Текущий выпуск
№3 2017
Главная|Журнал|2 2017|Новое здание аэровокзала в Симферополе
      

Новое здание аэровокзала в Симферополе

Дарья Денисихина, Михаил Самолетов, Анатолий Храмов

Строительство современных уникальных объектов задает новую планку качеству и уровню проектирования.

New airport terminal: practice of modern design

Darya Denisikhina, Mikhail Samoletov, Anatoly Khramov

New airport terminal is under construction in Simferopol, Russia. It will be great construction of 100 000 m2 and passenger flow rate 4 510 person per hour. Building Energy model was created to investigate different energy efficient solutions for this building. Implementing of modern methods in practice design allowed to find out the set of engineer solution measures that will be energy saving for the airport terminal

Повышенные требования к микроклимату, энергоэффективности инженерных систем, экологичности объектов приводят к необходимости относиться к проектированию и строительству здания как к созданию многофакторного живого организма.

Привлечение современных методов BIM, математического моделирования микроклимата и энергетического моделирования расширяет возможности проектирования, позволяет добиться итогового качественного продукта для сложного многофункционального объекта.

Новый аэровокзальный комплекс в Симферополе строится рядом с существую­щим аэровокзалом. Помимо реконструируемой действующей взлетно-посадочной полосы должна будет заработать новая. Здание аэровокзала, парковка и прилегаю­щие здания займут территорию в 46 га.

Новый аэровокзал (площадь около 100 тыс. м2) рассчитан на пассажиропоток 4 510 чел/ч (около 8,3 млн чел./год), который предполагается достичь к 2035 году. Планируемый к 2025 году пассажиропоток составляет 3 650 чел./ч (6,5 млн чел./год). Для сравнения пассажиропоток функционирующего сегодня аэровокзала в Симферополе – 2 092 чел./ч.

Здание аэровокзала (рис. 1) строится по дизайн-проекту южнокорейской компании Samoo Architects & Engineers, размеры периметра сос­тавляют 126 х 252 м. Главный фасад представляет собой сплошной вит­раж, посредине которого располагается входная зона. Со стороны перрона к зданию примыкает посадочная галерея с пешеходными мостами, ведущими к телетрапам.

Новое здание аэропорта будет сов­ременнейшим аэровокзальным комплексом с продуманной логистикой, комфортным микроклиматом, обширными внутренними пространс­твами, удобными зонами отдыха.

Качество внутреннего воздуха и энергоэффективность

В системах вентиляции и кондиционирования используется комбинированная подача приточного воздуха в верхнюю и нижнюю зоны помещений. Большая площадь остекления, южные широты и высокий пассажиропоток существенно повышают нагрузку на систему вентиляции и кондиционирования воздуха. Проектное значение расхода наружного воздуха составило 1 200 000 м3/ч. Нагрузка на систему охлаждения достигает 11,6 МВт.

Чем больше энергоёмкость объекта, тем больший эффект будет от разработки и внедрения решений по повышению энергоэффективности здания. При этом системы вентиляции и кондиционирования являются самой энергоемкой частью в гражданском строительстве.
В рамках разработки проектной документации аэровокзального комплекса было произведено:

  • математическое моделирование микроклимата большинства помещений, в которых присутствуют люди;
  • моделирование опасности перетекания выбросного воздуха на приточную воздухозаборную решетку при обтекании здания ветром с различных сторон;
  • энергетическое моделирование здания.

То есть при проектировании нового аэровокзального комплекса преследовались цели и по обеспечению высокого качества внутреннего воздуха, и по обеспечению высокой энергетической эффективности объекта. Задача не простая. Как правило, данные задачи предпочитают решать отдельно: либо экономим энергоресурсы, либо добиваемся высокого качества микроклимата.

Следует добавить, что особое внимание было уделено вопросам экологичности аэровокзального комплекса и его прилегающей территории. При этом разработка экологичных решений проводилась не ради получения иностранной бумаги о сертификации, а сама по себе. Напомним, республика Крым находится под санкциями, поэтому процедуры зарубежной сертификации, такие как LEED, BREEAM, неприменимы для данного объекта.

Энергетическое моделирование

Подходы энергетического моделирования здания позволяют рассчитывать экономию в годовом потреблении энергоресурсов при внедрении различных энергоэффективных мероп­риятий. Программы энергомоделирования – это сложный нестационарный трехмерный аппарат, который учитывает:

  • сложную трехмерную геометрию объекта. Затенение другими объектами и самозатенение;
  • инерционность ограждающих конструкций;
  • географическое расположение объекта и ориентацию по сторонам света;
  • погодные особенности местности расположения объекта;
  • тип и параметры всех инженерных систем, предусмотренных в здании;
  • работу автоматики всех инженерных систем при изменении погодных условий;
  • график работы здания и систем в нем с учетом непостоянной загруженности в течение дня, недели, месяца, года;
  • нелинейную связь элементов инженерных систем зданий.

Энергомоделирование для здания нового аэровокзала было выполнено в программном обеспечении IES Virtual Environment. Полученное в результате моделирования процентное распределение расходов на энергоресурсы по отдельным потребителям приведено на диаграмме (рис. 2), которая позволяет выявить в здании самых «прожорливых» потребителей. На основе этого создается стратегия снижения энергопотребления. Анализируя диаграмму можно сделать вывод, что энергоэффективные решения должны быть направлены, в первую очередь, на вентиляторы вентустановок, внутреннее освещение и охлаждение.

Как видно из диаграммы (рис. 2), основное потребление энергии приходится на вентиляторные установки. Отметим, такая картина характерна для большинства современных общественных зданий, в которых предполагается большая плотность людей.

Отопление здания

Затраты на отопление здания аэровокзала занимают в общем объеме энергопотребления лишь около 4 %. Это связано с тем, что для объекта применены ограждающие конструкции с термическим сопротивлением, превышающим требования СП на 10–35 %, здание расположено в относительно теплых климатических широтах, а фактические теплопоступления в объеме аэровокзала в течение всего года достаточно велики. К таким источникам теплопоступлений, относятся круглосуточные теплопоступления от освещения, людей и оборудования.

Отметим, что при определении требуемой мощности системы отопления расчет проводится при отсутствии данных теплопритоков. Однако в процессе эксплуатации аэровокзала данные теплопоступления будут иметь место, следовательно, и для оценки реальной работы инженерных систем в течение года их следует учитывать. Это напрямую влияет на точность оценки реального энергопотребления зданием. При этом в модель следует закладывать максимально приближенные к реальности профили теплопоступлений. Под профилями понимаем изменения количества теплопоступлений и нагрузок в течение времени (например изменение количества пассажиров в течение суток). Это очень важно, иначе выводы об энергоэффективности тех или иных энергосберегающих решений могут быть не только количественно, но и качественно неправильными.

Системы внутреннего освещения

Существенным потребителем энергии в течение года являются системы внутреннего освещения (рис. 2). Очевидно, что практически все общественные зоны аэровокзального комплекса требуют постоянного круглосуточного освещения. В то же время, высокая доля остекления фасадов (более 70 %) приводит к тому, что для значительного периода времени в течение года будет достаточно естественного освещения для обеспечения требуемого уровня освещенности помещений. Соответственно, энергоэффективной мерой в данном случае является управление освещением по датчикам освещенности с возможностью диммирования (уменьшения) мощности освещения.

Возможности экономии

Значения экономии от применения различных энергоэффективных мероприятий, полученных с помощью энергетического моделирования представлены в таблице 1.

Как и предполагалось, основную экономию дает применение управления расходом наружного воздуха по датчикам СО2, позволяющее сэко­номить более 25 млн руб. за год. Суть решения заключается в уменьшении расхода наружного воздуха, когда в помещении снижается потребность в вентиляции. Критерием оценки необходимого количества наружного воздуха является показания датчика СО2. Когда снижается расход, снижается энерго­потребление вентиляторов, затраты на подогрев или охлаждение уличного воздуха.
Управление освещением по датчикам освещенности позволяет сэкономить 1,3 млн руб.
Установка рекуператоров системы вентиляции дает экономию в 14 млн руб., но это очевидная мера, которая и так по умолчанию практически всегда закладывается проект.
Все энергоэффективные решения, представленные в таблице 1, вошли в проектную документацию и будут реализованы в ходе строительства аэровокзального комплекса.

Здание, построенное по такому проекту, будет иметь ежегодные затраты на энергоресурсы согласно рисунку 3. Провалы в весенние и осенние месяцы объясняются снижением пассажиропотоков и сезонными снижениями потребности в отоплении и охлаждении здания.
Распределение годовых затрат на энергоресурсы по отдельным потребителям можно видеть на рисунке 4. При сравнении диаграмм (рис. 2 и 4) очевидно существенное уменьшение сектора, отражающего расходы на работу вентиляционных установок. На фоне уменьшения этого сектора пропорции остальных потребителей в общем объеме энергопотребления здания увеличились. Так, несмот­ря на снижение энергопотребления на нужды освещения за счет диммирования на 7 %, доля внутреннего освещения повысилась с 14 до 16 %.

Использование современных подходов к проектированию поз­воляет построить здание аэровокзального комплекса, отвечающего мировым стандартам энергоэффективности, комфорта и экологичности.


Энергоэффективностьэнергетическое моделированиекачество воздухааэровокзал