杭州蕭山國際機(jī)場擴(kuò)建及空調(diào)冷熱源輸送系統(tǒng)的探討

葉紹武,姚國梁

(浙江省建筑設(shè)計研究院,浙江 杭州 310006 )

1 概 況

杭州蕭山國際機(jī)場航站樓是由原杭州筧橋機(jī)場民航部分異地搬遷新建。杭州蕭山國際機(jī)場一期工程于1997年7月正式動工,2000年12月28日建成通航。一期工程是按滿足B747-400型飛機(jī)起降及年旅客吞吐量800萬人次，貨郵吞吐量1萬t的使用要求建設(shè)。航站樓建筑面積約10萬m2,其中地下停車場2.2萬m2。單獨(dú)建造的動力中心,為T1航站樓供冷、供熱、供電。

杭州蕭山國際機(jī)場二期擴(kuò)建工程于2007年啟動,分兩個階段實(shí)施,第一階段工程主要包括9.6萬m2T2國際航站樓及相應(yīng)配套設(shè)施。原T1航站樓的動力中心拆除,合并到T2航站樓的地下室,于2010年6月建成投入運(yùn)行。第二階段工程主要包括17萬m2的T3國內(nèi)航站樓。在T3航站樓的地下室建冷凍機(jī)房和鍋爐房,單獨(dú)為T3航站樓供冷供熱。T3航站樓于2012年上半年投運(yùn)。

目前杭州蕭山國際機(jī)場擁有T1、T2、T3三座航站樓(圖1)。2016年12月,蕭山國際機(jī)場旅客吞吐量已達(dá)到3 000萬人次,邁入“全球繁忙機(jī)場”行列,成為國內(nèi)第10個三千萬級機(jī)場。2018年1月至6月,杭州蕭山國際機(jī)場已完成旅客吞吐量1 871.07萬人次,貨郵吞吐量31.52萬t ,航班起降13.98萬架次。

為滿足杭州蕭山國際機(jī)場航空業(yè)務(wù)量快速發(fā)展的需求,提升杭州乃至浙江省航空與運(yùn)輸保障能力,打造區(qū)域樞紐機(jī)場,提升長三角機(jī)場群國際航空服務(wù)功能,保障2022年杭州亞運(yùn)會使用,今年將啟動建設(shè)杭州蕭山國際機(jī)場三期項(xiàng)目新建T4航站樓及綜合交通中心工程。

新建的T4航站樓位于T3航站樓西側(cè),也就是現(xiàn)在機(jī)場人工湖的位置(圖2), 比現(xiàn)在T1、T2、T3三座航站樓總面積大一倍。采用中央集中式布置方案,設(shè)計年旅客吞吐量5 000萬人次,其中國際1 800萬人次,國際旅客吞吐量的設(shè)計能力是現(xiàn)有能力的近5倍。新建T4航站樓和7座指廊,將成為長三角第二大航空港。預(yù)測到2020年整個機(jī)場旅客吞吐量將突破8 000萬人次。

圖1 現(xiàn)有的T1、T2、T3航站樓

圖2 擴(kuò)建后的總體效果圖

三期工程建設(shè)內(nèi)容包括新建約69萬m2的T4航站樓,新建約53萬m2的綜合交通中心(空調(diào)建筑面積9萬m2)以及17萬m2的旅客過夜用房(酒店)及商業(yè)、辦公配套設(shè)施等。建設(shè)工期為2018—2025年,其中新建T4航站樓指廊部分根據(jù)航空業(yè)務(wù)量的增長分三階段建成：第一階段(2018—2022年)建成北部3根指廊；第二階段(2022—2024年)建成南部2根指廊；第三階段(2024—2025年)建成西側(cè)2根指廊。其余建設(shè)內(nèi)容將于2022年亞運(yùn)會前完成。目前T1、T3航站樓主要服務(wù)國內(nèi)旅客,T2航站樓服務(wù)國際旅客。T4航站樓會同時滿足國際和國內(nèi)旅客的出行需求。

根據(jù)項(xiàng)目工程方案,新建的綜合交通中心將接入2條地鐵線和1條機(jī)場軌道快線,新建1座高鐵站,這些都將接入規(guī)劃新建的陸側(cè)綜合交通中心,位置在T3、T4航站樓之間。另外還包括客運(yùn)大巴、出租車、社會車輛等多種交通方式。

2條地鐵線包括地鐵1號線機(jī)場延伸線(下沙江濱—蕭山機(jī)場)與地鐵7號線(吳山廣場—蕭山機(jī)場)；1條機(jī)場軌道快線沿創(chuàng)景路、文一西路、文三西路、文三路、文暉路、堯典橋路、池塘廟路、東寧路、杭甬高速、機(jī)場高速、浙航路、永盛路等敷設(shè),沿途串起杭州三大交通樞紐：杭州西站—杭州東站—蕭山機(jī)場；杭紹臺、杭黃、滬乍杭三條高鐵,省內(nèi)除寧波在紹興北站換乘外,其他各地市均可乘坐高鐵到蕭山機(jī)場T4航站樓下。亞運(yùn)會前,蕭山國際機(jī)場將確定實(shí)現(xiàn)“空鐵聯(lián)運(yùn)”模式。

2 一、二、三期工程的空調(diào)冷熱源系統(tǒng)

2.1 一、二期工程現(xiàn)有空調(diào)冷熱源現(xiàn)狀

現(xiàn)有的T1、T2航站樓的空調(diào)冷熱源機(jī)房設(shè)于T2航站樓的地下層,制冷機(jī)房裝有3臺4 371kW和2臺1 533 kW的冷水機(jī)組,總裝機(jī)容量 16 179 kW,冷凍水供回水溫度：5℃/13℃;鍋爐房裝有5臺2 791 kW的燃油熱水爐,總裝機(jī)容量13 955 kW。冬季熱水供回水溫度為60℃/45℃。水系統(tǒng)采用二級泵系統(tǒng)。

T3航站樓獨(dú)立設(shè)置冷熱源機(jī)房,位于T3航站樓地下層。制冷機(jī)房設(shè)置6臺4 500 kW冷水機(jī)組,總裝機(jī)容量27 000 kW;鍋爐房設(shè)置4臺4 500 kW的燃?xì)庹婵諢崴疇t,總裝機(jī)容量18 000 kW。夏季供回水溫度5℃/13℃,采用三次冷水泵直供系統(tǒng) ；冬季供回水溫度為80℃/60℃,經(jīng)換熱機(jī)組后為60℃/50℃供空調(diào)末端,采用二次熱水泵系統(tǒng)。

2.2 三期工程(T4航站樓、綜合交通中心等)主空調(diào)冷、熱源系統(tǒng)

三期工程擬建新的能源中心,位于航站樓總體工作區(qū)西側(cè)(圖3)。能源中心分兩階段實(shí)施,第一階段能源中心為整個T4航站樓 (包含遠(yuǎn)期的2根指廊)及交通中心提供服務(wù),冷熱源擬采用三聯(lián)供系統(tǒng)+離心式冷水機(jī)組+燃?xì)鉄崴仩t。另在能源中心的南側(cè)預(yù)留第二階段能源中心的位置,擬為現(xiàn)有的T1、T2、T3航站樓改造提供服務(wù),第二階段能源中心一旦建成,原T1、T2和T3航站樓的冷熱源機(jī)房即不再使用。

圖3 熱力交換站平面位置

來自能源中心的供冷、供熱管線通過總體市政綜合管廊分北、中、南三個點(diǎn)進(jìn)入航站樓地下室綜合管廊內(nèi),并接至航站樓各熱力交換站,航站樓一階段共設(shè)置9個熱力交換站,并預(yù)留二階段的南、北2個指廊的熱力交換站及T1、T2和T3航站樓接口的容量。遠(yuǎn)期將取消現(xiàn)有的T1、T2和T3航站樓的冷熱源機(jī)房,統(tǒng)一由新建的能源中心供冷供熱。

2.3 三期工程主系統(tǒng)各熱力交換站所承擔(dān)的空調(diào)冷熱負(fù)荷

三期工程主系統(tǒng)各熱力交換站所承擔(dān)的空調(diào)冷熱負(fù)荷見表1。

2.4 三期工程T4航站樓內(nèi)的冷媒直接蒸發(fā)系統(tǒng)

主樓內(nèi)區(qū)辦公、指廊辦公、站坪塔樓、固定登機(jī)橋、航空公司CIP/VIP等采用VRF空調(diào)系統(tǒng)。

UPS、EPS機(jī)房SCR、配電間采用分體空調(diào)(或VRF空調(diào))。

表1 三期工程主系統(tǒng)各熱力交換站所承擔(dān)的空調(diào)冷熱負(fù)荷

DCR、行李控制機(jī)房、PCR、邊檢主機(jī)房采用(N+1冗余配置)。

綜合交通中心上蓋的兩棟賓館采用獨(dú)立冷水機(jī)組+鍋爐方案 ,不計入主空調(diào)系統(tǒng)。兩棟業(yè)務(wù)辦公樓采用獨(dú)立多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)方案 。以滿足不同功能的使用要求,并能達(dá)到更好的節(jié)能效果。

2.5 三期工程空調(diào)冷熱水系統(tǒng)

空調(diào)冷水系統(tǒng) 用戶側(cè)空調(diào)冷水采用三級泵直供方式,一、二級泵設(shè)置于能源中心,三級泵設(shè)置于航站樓各熱力交換站房。接自能源中心的空調(diào)冷水通過地下綜合管廊至各熱力交換站房后,通過用戶側(cè)三級水泵組直接供至各空氣處理末端,用戶側(cè)冷水泵設(shè)置變頻措施,采用以末端壓差控制為主與流量控制為輔的方式。冷水供、回水溫度為5.5℃/13.5℃。從制冷機(jī)組到空調(diào)末端直供,無換熱機(jī)組。

空調(diào)熱水系統(tǒng) 用戶側(cè)空調(diào)熱水采用三級泵直供方式,一、二級泵設(shè)置于能源中心,三級泵設(shè)置于航站樓各熱力交換站房。接自能源中心的空調(diào)熱水通過共同溝進(jìn)入各熱力交換站房后,通過用戶側(cè)熱水泵組直接供至各空氣處理末端,用戶側(cè)熱水泵設(shè)置變頻措施,采用以末端壓差控制為主與流量控制為輔的方式。

熱水輸送有三種方案可供選擇：

第一方案采用四管制,熱水管單獨(dú)設(shè)置,熱水供、回水溫度為80℃/60℃,經(jīng)各服務(wù)區(qū)域換熱站內(nèi)的換熱器換熱后為60℃/50℃,由第三級泵輸送至空調(diào)末端。

第二方案是二管制,熱水和冷水合用管道,熱水供、回水溫度為80℃/60℃,經(jīng)各區(qū)域換熱站內(nèi)的換熱器換熱后為60℃/50℃,由第三級泵輸送至空調(diào)末端。

第三方案是二管制,熱水供回水溫度為60℃/50℃。各換熱站內(nèi)無須設(shè)置熱交換器,由動力中心熱水爐直供。

系統(tǒng)工作壓力 用戶側(cè)空調(diào)冷水系統(tǒng)、空調(diào)熱水系統(tǒng)工作壓力均為1.0 MPa,且均采用能源中心閉式定壓裝置進(jìn)行定壓。

3 冷熱源輸送系統(tǒng)方案的比較

由于整個機(jī)場的占地面積較大,新的能源中心服務(wù)的總建筑面積近 158.6萬m2,輸送距離最遠(yuǎn)達(dá)5 km。從能源中心到各用能點(diǎn),擬建造一條地下綜合管廊,電力纜線、通信電纜、空調(diào)冷熱水管、自來水管等將設(shè)置于地下綜合管廊內(nèi)。由于管線較長,冷熱源輸送的一次投資和日常運(yùn)行的能耗也較常規(guī)項(xiàng)目較高,有必要對能源輸送的不同方案進(jìn)行比較,選擇一個較優(yōu)的方案。為此,下面就三個不同的輸送方案進(jìn)行比較：

方案一(圖4)：二級泵輸送管采用四管制。從能源中心出來的空調(diào)熱水供回水溫度為80℃/60℃送至各換熱站, 經(jīng)各換熱站的板式熱交換器后, 熱水溫度轉(zhuǎn)換為60℃/50℃,再由三級泵把空調(diào)熱水送至各空調(diào)末端?？照{(diào)冷水直供,供回水溫度為5.5℃/13.5℃。

圖4 方案一空調(diào)冷熱水輸送系統(tǒng)示意圖

方案二(圖5)：二級泵輸送管采用二管制,冷熱水合用管道。從能源中心出來的空調(diào)熱水供回水溫度為80℃/60℃送至各換熱站,經(jīng)各換熱站內(nèi)的板式熱交換器后,熱水溫度轉(zhuǎn)換為60℃/50℃,再由三級泵把空調(diào)熱水送至各空調(diào)末端?？照{(diào)冷水同方案一。

方案三(圖6)： 二級泵輸送管路采用二管制, 冷

圖5 方案二空調(diào)冷熱水輸送系統(tǒng)示意圖

圖6 方案三空調(diào)冷熱水輸送系統(tǒng)示意圖

熱水合用管道。從能源中心出來的空調(diào)熱水供回水溫度為60℃/50℃直供,無板式熱交換器,再由三級泵送至各空調(diào)末端。空調(diào)冷水同方案一。

三個方案的比較見表2。

表2 三個方案的比較

經(jīng)綜合比較,方案三的一次投資和日常運(yùn)行費(fèi)用最低,故三期工程空調(diào)冷熱源輸送方案選用方案三。