Création d'une feuille de route complète pour la décarbonisation d'un campus aéroportuaire

Analyse du défi

Les terminaux des aéroports, qui accueillent quotidiennement des milliers de passagers pendant de longues heures d'ouverture, consomment beaucoup d'énergie. Avec d'autres bâtiments essentiels non terminaux, comme les hangars, les tours de contrôle du trafic aérien et la centrale électrique, les campus aéroportuaires consomment beaucoup d'énergie. Afin d'identifier la portée du plan ZNE, l'OFS a réuni les dirigeants, les parties prenantes et l'équipe de consultants d'Arup pour créer une vision consensuelle. Nous avons ensuite analysé la consommation d'énergie, les normes de conception et les processus de construction pour les opérations actuelles, ainsi que pour les extensions prévues de l'aéroport, afin de déterminer où cibler les solutions de réduction des émissions.

L'analyse d'Arup a révélé que 95 % de la consommation d'énergie de l'aéroport se fait dans les bâtiments du campus, ce qui en fait la cible principale de la décarbonisation. Les terminaux nationaux et internationaux sont responsables de près de la moitié de la consommation totale d'énergie. L'installation centrale - qui fournit aux terminaux l'eau chaude, le chauffage et le refroidissement - représente plus de 20 % de la consommation totale d'énergie.

Après avoir recueilli des données sur la consommation d'énergie, Arup a procédé à une analyse comparative pour comparer les données des bâtiments de SFO avec les moyennes de l'industrie. Les terminaux de passagers étant uniques, les données sur l'utilisation de l'énergie n'étaient pas largement disponibles, et l'analyse comparative pour SFO s'est avérée difficile. Les terminaux de passagers se distinguent des bâtiments classiques par le fait qu'ils sont occupés tous les jours de l'année et qu'ils nécessitent une utilisation intensive de l'énergie, comme le chauffage et la climatisation, les systèmes de manutention des bagages, les passerelles mobiles et la fourniture d'électricité et de ventilation aux avions stationnés aux portes d'embarquement.

Pour relever ce défi, Arup a comparé deux ensembles de données distincts : l'intensité de la consommation d'énergie et l'âge du bâtiment. L'intersection de ces mesures a permis à l'Arup d'identifier des modèles et des opportunités d'économies d'énergie. Par exemple, les bâtiments qui consomment une grande quantité d'énergie sont de meilleurs candidats pour une mise à niveau des biens d'équipement s'ils sont plus anciens, tandis que les bâtiments plus récents dont la consommation d'énergie est étonnamment élevée pourraient probablement bénéficier d'un processus de rétro-commissioning moins coûteux.

Identification des stratégies clés

En combinant les résultats de l'étude comparative avec les recherches menées par SFO avec divers consultants, l'Arup a proposé une feuille de route pour la réduction de la consommation d'énergie sur l'ensemble du campus de SFO, en accord avec les objectifs d'action climatique de l'aéroport. En raison de la diversité des systèmes énergétiques de SFO, l'Arup a recommandé une approche à plusieurs volets pour atteindre les objectifs ZNE de l'aéroport.

La première moitié du plan se concentre sur la gestion d'un campus aéroportuaire efficace, car la décarbonisation des bâtiments a été identifiée comme la clé pour atteindre le ZNE à SFO. Arup a pris comme référence le plan de développement actuel de l'aéroport de SFO, qui prévoit de nouvelles constructions et la démolition de certains bâtiments plus anciens, ce qui permettrait de regrouper le campus en un nombre réduit de structures nécessitant moins d'énergie. Il a également été suggéré de moderniser la centrale électrique en la transformant en une centrale frigorifique à récupération de chaleur dotée d'un équipement efficace entièrement électrique. En outre, pour toutes les nouvelles constructions de l'aéroport, Arup a encouragé l'intégration de stratégies d'efficacité énergétique à haut rendement et a fixé des objectifs ambitieux en matière d'intensité de la consommation d'énergie, qui ont été intégrés dans une mise à jour ultérieure de leurs normes de planification, de conception et de construction durables.

La deuxième partie du plan concerne la consommation d'énergie restante de l'aéroport une fois que les mesures d'efficacité rentables auront été mises en œuvre. La production et le stockage d'énergie renouvelable sur place grâce à l'énergie solaire et au stockage dans des batteries ont été suggérés dans la mesure du possible. Pour tous les autres besoins énergétiques, SFO achètera de l'énergie renouvelable hors site auprès de sources telles que des parcs éoliens et solaires à grande échelle.

Réaliser des économies d'énergie

Les terminaux étant les plus gros consommateurs d'énergie, ils offrent les plus grandes possibilités d'économies d'énergie pour atteindre les objectifs ZNE. L'Arup a déjà aidé l'OFS à reconstruire le terminal 1, qui a été rebaptisé Harvey Milk Terminal 1 en l'honneur du célèbre militant des droits des homosexuels et homme politique local.

Le nouveau terminal 1 est équipé d'une ventilation par déplacement : au lieu de refroidir tout le volume de l'espace du terminal, l'air frais est libéré près du sol, ce qui pousse l'air chaud vers le plafond. Cette approche crée une couche froide autour des passagers au niveau des sept pieds inférieurs du terminal, ce qui permet de réaliser d'importantes économies d'énergie et d'argent en évitant de climatiser l'air supérieur. Lorsqu'elle a été mise en œuvre pour la première fois dans les parties rénovées du terminal 2 de SFO il y a dix ans, cette approche a permis de réduire la consommation d'énergie de 20 % et est devenue la nouvelle norme de SFO en matière de conception des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. Outre la ventilation par déplacement, la conception du terminal 1 comprenait également des plafonds radiants, un système inédit de chauffage et de refroidissement des salles d'embarquement. Cette méthode utilise de l'eau circulant dans des tuyaux plutôt que de l'air déplacé par des ventilateurs, ce qui consomme beaucoup moins d'énergie. La combinaison de la ventilation par déplacement d'air et des plafonds radiants crée un environnement confortable pour les voyageurs tout en économisant des coûts, de l'énergie et de l'espace. Parmi les autres améliorations apportées au terminal 1, citons l'éclairage LED à faible consommation d'énergie ainsi qu'un système modulaire de manutention des bagages qui consomme environ la moitié de l'énergie d'un système conventionnel de convoyeur à bande.

Pour réaliser des économies d'énergie dans le reste du complexe de l'aérogare, il a été proposé de moderniser en profondeur la centrale électrique de l'aéroport. Comme cette centrale fonctionne actuellement au gaz naturel, elle est responsable de 83 % des émissions de carbone liées à l'exploitation et de 21 % de la consommation totale d'énergie du campus. En passant à une centrale de refroidissement à récupération de chaleur entièrement électrique, l'OFS réduira considérablement ses coûts énergétiques, en particulier aux heures de pointe, car il sera en mesure de stocker l'eau chaude et l'eau réfrigérée pour une utilisation future et d'éliminer sa plus grande source d'émissions de carbone.

Tout au long des étapes de recherche, de planification et de conception, Arup guide SFO dans son voyage opportun et rentable vers le zéro net, donnant le ton à l'industrie de l'aviation et positionnant SFO en tant que leader en matière de durabilité aéroportuaire.

Poursuivre notre travail sur le développement durable avec SFO

Après avoir examiné les normes d'architecture et d'ingénierie pour les objectifs ZNE de l'OFS, l'Arup a mis à jour séparément les normes globales de planification, de conception et de construction durables de l'aéroport. Ces normes vont au-delà de la portée énergétique et climatique du plan ZNE pour fournir le même niveau de conception et d'ingénierie durables pour tous les aspects du campus de SFO, y compris la biodiversité, l'eau, les matériaux et les ressources, et la santé humaine.

Pour créer les nouvelles normes, l'Arup a passé en revue les systèmes d'évaluation des bâtiments et infrastructures écologiques courants, tels que LEED, WELL, Living Building Challenge et Envision, afin de créer de " bonnes ", " meilleures " et " meilleures " options pour les lignes directrices de l'OFS. Nous avons ensuite impliqué un large éventail de groupes de parties prenantes de l'OFS ainsi qu'une équipe multidisciplinaire d'ingénieurs de l'Arup et de partenaires commerciaux locaux afin de définir des normes appropriées pour chaque domaine spécifique aux bâtiments et aux opérations de l'OFS. Les lignes directrices mises à jour s'alignent sur les normes de l'industrie afin de garantir qu'elles restent d'actualité plutôt que de nécessiter des changements fréquents au fur et à mesure que les normes connexes augmentent au fil du temps. Grâce à ces mises à jour, Arup a poussé les normes les plus élevées en matière de durabilité, contribuant à consolider la position de SFO en tant que leader en matière de durabilité dans le secteur de l'aviation.