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揭秘機場航站樓構型設計——以北京新機場等5個項目為例

機場建築

五個機場航站樓的放射構型設計

DESIGN OF THE RADIATION CONFIGURATION OF FIVE AIRPORT TERMINAL BUILDING

撰文 王曉群

北京市建築設計研究院有限公司

所謂航站樓構型,可以簡單理解為航站樓的總平面形式,它是機場的重要特徵,也是機場規劃和航站樓設計首先要著重研究的內容。

一般認為,影響航站樓構型設計的主要因素包括:1)設計容量及建設規模;2)航站區用地條件及空陸側關係;3)站坪停機位及航站樓近機位數量要求;4)飛機的站坪運行通道條件;5)航站樓國內、國際分區及不同航空公司的分區條件;6)航站樓內的旅客步行距離以及流線模式;7)樓內主要流程設施和集中商業設施的布置條件;8)陸側交通設施布置及與航站樓的連接條件;9)機場未來的擴展條件等。

對於大型集中式航站樓來說,既要有足夠的外邊輪廓長度來接駁大量飛機和車輛,又要控制樓內的旅客步行距離,兩者形成了構型設計的一對主要矛盾,因此放射型或類放射型就成為了這類航站樓構型的一個主要選擇。我們以前做過的不少航站樓都可以歸類為放射型,就此拿來作為案例,主要從構型設計角度對上述功能性要點進行簡要說明和分析,希望能對此類航站樓設計有一些借鑒和參考價值。

放射構型的基礎架構包括放射點、指廊的數量和長短以及指廊之間的夾角這些要素。在下面五個案例中,每個放射構型的架構都不同,且按照航站樓指廊數量的多少進行排序。

1 首都機場T3航站樓

(三指廊)

首都機場T3航站樓的設計容量為每年4 300萬人次(未含T3D航站樓)。由於周邊條件限制,新航站區兩側跑道的間距僅有1 525m,是滿足兩側飛機獨立起降條件的最小間距。狹長的用地將航站樓壓縮為縱向的一條,中間的兩組聯絡滑行道又將航站樓切分為三段,國內在南側近端(T3C),國際在北側遠端(T3E),地下的旅客捷運、高速行李和各類服務通道將三座航站樓串聯起來,形成了三樓功能一體、單一陸側進出的運行條件,由一家基地航空公司及其聯盟運行使用。

首都機場 T3 航站樓鳥瞰圖

近、遠兩端航站樓均為三向放射構型,指廊基線夾角均為120°,劃分出簡單的站坪區域。陸側圓弧半徑最大,約610m,主要考慮加大主樓進深,在樓前形成適宜的車輛停靠邊,並為停車樓等交通設施布置提供開闊的空間。兩側停機邊圓弧次之,半徑430m,保證了機位排布和站坪滑行的順暢。國際航站樓北側停機邊圓弧半徑最小,為180m,以控制國際樓中心區的面積。受兩側平行滑行道限制,兩邊指廊長約450m,是航站樓橫向能夠達到的最大寬度,指廊端部機位與兩側平滑關係簡單。中指廊長約700m,指廊兩側各布置兩排停機位,站坪用地緊湊高效,近遠機位相互靠近,使用調配方便靈活。近遠兩座航站樓的基底面積分別約為12.2萬m2和11.4萬m2,停機岸線長度分別約為2 100m和2 800m。

首都機場東區總平面圖

三向放射的航站樓構型有效減小了樓內旅客的步行距離,流線模式也比較簡單直接。安檢後的旅客馬上進入構型中心的集中商業區,經過一次分流去往各條候機指廊,兩側指廊的步行距離約為520m,中央指廊約為600m。中央指廊被分為兩幅,讓出了中軸空間,捷運車輛得以從地下爬升至兩座航站樓的二層設置車站,基本消除了連接衛星廳通常都有的旅客較高樓層轉換問題。

首都機場 T3E 航站樓構型

首都機場 T3E 航站樓出港流線

2 海口機場T2航站樓

(四指廊)

建設中的海口機場T2航站樓是該機場的擴建項目,隨一條新跑道在現有航站區陸側的對面建設,並通過新建的兩組聯絡滑行道和環形高架路將兩側飛行區和航站樓陸側連接起來。T2中軸定位正對T1航站樓,陸側的步行廊道貫通新老兩樓,並連接樓前商業開發項目。

海口機場 T2 航站樓鳥瞰圖

T2航站樓設計容量為每年2 300萬人次,建設用地進深不大,四指廊構型被橫向拉長,形成了相距300m的兩個放射焦點,而非純粹的中心放射構型。前後指廊夾角為90°,整體輪廓更趨扁長,伸向後方空側的雙面停機指廊長約300m,伸向前方陸側的單面停機指廊長約230m,航站樓基底面積約10.6萬m2,停機岸線總長度約1 900m。主樓後部的中央港灣為國際停機區,近機位多為大飛機,留有一條站坪滑行道,遠機位為自滑進出,減少對滑行道的佔用。國內的大飛機集中在放大的指廊端部,兩側港灣僅布置小飛機,並設置有兩條站坪滑行線。大小機位相對分區、縮減大飛機運行區域的布置方式,是集約站坪、控制用地的一種有效途徑。

海口機場總平面圖

國際在中間、國內在兩邊的布局符合航站樓分為基地航空公司及其他航空公司分區運行的總體設想,位於中央的國際區可分別為兩側的國內區提供國內、國際相鄰運行的條件,以及近機位靈活切換使用的條件。航站主樓進深被特意加大,以滿足機場運營方對商業面積的大量需求,中軸的商業街成為所有國內出港旅客的必經通道,安檢後旅客需經兩次分流,最遠步行距離約450m。

海口機場 T2 航站樓構型

海口機場 T2 航站樓出港流線

3 北京新機場航站樓

(五指廊)

建設中的北京新機場設計容量先期滿足每年4 500萬人次,主樓將來可帶動遠端一條衛星指廊達到每年7 200萬人次的容量,航站區兩側跑道間距2 380m。

利用充足的航站區寬度,航站樓採用了單點放射的五指廊構型,並在開闊的樓前區域增加了一條陸側指廊,為航站樓提供近距離的商務、商業和酒店服務,並與航站樓共同形成了完整的建築形態。相鄰指廊夾角均為60°,相隔指廊的邊緣輪廓由一條1 200m直徑的圓弧切出,指廊端部包絡於1 200m直徑的大圓之中。

北京新機場航站樓鳥瞰圖

五條候機指廊在航站樓周邊劃分出四片停機港灣,航站樓基底面積約27萬m2,停機岸線長度約4 300m。由於航站主樓7 200萬容量對核心商業區的巨大需求,相鄰指廊均做半徑100m的大圓弧倒角,利用主樓建築的絕對尺度使港灣底部60°的尖角區得以化解,避免飛機排布局促。每個港灣均布置了三條E類飛機的滑行通道,通過模擬模擬和類似實例類比,驗證了港灣底部飛機可以順暢運行。兩條指廊相鄰的登機口雖相距較遠,但其間首層的遠機位登機口補充了兩側候機區的連續性。五條指廊端部均做放大處理,最大寬度約110m,共接駁了20個固定登機橋,約佔固定橋總數的40%。可見只要有足夠的候機區面積和滑行條件做保障,環繞指廊端部停機的方式可以顯著增加航站樓的近機位數量。

北京新機場總平面圖

協調航站樓內部的值機區範圍,確定陸側高架橋的車輛接駁邊長約400m,與首都機場T3航站樓大致相當。這個長度雖可基本滿足4 500萬容量的車輛停靠需求,但不能滿足將來7 200萬的容量需求,這一點從首都機場T3航站樓出港高峰時段的樓前交通狀況就可以直觀地看到。北京新機場為此採用了雙層出港車道的特殊設置,並由此產生了雙層值機廳的豎向功能組織。進出場高架路採用了相距1 000m的U形大環構型,讓出了中軸用地供多條軌道交通線路從地下引入航站樓前。

五條候機指廊的中間一條為國際,兩側四條為國內,擬由兩家基地航空公司分區運行。國內的值機、安檢、候機、行李提取等主要流程設施與行李分揀設施以及樓外的停車設施均支持了這種雙區運行的模式,中央的國際區可為兩側航空公司分別提供國內、國際相鄰運行的條件,以及近機位靈活轉換使用的條件。單點放射構型有效控制了航站樓的指廊長度,樓內的分區運行模式又進一步縮短了旅客步行距離,安檢後旅客最遠步行距離約為600m,且流線組織簡單,僅為一次分流。此外,兩側國內分區運行以及軌道出港旅客獨立的流程設施和通道條件,還有效分散了航站樓內部的集中客流。

北京新機場航站樓構型

北京新機場航站樓出港流線

4 大連新機場航站樓

(六指廊)

籌建中的大連新機場位於半島渤海一側的金州灣內,由離岸填海獲得建設場地。規劃本期容量為每年3 800萬人次,航站區兩側跑道間距為2 050m。

本期航站樓採用了一種較為特殊的兩級放射構型,即先從中心點以120°角放射出三條286m長的軸線,再從三條軸線的端點以126°角各放射出兩條286m的軸線,由此形成了一個由九條線段組成且具有分形結構特點的放射構型主幹,選擇126°二次放射角的主要原因是考慮放寬航站樓的陸側空間。該構型主幹形成了一個三角形主樓加六條指廊的航站樓組合,構型外包圓的直徑約1 000m,航站樓基底面積約19萬m2,停機岸線長約3 700m。與單點放射不同,分散的指廊放射點拉開了相鄰指廊,形成了開闊的停機港灣,兩個大港灣都具有三條E類滑行線,三個小港灣張角108°,停機排布順暢。由於航站樓具有較多的雙側指廊,且主樓兩側可以接駁飛機,停機岸線得以顯著加長,加之有多個指廊端頭,使航站樓獲得了較多的近機位數量。

大連新機場航站樓鳥瞰圖

六條指廊分成三組圍繞航站主樓,國際位於中間,國內位於兩邊,擬按不同航空公司分區運行,在國內和國際交界區的近機位被設置為國際、國內可轉換機位兼大小組合機位,具備雙重的靈活性。對應於一個國際和兩個國內分區,在三角形主樓的三個角部分別設置了一處國際聯檢和兩處國內安檢現場,出港旅客在主樓首先分流為三個方向前往檢查現場,在指廊交點再次分流前往登機口,值機後到最遠登機口的步行距離約為570m,安檢後僅為350m。三個指廊交點分設三處集中商業區,每處商業區都可以方便地服務於相鄰的候機指廊。

大連新機場航站樓總平面圖

大連新機場航站樓構型

大連新機場航站樓出港流線

5 某機場航站樓

(另類放射構型方案)

該機場本期設計容量為每年3 000萬人次,航站區兩側跑道間距為2 000m。之所以說這個航站樓方案的構型「另類」,是因為它將交通內置於航站樓間,對目前航站樓常見的交通、主樓、指廊基本關係,以及進出港基本關係進行了完全不同的組合。

一組地面環形車道嵌入到了主樓和指廊之間,內環為出港,外環為到港。環路圍繞的圓形主樓集中設置出港值機安檢和集中商業功能,並向外以60°角放射出五座V形小「航站樓」,候機廊相互連接為環狀。構型外包圓的直徑約900m,航站樓基底面積約17.5萬m2,停機岸線長度約2 700m。每座小航站樓各自擔負出港候機和到港功能,出港旅客由中央主樓通過連橋上跨環形車道分別進入五個候機區,各區的到港旅客則就近在五座小航站樓的首層提取行李,再由分散在外環車道邊的五處交通站點乘車離開。

某機場航站樓鳥瞰圖

某機場航站樓總平面圖

早期航站樓有將交通路橋內置於航站樓間的例子,如美國鳳凰城機場、巴黎戴高樂機場T1航站樓、台北桃園機場等,但它們均未將到港功能從主樓剝離到環路外側。近期的廣州白雲機場是目前國內類似航站樓的唯一例子,但當時還是兩端進出的交通組織。

本方案研究了上述機場案例,引入單元化航站樓理念,以放射構型組織功能,做出了全新的嘗試。相較於常規的航站樓構型或功能組合具有以下優點:1)停機岸線被推向外圍,港灣接近前列式,停機布置高效;2)環形停機靠近三側平滑或垂滑,起降飛機滑行距離短;3)功能模塊組合,利於航空公司分區運營;4)主樓位於中央,登機口相對主樓分布均勻,出港旅客的步行距離大幅減短,行李廳分散布置,兼具小航站樓的優點,到港步行距離極短;5)到港交通站點分散布置,變「人找車」為「車接人」,方便旅客就近接駁車輛交通。同時,方案也著重處理了與新構型相關的主要問題:1)出港旅客的多方向引導;2)出港行李傳輸較遠;3)交通設施內置、進出港交通平層布置及多點運行的交通組織。

某機場航站樓構型

某機場航站樓出港流線

6 結語

從以上這些案例可以看到,航站樓構型設計的主要任務是規劃陸側、建築、空側三者的整體布局,建立交通與建築、旅客與飛機、飛機與跑道之間的高效連接。儘管放射構型只是航站樓類型的一種,但仍然有很多變化的可能。這些放射構型的共同優點在於:航站樓整體緊湊,主樓高度集中,指廊與主樓聯繫緊密且分布均衡,指廊數量多,接駁飛機多,步行距離短,分區使用靈活性大。它們需要解決的問題則各不相同,主要有:站坪分區較多,港灣狹小或異形,飛機運行組織複雜,站坪利用率下降,旅客流向多,樓內客流組織相對複雜。

航站樓構型設計需協調旅客、車輛、飛機三者之間差異巨大的尺度關係,通常以空側飛機的排布組織為設計起點和過程主導,貌似是大尺度的粗線條設計,但其中內涵細膩豐富,不僅要對飛機進行較為精準的排布,還要研究每個項目特定的條件和需求,從多個角度對構型進行全面的衡量,實際是一件深入細緻的技術活兒。比較和識別不同構型的優劣,不斷做出取捨和修正才是獲得合理構型的正確道路。

王曉群

北京市建築設計研究院有限公司副總建築師,機場建築研究中心主任。主持設計項目:北京首都機場 T3、昆明機場、桂林機場 T2 等航站樓,目前負責北京新機場航站樓設計。

本文全文已刊登於《建築技藝》2017年11月刊

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