钢筋曲线建构下的北京新机场

9月14日，《走进》系列第20期-北京新机场活动，如期而至。此次活动我们很荣幸邀请到北京新机场设计工程总负责人之一，北京市建筑设计研究院第四建筑设计院院长助理王亦知来为大家讲解北京新机场。

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>>>讲座<<<

王亦知老师首先通过讲座为大家详细讲解了北京新机场。北京新机场是北京院四院众多机场项目其中之一，其实就机场来讲，其设计跟其他建筑还是很不一样的，这是一个很大很复杂的工程，需要具有出色的协调能力。

新机场这个项目是由ADPI和扎哈进行的概念设计，我们（北京院）跟民航院组成的设计联合体作为设计总包去主持建造的，航站楼所有的部位，包括各种各样复杂的系统，比如说航站楼的行李，飞行区域等等，都由我们进行设计、整合。

设计背景及概况

新机场的位置处于北京，天津和雄安之间。对于机场而言，最大的指标就是年旅客吞吐量。去年首都机场的年旅客流量达到了9000多万，继亚特兰大机场之后，成为全球年旅客流量第二的机场。

©刘克嘉

这是远超它本身的设计流量的，所以大家去首都机场会感觉到拥挤，因为它一直是超负荷运行的。而新机场未来的流量计划可以达到一亿以上。

新机场的结构是一个五指形的，机场的几何控制很严格，由直径为1200米的圆进行切割形成的，前面的第六条指廊为酒店和办公区域。

©刘克嘉

新机场到底有多大呢？简单来说，中心区的无柱空间，可以把水立方完整的扣在里面。而在中心区的一块完整的500米乘400米的混凝土板能把鸟巢完整的放在上面。

设计方法与亮点

新机场离北京市区50公里，比首都机场离市区距离多了一倍。考虑到现在的交通情况，除了已有的高速公路外，还会有大量的轨道交通，比如新机场快线，高铁等，整个航站楼会形成一个特别大的交通枢纽。

在国内，这种比较成功的综合交通枢纽案例就是上海虹桥机场。但是虹桥的方式是机场在一端，火车在另外一端。而新机场的模式不同，新机场直接把铁路放到了航站楼下面。火车到达后可以直接进入机场，规模是相当于把现在的北京站整个塞到新机场的地下。而且航站楼地下也有值机的功能，这样可以很方便轨道交通的旅客进入航站楼。

• 隔震

机场建成后地下的高铁将会以300公里/时的速度通过，并产生震动。我们采用了创新的组合隔震技术，航站楼是撑在一千多个橡胶垫上的可以降低震动，同时把结构的抗震烈度降低了一度。也可以说新机场是全球最大的隔震建筑。

• 双层车道边

对于航站楼来讲车道边的交通压力都是很大的，现在的T3航站楼在每天的高峰期就会很堵。而新机场的创新就在于双重车道边设计，车道进行了分叉，两层都可以过客。很有效的缓解了交通压力。

• 功能区分布

与一般机场不同，新机场采用双层出发、双层到达的设计，一共四个楼层。四层为国际和国内值机旅客出发，三层以国内自助旅客出发为主，二层为国内到达，一层为国际到达。国内旅客通过安检后下至二层混流区，出发到达旅客都在这一层，共享商业、服务，这也是和国内机场常见的形式不一样的。

• 设计亮点

航站楼的内部形成了很大的空间，最有特点的设计元素就是C型柱，C型柱既是结构部件又是采光部件。整个中心区仅由八个C型柱支撑。

©张睿哲

设计这么复杂的系统，需要用系统化的方式去处理。就是把大的系统分成若干的小系统，每个系统都分别有专项的人去设计、研究。最后通过协同设计平台把设计进行整合，查看他们的关系以及是否协调。这样才能提高效率并且去完成它。

©张睿哲

新机场每个系统都有自己的特点，比如说屋面系统。金属屋面是航站楼最常用的结构形式，但是我们在新机场的上面加了一层装饰板。一方面能实现整个航站楼复杂的曲线。另一方面有遮阳的作用。

©刘克嘉

新机场屋面的构造十分复杂，在建造中也进行了大量的实验。比如抗风性，新机场的屋面板都进行了大量的风洞试验和破坏实验。也创了国内的记录。因为新机场的特殊地位，当时还联系了国家军用风洞进行实验。所以每个方面都需要做很多的工作。

再比如雨水，新机场属于全国第一次做过水试验，屋面有严格的分区，但加上装饰板后可能会破坏掉这个分区，所以我们专门做了实验，把过水量控制在了可接受的范围内。

©刘克嘉

还有采光顶，是铝结构的，比钢结构自重更轻，也能取得更小的截面。当时分这个采光顶分了很多版本，由于线条总是分的不够好，所以采用了编程的方法，用人工智能进行筛选，不断进行优化，得出了最好的结果。最终得到了平滑均匀的划分形式。

还有航站楼遮阳也进行了智能优化。遮阳网夹在两个玻璃中间。当时建立了整个天空的模型，并进行筛选。得到的结果是长条的为最优。最后这个网的效果就是可以对光线进行筛选。把60%的自然采光进入室内，而只让40%的直射阳光进入，减少热量。

©李乐

©张睿哲

可以看到这个玻璃幕墙，也是不一样的。只有竖向的框架，没有横向框的系统。还有排烟窗也设计了特殊结构，通顶部吊顶内排风。所以从外观上看，整个玻璃幕都是十分完整的。效果十分通透。所以大家可以看到，整个航站楼都是通过无数细节的研究和设计去完成的。

©张睿哲

因为我们是把航站楼作为整体去考虑去设计的，室内设计跟传统建筑也是不一样的。比如所有浮岛的做法全部都一样。比如板边，不论几楼的板边做法也都是统一的。通过这样的方法设计的室内效果是十分统一完整的。

©张睿哲

再说一下这次的BIM设计。现在已经到了这个三维BIM化的时代，而且新机场的曲线建筑不用BIM手段也很难实现。任何软件都无法单独完成航站楼的设计，所以针对不同系统我们用到不同软件去进行进行设计。

当然，用BIM还有一个原因，是世界上还没有这么大型的单体航站楼建造经验可借鉴。所以也相当于BIM给了我们一个机会去验证它。

在绿色生态方面，对于这样的一个建筑来说，光靠标准规范是不行的，所有的东西都需要分析。采光，能耗等等不是凭着条条框框去套用。从而节能上。新机场也拿到了绿色三星标识和全国第一个节能3A的认证。

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>>>提问环节<<<

Q1:航站楼在结构方面，遇到的最大的挑战和创新是什么？

A：总体来讲，设计这个楼还是以旅客为出发点，比如五指形结构，实际上这样的设计对飞机的运行并不是最好的，但是对于旅客来说可以少走更多的路。为此我们经过了大量的计算和设计，最终的设计也证明这个构型对于飞机的运行是可行的。

Q2:关于可持续观念。这个建筑在绿色生态层面已经有了很好的成就。可持续可以从三个方面评价，社会影响，生态和经济。那么从经济层面，这个建筑的预算和工期，材料选择，节点加工是否带动了相关产业的兴起？

A：其实从建筑产业本身讲，这个项目并没有那么大的带动。但是一个机场对于周边经济的带动作用是很大的。从造价上来讲，在国际上我们的建筑仍然是比较便宜的。新加坡樟宜机场造价大约一万美金一平米，而我们的机场就便宜很多了。

Q3:现场施工中图纸的作用是否还占主导？还是以模型为主？

A：对于复杂的系统，图纸已经是留档的作用，主要靠模型进行控制。目前管理程序控制还是基于图纸。但是现场还是模型的作用更大。建筑师就是整合所有的系统。

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>>>走进新机场<<<

讲座结束后，王亦知老师带领大家来到新机场内部，实地调研了北京新机场。

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