绿色理念融入民航发展的全领域、全流程和全周期是新时代民航强国建设的重要内容,而资源节约是绿色理念的基本内涵之一。
作为机场的标志性建筑,航站楼是旅客办理值机、安检、候机、实现空陆侧转换、进出机场的主要活动区域。据统计,航站楼能耗占机场总能耗的平均比例达50%以上,同时,由于航站楼是旅客感受最直接的区域,航站楼是绿色机场建设的重中之重。建立航站楼能效指标,引导和促进航站楼能源利用高效和节约,对于绿色机场建设具有重要意义。
2016年,为规范航站楼建筑运行能耗总量控制,民航局发布《民用机场航站楼能效评价指南》MHT5112(下文简称“指南”),该指南是首个以定量指标来评价航站楼节能水平的行业标准,反映了机场的规模和地域特点,具有重要的开创价值和指导意义。
通过运用该指南对多个机场航站楼进行能效对标评价,在对标过程中形成了几点思考,希望有助于航站楼能效评价工作的进一步完善。
二、对航站楼能效对标评价的应用
指南共提出了8个系统能效指标,包括体现综合能耗的指标2个:“机场航站楼综合能耗强度”(下文简称“单位面积能耗”)和“年平均单位旅客综合能耗” (下文简称“单位旅客能耗”);体现用电相关的指标2个:“机场航站楼电耗强度” (下文简称“单位面积电耗”)和“年平均单位旅客电耗” (下文简称“单位旅客电耗”);体现供暖相关的指标2个:“单位面积年耗热量”和“单位面积年供热综合能耗”;体现供冷相关的指标2个:“单位面积年耗冷量”和“单位面积年供冷能耗”。
针对前4个指标的对标评价出现了以下3种情况:
(一)单位面积能耗与单位旅客能耗对标结果往往相左
大部分机场航站楼对标结果显示,当航站楼未饱和运行(未达到设计旅客吞吐量)时,单位面积能耗能够达标,或优于引导值,但是单位旅客能耗无法达标,如下表1所示;反之,当航站楼饱和运行(达到或超出设计旅客吞吐量)之后,单位旅客能耗能够达标/先进,但是单位面积能耗无法达标,如下表2所示。
两种情况下二者可能同时达标或达到引导值。一是航站楼业务量正好处于接近设计吞吐量区间内,二是航站楼冷热源采用了可再生能源供应方式且运行效果良好。
表 1 某饱和运行的甲I类航站楼能效对标分析
序号 |
指标 |
单位 |
约束值 |
引导值 |
2018年 |
评价 |
1 |
单位面积能耗 |
kgce/㎡ |
40 |
30 |
67 |
未达标 |
2 |
单位面积电耗 |
kWh/㎡ |
140 |
120 |
157 |
未达标 |
3 |
单位旅客能耗 |
kgce |
0.5 |
0.35 |
0.30 |
优于引导值14% |
4 |
单位旅客电耗 |
kWh |
1.75 |
1.35 |
0.70 |
优于引导值48% |
表 2 某未饱和运行的乙II类航站楼能效对标分析
序号 |
指标 |
单位 |
约束值 |
引导值 |
2018年 |
评价 |
1 |
单位面积能耗 |
kgce/㎡ |
25 |
18 |
15.9 |
优于引导值12% |
2 |
单位面积电耗 |
kWh/㎡ |
120 |
100 |
129.6 |
未达标 |
3 |
单位旅客能耗 |
kgce |
0.35 |
0.25 |
0.45 |
未达标 |
4 |
单位旅客电耗 |
kWh |
1.6 |
1.3 |
3.63 |
未达标 |
(二)机场多航站楼单独对标与总体对标结果差异较大
我国现在不少机场都拥有或在建2座及以上航站楼,T1、T2单独对标时,可能面临T1属于乙类机场、T2属于甲类机场的情况,由于乙类、甲类机场所面临的评价标准不同,结论可能会有差异;同时如果对机场航站楼总体进行评价,是2座航站楼单独对标,还是将2座航站楼视为一个整体进行对标,结论也可能不同。如下表3-表5所示,T1航站楼单位面积能耗和单位面积电耗达标,单位旅客能耗和单位旅客电耗未达标;T2航站楼情况正好相反,前二者未达标,后二者达到引导值;T1+T2视为一个整体后再对标,结果是除了单位面积电耗,其余均达标。
表 3 某机场T1航站楼能效对标分析(乙II类)
序号 |
指标 |
单位 |
约束值 |
引导值 |
2018年 |
评价 |
1 |
单位面积能耗 |
kgce/㎡ |
25 |
18 |
21.4 |
达标 |
2 |
单位面积电耗 |
kWh/㎡ |
120 |
100 |
101.6 |
达标 |
3 |
单位旅客能耗 |
kgce |
0.35 |
0.25 |
0.98 |
未达标 |
4 |
单位旅客电耗 |
kWh |
1.6 |
1.3 |
4.65 |
未达标 |
表 4 某机场T2航站楼能效对标分析(甲II类)
序号 |
指标 |
单位 |
约束值 |
引导值 |
2018年 |
评价 |
1 |
单位面积能耗 |
kgce/㎡ |
30 |
20 |
32.3 |
未达标 |
2 |
单位面积电耗 |
kWh/㎡ |
170 |
140 |
201.8 |
未达标 |
3 |
单位旅客能耗 |
kgce |
0.4 |
0.3 |
0.242 |
优于引导值19% |
4 |
单位旅客电耗 |
kWh |
2 |
1.6 |
1.51 |
优于引导值6% |
表 5 某机场T1+T2航站楼能效对标分析(甲II类)
序号 |
指标 |
单位 |
约束值 |
引导值 |
2018年 |
评价 |
1 |
单位面积能耗 |
kgce/㎡ |
30 |
20 |
29.95 |
达标 |
2 |
单位面积电耗 |
kWh/㎡ |
170 |
140 |
181.8 |
未达标 |
3 |
单位旅客能耗 |
kgce |
0.4 |
0.3 |
0.274 |
优于引导值9% |
4 |
单位旅客电耗 |
kWh |
2 |
1.6 |
1.66 |
达标 |
(三)单位电耗指标对部分航站楼对标评价不适用
在非严寒和寒冷地区,有的航站楼各类能耗几乎全部采用电力,如果用该单位电耗指标来衡量,实际上与用单位面积能耗来衡量是一样的,但指南中单位面积电耗指标占单位面积能耗的比例在59.0%~86%之间变动,如下表6所示,可能出现航站楼实际用能并不高,但对标结论是未达标的情况。
在严寒和寒冷地区,有的航站楼冬季供暖能耗占比很高(在70%以上),相对航站楼电耗占比很低,指南中单位面积电耗指标占单位面积能耗的比例在38.6%~49.2%之间变动,如下表6所示,可能出现航站楼实际用电并不低,但对标结论是达标的情况。
表 6指南中航站楼单位面积电耗(折标)与单位面积能耗指标比较
|
单位面积能耗(kgce/㎡) |
单位面积电耗折标(kgce/㎡) |
占比 |
|||
约束值 |
约束值 |
约束值 |
引导值 |
约束值 |
引导值 |
|
甲I类 |
40 |
30 |
17.2 |
14.7 |
43.0% |
49.2% |
甲II类 |
30 |
20 |
20.9 |
17.2 |
69.6% |
86.0% |
乙I类 |
35 |
25 |
13.5 |
11.1 |
38.6% |
44.2% |
乙II类 |
25 |
18 |
14.7 |
12.3 |
59.0% |
68.3% |
三、对航站楼能效指标关系的思考
(一)单位面积能耗与单位旅客能耗标准松紧不完全一致
理论上,对于某个航站楼,无论用单位面积能耗来评价还是按照单位旅客能耗来评价,要求的严格程度应该是一致的。
但从指南给出的指标来看,对于一个甲I类25万㎡,2000万人次吞吐量的航站楼,按照单位面积能耗约束值40 kgce/㎡和单位旅客能耗约束值0.50 kgce,计算得出能耗约束值均为1.00万tce,但按照单位面积能耗引导值30 kgce/㎡和单位旅客能耗约束值0.35 kgce,计算得出能耗引导值分别为0.75万tce和0.70万tce,单位旅客能耗指标引导值相对更加严格,严格程度增加约6.7%,如下表7所示。
而对于一个甲II类25万㎡,1875万人次吞吐量的航站楼,按照单位面积能耗约束值30 kgce/㎡和单位旅客能耗约束值0.40 kgce,计算得出能耗约束值均为0.75万tce,但按照单位面积能耗引导值20 kgce/㎡和单位旅客能耗约束值0.30 kgce,计算得出能耗引导值分别为0.50万tce和0.56万tce,单位旅客能耗指标引导值又相对更加宽松,严格程度减少12.0%,如下表8所示。
表 7 甲I类航站楼单位面积能耗与单位旅客能耗指标比较
甲I类 |
航站楼面积(万㎡) |
旅客吞吐量(万人次) |
||
25 |
2000 |
|||
约束值 |
引导值 |
|||
单位面积能耗 (kgce/㎡) |
单位旅客能耗 (kgce) |
单位面积能耗 (kgce/㎡) |
单位旅客能耗 (kgce) |
|
40 |
0.5 |
30 |
0.35 |
|
能耗(tce) |
1.00 |
1.00 |
0.75 |
0.7 |
严格程度 |
无 |
+6,7% |
表 8甲II类航站楼单位面积能耗与单位旅客能耗指标比较
甲II类 |
航站楼面积(万㎡) |
旅客吞吐量(万人次) |
||
25 |
1875 |
|||
约束值 |
引导值 |
|||
单位面积能耗 (kgce/㎡) |
单位旅客能耗 (kgce) |
单位面积能耗 (kgce/㎡) |
单位旅客能耗 (kgce) |
|
30 |
0.4 |
20 |
0.3 |
|
能耗(tce) |
0.75 |
0.75 |
0.50 |
0.56 |
严格程度 |
无 |
-12% |
表 9乙I类航站楼单位面积能耗与单位旅客能耗指标比较
甲II类 |
航站楼面积(万㎡) |
旅客吞吐量(万人次) |
||
4.5 |
350 |
|||
约束值 |
引导值 |
|||
单位面积能耗 (kgce/㎡) |
单位旅客能耗 (kgce) |
单位面积能耗 (kgce/㎡) |
单位旅客能耗 (kgce) |
|
35 |
0.45 |
25 |
0.3 |
|
能耗(tce) |
0.1575 |
0.1575 |
0.1125 |
0.105 |
严格程度 |
无 |
+6.7% |
表 10甲I类航站楼单位面积能耗与单位旅客能耗指标比较
甲II类 |
航站楼面积(万㎡) |
旅客吞吐量(万人次) |
||
7 |
500 |
|||
约束值 |
引导值 |
|||
单位面积能耗 (kgce/㎡) |
单位旅客能耗 (kgce) |
单位面积能耗 (kgce/㎡) |
单位旅客能耗 (kgce) |
|
25 |
0.35 |
18 |
0.25 |
|
能耗(tce) |
0.175 |
0.175 |
0.126 |
0.125 |
严格程度 |
无 |
可忽略不计 |
(二)单位面积能耗与单位旅客能耗引导的理念有所不同
单位面积能耗指标,在航站楼建筑面积既定的情况下,是有一个能耗极限值的,比如在乙II类5万㎡航站楼,能耗约束值为0.125万tce,引导值为0.09万tce。
单位旅客能耗指标,可以随着旅客吞吐量的增长,允许一个不断增长的可能,如在乙II类区域的某个航站楼,当旅客吞吐量为300万,则能耗约束值为0.105万tce,引导值为0.075万tce,当旅客吞吐量增至400万,则能耗约束值增至0.14万tce,引导值增至0.1万tce。
(三)各分项能耗加总与单位面积能耗要求有一定偏差
理想情况下,航站楼单位面积电、冷、热能耗的约束值或引导值加总应与航站楼单位面积能耗基本保持一致。如甲I类航站楼单位面积电、冷、热能耗约束值和引导值加总与甲I类航站楼单位面积能耗大致相当;甲II类的约束值也符合这一要求。但单位面积能耗甲II类引导值、乙I类约束值与引导值、乙II类约束值与引导值数据都存在一定的偏差,如表11所示。
表 11 分项能效指标加和与单位面积能耗指标比较 单位:kgce/㎡
甲I类 |
约束值 |
引导值 |
甲II类 |
约束值 |
引导值 |
单位面积电耗 |
17.2 |
14.7 |
单位面积电耗 |
20.9 |
17.2 |
单位面积供冷能耗 |
4.92 |
3.44 |
单位面积供冷能耗 |
9.83 |
6.76 |
单位面积供暖能耗 |
18 |
12.5 |
单位面积供暖能耗 |
/ |
/ |
合 计 |
40.1 |
30.7 |
合 计 |
30.7 |
24.0 |
单位面积能耗 |
40 |
30 |
单位面积能耗 |
30 |
20 |
偏 差 |
可忽略不计 |
偏 差 |
可忽略不计 |
20% |
|
乙I类 |
约束值 |
引导值 |
乙II类 |
约束值 |
引导值 |
单位面积电耗 |
13.5 |
11.1 |
单位面积电耗 |
14.7 |
12.3 |
单位面积供冷能耗 |
3.07 |
2.21 |
单位面积供冷能耗 |
4.30 |
2.70 |
单位面积供暖能耗 |
15 |
10 |
单位面积供暖能耗 |
/ |
/ |
合 计 |
31.6 |
23.3 |
合 计 |
19.0 |
15.0 |
单位面积能耗 |
35 |
25 |
单位面积能耗 |
25 |
18 |
偏 差 |
9.7% |
6.8% |
偏 差 |
24% |
16.7% |
四、对航站楼能效对标评价的建议
我国机场建设发展仍处于高峰期,截至 2019年底,我国颁证运输机场 238个,机场航站楼总面积超过1500万㎡。按照我国《新时代民航强国行动纲要》,预计到2035年,我国运输机场将达到450个。航站楼能效评价应用前景广泛,为推动航站楼能效评价更加务实,提出几点建议以供参考:
(一)系统分析航站楼能耗与面积、旅客的关系
前述指标对标结果相左、差异性大的情况,带来了用哪个指标下结论,如何下评价结论的难题。实际上,航站楼能效指标如何取舍这件事,取决于是否理清了航站楼能耗与建筑面积、旅客吞吐量之间的关系。
虽然单位面积能耗与单位旅客能耗长期被用来作为航站楼能效评价的指标,但一直以来,航站楼能耗与建筑面积及旅客吞吐量二者的关系并没有完全清晰的描述。通常的认识是建筑面积会对航站楼能耗有一个基础的影响,旅客吞吐量在一定规模内影响微弱,但突破一定规模时,因改善航站楼环境和提高服务品质的需要,可能会对航站楼能耗产生影响。但这样的认识对于指导航站楼能效评价还是过于定性,也解决不了前述提及的问题。
同时,航站楼能耗用途可分为供暖、制冷、照明、设备设施运行等,建筑面积、旅客吞吐量对供暖能耗、制冷能耗、照明能耗、设备设施运行等能耗的影响将最终影响航站楼能耗与建筑面积、旅客吞吐量的关系。
因此,建议在航站楼能耗结构分解基础上,逐一建立与建筑面积、旅客吞吐量之间的关系,并基于分解分析的情况,得出总体的定量的结论。在分析过程中,还应对旅客吞吐量影响能力的拐点予以特别关注。
(二)协调统一不同能效指标的标准要求
指南中提出了8个能效指标要求,前述说明了各指标之间存在松紧不一致,分项加和与单位建筑能耗有偏差等情况,在指南修订和优化中应按照协调一致的原则,进行调整。如单位面积能耗与单位旅客能耗,本文提供一种可以与单位旅客能耗保持一致标准要求的调整建议,如下表12所示。
表 12 基于协调一致原则的单位面积能耗引导值建议
|
单位面积能耗(kgce/㎡) |
单位旅客能耗(kgce) |
|||
约束值 |
引导值(原) |
引导值(新) |
约束值 |
引导值 |
|
甲I |
40 |
30 |
28 |
0.5 |
0.35 |
甲II |
30 |
20 |
22.5 |
0.4 |
0.3 |
乙I |
35 |
25 |
23.5 |
0.45 |
0.3 |
乙II |
25 |
18 |
18 |
0.35 |
0.25 |
(三)适时形成配套实施细则,明确对标方法和适用情形
指南中主要给出的是术语、指标解释、指标约束值和引导值等,并不包含指南对标应用具体操作方法,评价结果建议等实施层面的内容,这也造成了一定程度上航站楼能效对标工作的主观性和无序性。就目前来看,配套实施细则至少需要明确单位电耗指标适用的情形,各能效指标结论不一致时如何进行评价,机场拥有多个航站楼时对标如何实施等方面的内容。
五、结束语
在民航贯彻绿色理念的指导思想下,航站楼能效评价已成为行业在能耗总量控制方面开展的探索性工作,随着持续性优化改进,相信它将在我国绿色机场评价与发展过程中发挥重要作用。(作者:孙施曼 中国民航机场建设集团有限公司)
参考文献
[1]纲要编制组.《新时代民航强国建设行动纲要》[R]. 中国民用航空局, 2018.11.26
[2]北京首都机场节能技术服务有限公司,等. 民用机场航站楼能效评价指南MHT5112-2016 [S]. 中国民用航空局, 2016.1.27
[3]高晓辉,等. 公共建筑践行运行能耗总量控制的探索:《民用机场航站楼能效评价指南》[J]. 建筑节能, 2019(10):16-22.