机场航站楼暖通空调设计探讨

机场航站楼暖通空调设计探讨

张为

中国民航机场建设集团有限公司东北分公司110043

摘要：在机场中，航站楼即候机楼，是航站区域一个非常重要的建筑物，是机坪在地面交通中重要的纽带。近些年来，随着航空业的快速发展，修建的候机楼越来越现代化，其具备建筑面积大，设备复杂以及使用功能多，人流量大的特征，并且航站楼暖通空调设计有很强的专业性、设计难度比较大。因此做好机场航站楼暖通空调设计是非常关键的。基于此，本文以东北地区为例，对机场航站楼暖通空调设计进行分析。

关键词：民用机场；航站楼；暖通空调设计

一、东北地区地域性特征

本文研究的东北地区自南向北跨中温带与寒温带，属温带季风气候，四季分明，夏季温热多雨，冬季寒冷干燥。自东南而西北，年降水量自1000mm降至300mm以下，从湿润区、半湿润区过渡到半干旱区。

二、东北地区机场航站楼暖通空调设计

通常机场航站楼都有2层，局部还有地下，一般地下室为设备、电气用房，一层为离港大厅、安检以及行李分拣厅等，二楼为候机大厅、贵宾室等。

1、冷热源设计

空调冷源由地下一层冷冻站内的两台制冷量1231kW的螺杆式冷水机组提供，供回水温度9～14℃，空调水系统采用一次泵变流量系统；热源来自机场院内自建燃煤锅炉房，供回水温度75～50℃，在地下一层设置换热机房，换热机房内设置空调热水换热系统和地板辐射供暖热水换热系统。经过换热机房换热的二次空调热水温度为60～50℃，地板辐射供暖的热水温度为45～35℃。换热系统循环泵均采用变频控制，系统定压均采用变频泵定压，地暖系统设置气候补偿器。

2、空调系统设计

航站楼入口大厅、二层候机厅等高大空间区域采用一次回风的全空气空调系统，新风采用定新风比25%。由于本楼层高较大、新疆地区昼夜温差较大、机场所在区域较为空旷、本机场为支线机场，航班不是很密集，所以在过渡季节以及夜间航班较少的时段尽量采用自然通风，屋面设置了大量可电动开启的采光窗，既可作为自然通风的通风口，也可当做自然排烟的排烟口。不但节能、而且效果好。一层大厅采用侧吹球形喷口送风，风口安装高度4.5米，大厅面积约3900㎡，选择两台45000m2/h的组合式新风机组送风，回风采用下回风。二层候机大厅由于层高较大，局部最大的地方达到了13.5米，且屋面为不规则曲面，设置顶送风无法实现。设置侧送风单面送距离过大，达到了36米，且能够设置风口的部位也非常有限，双面送无法实现。通过与建筑等专业的多次协商，送风形式采用了分区域设置送风塔的方式，本楼送风塔暂定与伊宁机场相同，后期根据装修及招商等情况再定。

3、机场航站楼空港旅客大厅的空调方式

一般机场航站楼具有高度高、空间大的特点，在空调送风时需要考虑温度、湿度的稳定性以及舒适性，当高大空间建筑无条件配置分层空调系统和分区空调系统时，只能设置全室性全空气空调系统。应利用合理的气流组织，通过集中的送回风系统，对全部空间的进行空调，以保证全部区域达到合理的舒适度标准。某航站楼到达大厅、出发大厅、安检大厅、国内国际候机大厅、免税店、行李分拣等大空间部分采用全空气定风量空调系统（过渡季节可采用全新风系统，达到节能的目的），分别设置独立空调机组送风。为适应新风量的变化，对应设置排风机并联运行，采用台数调节以改变排风量。集中送回风系统，应深入进行气流组织计算。根据空调区的温湿度参数、允许风速、噪声标准、空气质量、温度梯度以及空气分布特性指标（ADPI）等要求，结合内部装修、工艺或家具布置等确定；复杂空间空调区的气流组织设计，宜采用CFD数值模拟计算。

4、排烟系统

排烟系统设置的难点在于一是房间层高过大，基本上都超过6米，无法划分防烟分区，二是建筑划分的防火分区面积过大，某一防火分区面积达到13000㎡，如果设置机械排烟，那么排烟量极大，且本楼为曲面网架结构，屋面设置排烟风机难度较大。综上几点，最终决定采用在屋面设置电动窗的方式，电动窗不但充当机械排烟的排烟口，还可作为空调的排风口，自然通风的通风口。有一种观点是这种高大空间的建筑可以不设计排烟系统，理由是高大空间的顶部空间是一个巨大的储烟仓，在烟气到达清晰高度的时候人已经由足够的时间疏散。但这种方案需要有专业的消防论证，且也存在较大争议。很多工程由于受到时间等因素的影响，采用了电动窗的排烟方式。

三、机场航站楼暖通空调设计难点分析

1、机场航站楼消防安全解决方案

（1）航站楼建筑空间较大、公共空间相互连通，对此项目的基本的要求是人员疏散安全、使用便利、建筑美观、结构安全。目前很多机场具有较好的管理水平，火灾较少发生。然而一旦出现火灾事故可能会造成较为严重的后果，威胁到旅客生命安全，并且可能中断机场的连续运营。机场中某些运营和设计目标与消防安全设计之间存在潜在的冲突。例如：安全方面的考虑、建筑设计方面的考虑、保证旅客流动的便捷性、商业运作等。航站楼内所有公共空间与非公共空间之间应采用必要的防火分隔措施。

（2）针对公共建筑空间，难以采用传统的隔墙来限制火灾及烟气的蔓延，而采用性能化设计的方法来制定相应的消防安全解决方案。

第一合理划分防火分区：对于航站楼内具有独立疏散条件的业务用房、集中设备区、贵宾用房等按规范要求划分防火分区，与其他空间进行防火分隔。第二公共空间内高火灾荷载区域按防火单元、防火舱和燃料岛处理。

（3）减少对运营的干扰基本策略

第一合理划分消防联动控制分区，并采用分级控制方式：为减少火灾对运营的干扰，对航站楼内难以按规范进行防火分区划分的公共空间，应根据各区域功能特点、防火分隔条件等因素合理划分防火控制分区，控制每个分区面积不大于5000m2，并根据火灾可能影响范围采用分级控制方案。第二采用分阶段引导人员疏散策略：采用分阶段疏散策略，即首先将火灾区域人员进行疏散，在必要时，再将其他可能受到影响区域的人员疏散至安全场所。人员在疏散过程中，首先进入相对安全区域，再经由相对安全区域疏散至最终安全场所。

2、机场航站楼暖通空调节能存在的问题及解决方案

（1）目前我国东北地区大部分航站楼未配置用能分项计量系统，不利于节能减排的精细化管理：航站楼用能系统包括空调系统、照明系统、电梯系统、行李传送系统、商铺、屏显系统等。对航站楼各分项能耗进行单独计量不仅可以实时采集航站楼详细的分项计量，还可以分析诊断设备运行状况，挖掘运行节能潜力，十分利于管理节能和行为节能。

（2）航站楼玻璃幕墙比例过大，大部分航站楼空调系统设计与室内冷热需求不匹配，末端容量不足、源测容量过大。在大玻璃幕墙航站楼较为普遍的情况下，要重视源侧容量过大和末端容量选择不足、同时影响系统能效和旅客满意度的问题。

（3）航站楼无组织渗风和空调送风短路等气流组织问题值得重视；由于航站楼频繁开启大门较多，无组织渗风较为严重，影响冬夏季节航站楼室内热舒适，也不利于节能。冬季主要发生在到达层、出发层大门及廊桥区域，冬季室温偏低个别航站楼登机口冬季室温甚至低于0度以下。夏季无组织渗风也会带来室内环境参数无法控制达标、湿度过大等问题。此外部分航站楼公共区域存在夏季“气流死区”，甚至出现送回风短路现象，导致了旅客抱怨和运行能源浪费。

四、结束语

综上所述，在进行机场航站楼暖通空调设计的过程中，要根据机场的具体现状采取相应的方法进行设计，这样不仅可以对室内空气品质进行改善，还能提升经济和社会效益，推动机场朝着健康稳定的方向发展。

参考文献

[1]吴翠，张日，刘爽.大型机场航站楼空调形式探讨[J].工程建设与设计，2015（10）：88-92.