氣候變遷所造成的威脅與日俱增,包括熱浪、野火和海平面上升,在全球造成重大的環境、經濟和社會影響。這些災害對航空業的破壞尤為嚴重。許多機場建於海平面上,使其面臨水災風險,極端的熱量會使機場路面過於鬆軟,無法安全運作。同時,機場也是全球溫室氣體排放的重要來源。

為了減少碳排放並為全球去碳化的努力做出貢獻,舊金山國際機場 (SFO) 已開始實施一項戰略措施,以實現零淨能源 (ZNE) 消耗。SFO 認識到在財務、營運和社區推動下,既要減緩氣候影響,又要為氣候影響的未來做好準備的必要性。

奧雅納領導顧問團隊,與當地商業企業合作夥伴 stok 進行了一項全面的研究,以確定 SFO 如何在其 102 座大樓的園區內降低能源消耗,努力成為世界上最具可持續性的機場。奧雅納協助設計了 SFO ZNE 計劃,該計劃提供了一個全面的多層面策略,以實現機場的 ZNE 目標,實現具有成本效益的節能。該計劃實施後,每年可減少 60% 的能源消耗,即每年減少 13 億 kBtu 的能源消耗,相當於 27,000 個家庭一年的能源使用量。

分析挑戰

機場航站每天長時間為數以千計的旅客提供服務,因此非常耗能。連同其他重要的非航站大廈,包括機庫、空中交通管制塔和中央公用事業廠房,機場區域使用大量能源。為了確定 ZNE 計劃的範圍,SFO 召開了領導層、利害關係人和奧雅納顧問團隊的會議,以建立共識願景。之後,我們分析了目前機場運作的能源消耗、設計標準和建築流程,以及計劃中的擴建,以確定減排解決方案的目標。

奧雅納的分析發現,SFO 95% 的能源使用發生在校園建築,使其成為減碳的重點。國內和國際航廈幾乎佔了所有能源消耗的一半。中央公用事業廠房 - 為航站提供熱水、暖氣和冷卻 - 佔總能源使用量的 20% 以上。

在收集能源使用資料後,奧雅納進行了基準比較,將 SFO 的建築資料與業界平均值進行比較。由於客運航站是獨一無二的,因此能源使用的資料並不廣泛可用,而且為 SFO 設定基準也具有挑戰性。客運航站與一般建築物不同,因為它們全年每天都有人使用,而且需要密集的能源使用,例如暖氣與冷氣、行李處理系統、移動走道,以及為停在閘口的飛機提供電力與通風。

為了克服這項基準挑戰,奧雅納比較了兩組不同的資料:能源使用強度與建築樓齡。這些指標的交叉幫助奧雅納找出節能的模式和機會。例如,使用大量能源的建築物如果樓齡較高,則較適合進行資本設備升級,而能源使用量出乎意料地高的較新建築物,則可能會受益於成本較低的改造調試過程。

確定關鍵策略

結合基準研究的結果,以及 SFO 與不同顧問進行的研究,奧雅納建議了一個與 SFO 的氣候行動目標一致的校園節能路線圖。由於 SFO 能源系統的多樣性,奧雅納建議採用多管齊下的方法來實現機場的 ZNE 目標。

計劃的前半部分著重於機場校園的高效運行,因為建築物的去碳化被認為是在 SFO 實現 ZNE 的關鍵。奧雅納以 SFO 目前的機場發展計畫為基準,該計畫概述了新的建設和一些舊建築的拆除,這將使校園整合為更少的結構,需要更少的電力。此外,還建議對中央公用設施進行升級,將其改造為採用高效全電設備的熱能回收製冷廠。此外,對於機場的所有新建築,奧雅納鼓勵採用高效能的能源效率策略,並設定了積極的能源使用強度目標,這些目標已納入其後更新的可持續規劃、設計和建設標準中。

計劃的第二部分解決了機場在實施具有成本效益的節能措施後的剩餘能源使用問題。在可行的情況下,建議透過太陽能發電和電池儲存在現場產生和儲存可再生能源。對於所有其他能源需求,SFO 將從公用事業規模的風力和太陽能農場等來源購買場外可再生能源。

實施節能

由於航廈是最大的能源使用者,它們提供了最大的節能機會來實現 ZNE 目標。奧雅納已協助 SFO 重建第一航廈,並以當地著名的同性戀權益活動家兼政治家 Harvey Milk 的名字,將第一航廈改名為 Harvey Milk Terminal 1。

新的第一航廈採用置換式通風:冷氣不會冷卻整個航廈空間,而是在靠近地板的地方釋放,將熱空氣推向天花板。這種方式可在航站樓底部 7 英尺處的乘客周圍形成一層冷卻層,不需要對上層空氣進行調節,從而大幅節省能源和成本。十年前,當 SFO 第二航廈的改建部分首次採用此方法時,電力使用量減少了 20%,並成為 SFO HVAC 設計的新標準。除了位移通風外,第一航廈的設計還包括輻射天花板,這是首創的客艙加熱與冷卻系統。這種方法使用的是通過管道循環的水,而不是通過風扇移動的空氣,因此能耗更低。位移通風與輻射天花板的結合為旅客創造了舒適的環境,同時也節省了成本、能源與空間。第一航廈的其他改善措施包括節能 LED 照明以及模組化行李處理系統,其耗能約為傳統輸送帶系統的一半。

為了讓園區內其他航站綜合體節省能源,建議對 SFO 的中央水電廠進行大規模升級。由於該廠目前依賴天然瓦斯,因此造成 83% 的營運碳排放量,以及校園總能源使用量的 21%。透過轉換為全電熱回收製冷機組,SFO 將大幅降低能源成本,尤其是在高峰時段,因為它將能夠儲存熱水和冷凍水供未來使用,並消除其最大的碳排放來源。

在整個研究、規劃和設計階段,奧雅納都在指導 SFO 以及時且符合成本效益的方式實現淨零排放,為航空業樹立典範,並將 SFO 定位為機場永續發展的領導者。

持續與SFO合作永續發展

在檢視SFO ZNE目標的建築與工程標準後,奧雅納分別更新了機場整體的永續規劃、設計與建築標準。這些標準超越ZNE計畫的能源與氣候範圍,為SFO校園的各個層面提供相同水準的永續設計與工程,包括生物多樣性、水、材料與資源,以及人類健康。

為了建立新標準,奧雅納檢視了常見的綠建築與基礎建設評等系統,例如LEED、WELL、Living Building Challenge與Envision,為SFO的準則建立「良好」、「較佳」與「最佳」選項。之後,我們邀請廣泛的 SFO 利益相關者團體,以及由奧雅納工程師與當地商業夥伴組成的跨領域團隊參與,針對 SFO 建築與營運,為每個主題領域設定適當的標準。更新後的指導方針與業界標準一致,有助於確保指導方針與時俱進,而不需要隨著時間的推移而頻繁更改相關標準。透過這些更新,奧雅納推動最高的永續標準,協助鞏固 SFO 在航空界的永續領導地位。