机场建筑

五个机场航站楼的放射构型设计

DESIGN OF THE RADIATION CONFIGURATION OF FIVE AIRPORT TERMINAL BUILDING

撰文 王晓群

北京市建筑设计研究院有限公司

所谓航站楼构型,可以简单理解为航站楼的总平面形式,它是机场的重要特征,也是机场规划和航站楼设计首先要着重研究的内容。

一般认为,影响航站楼构型设计的主要因素包括:1)设计容量及建设规模;2)航站区用地条件及空陆侧关系;3)站坪停机位及航站楼近机位数量要求;4)飞机的站坪运行通道条件;5)航站楼国内、国际分区及不同航空公司的分区条件;6)航站楼内的旅客步行距离以及流线模式;7)楼内主要流程设施和集中商业设施的布置条件;8)陆侧交通设施布置及与航站楼的连接条件;9)机场未来的扩展条件等。

对于大型集中式航站楼来说,既要有足够的外边轮廓长度来接驳大量飞机和车辆,又要控制楼内的旅客步行距离,两者形成了构型设计的一对主要矛盾,因此放射型或类放射型就成为了这类航站楼构型的一个主要选择。我们以前做过的不少航站楼都可以归类为放射型,就此拿来作为案例,主要从构型设计角度对上述功能性要点进行简要说明和分析,希望能对此类航站楼设计有一些借鉴和参考价值。

放射构型的基础架构包括放射点、指廊的数量和长短以及指廊之间的夹角这些要素。在下面五个案例中,每个放射构型的架构都不同,且按照航站楼指廊数量的多少进行排序。

1 首都机场T3航站楼

首都机场T3航站楼的设计容量为每年4 300万人次。由于周边条件限制,新航站区两侧跑道的间距仅有1 525m,是满足两侧飞机独立起降条件的最小间距。狭长的用地将航站楼压缩为纵向的一条,中间的两组联络滑行道又将航站楼切分为三段,国内在南侧近端,国际在北侧远端,地下的旅客捷运、高速行李和各类服务通道将三座航站楼串联起来,形成了三楼功能一体、单一陆侧进出的运行条件,由一家基地航空公司及其联盟运行使用。

首都机场 T3 航站楼鸟瞰图

近、远两端航站楼均为三向放射构型,指廊基线夹角均为120°,划分出简单的站坪区域。陆侧圆弧半径最大,约610m,主要考虑加大主楼进深,在楼前形成适宜的车辆停靠边,并为停车楼等交通设施布置提供开阔的空间。两侧停机边圆弧次之,半径430m,保证了机位排布和站坪滑行的顺畅。国际航站楼北侧停机边圆弧半径最小,为180m,以控制国际楼中心区的面积。受两侧平行滑行道限制,两边指廊长约450m,是航站楼横向能够达到的最大宽度,指廊端部机位与两侧平滑关系简单。中指廊长约700m,指廊两侧各布置两排停机位,站坪用地紧凑高效,近远机位相互靠近,使用调配方便灵活。近远两座航站楼的基底面积分别约为12.2万m2和11.4万m2,停机岸线长度分别约为2 100m和2 800m。

首都机场东区总平面图

三向放射的航站楼构型有效减小了楼内旅客的步行距离,流线模式也比较简单直接。安检后的旅客马上进入构型中心的集中商业区,经过一次分流去往各条候机指廊,两侧指廊的步行距离约为520m,中央指廊约为600m。中央指廊被分为两幅,让出了中轴空间,捷运车辆得以从地下爬升至两座航站楼的二层设置车站,基本消除了连接卫星厅通常都有的旅客较高楼层转换问题。

首都机场 T3E 航站楼构型

首都机场 T3E 航站楼出港流线

2 海口机场T2航站楼

建设中的海口机场T2航站楼是该机场的扩建项目,随一条新跑道在现有航站区陆侧的对面建设,并通过新建的两组联络滑行道和环形高架路将两侧飞行区和航站楼陆侧连接起来。T2中轴定位正对T1航站楼,陆侧的步行廊道贯通新老两楼,并连接楼前商业开发项目。

海口机场 T2 航站楼鸟瞰图

T2航站楼设计容量为每年2 300万人次,建设用地进深不大,四指廊构型被横向拉长,形成了相距300m的两个放射焦点,而非纯粹的中心放射构型。前后指廊夹角为90°,整体轮廓更趋扁长,伸向后方空侧的双面停机指廊长约300m,伸向前方陆侧的单面停机指廊长约230m,航站楼基底面积约10.6万m2,停机岸线总长度约1 900m。主楼后部的中央港湾为国际停机区,近机位多为大飞机,留有一条站坪滑行道,远机位为自滑进出,减少对滑行道的占用。国内的大飞机集中在放大的指廊端部,两侧港湾仅布置小飞机,并设置有两条站坪滑行线。大小机位相对分区、缩减大飞机运行区域的布置方式,是集约站坪、控制用地的一种有效途径。

海口机场总平面图

国际在中间、国内在两边的布局符合航站楼分为基地航空公司及其他航空公司分区运行的总体设想,位于中央的国际区可分别为两侧的国内区提供国内、国际相邻运行的条件,以及近机位灵活切换使用的条件。航站主楼进深被特意加大,以满足机场运营方对商业面积的大量需求,中轴的商业街成为所有国内出港旅客的必经通道,安检后旅客需经两次分流,最远步行距离约450m。

海口机场 T2 航站楼构型

海口机场 T2 航站楼出港流线

3 北京新机场航站楼

建设中的北京新机场设计容量先期满足每年4 500万人次,主楼将来可带动远端一条卫星指廊达到每年7 200万人次的容量,航站区两侧跑道间距2 380m。

利用充足的航站区宽度,航站楼采用了单点放射的五指廊构型,并在开阔的楼前区域增加了一条陆侧指廊,为航站楼提供近距离的商务、商业和酒店服务,并与航站楼共同形成了完整的建筑形态。相邻指廊夹角均为60°,相隔指廊的边缘轮廓由一条1 200m直径的圆弧切出,指廊端部包络于1 200m直径的大圆之中。

北京新机场航站楼鸟瞰图

五条候机指廊在航站楼周边划分出四片停机港湾,航站楼基底面积约27万m2,停机岸线长度约4 300m。由于航站主楼7 200万容量对核心商业区的巨大需求,相邻指廊均做半径100m的大圆弧倒角,利用主楼建筑的绝对尺度使港湾底部60°的尖角区得以化解,避免飞机排布局促。每个港湾均布置了三条E类飞机的滑行通道,通过仿真模拟和类似实例类比,验证了港湾底部飞机可以顺畅运行。两条指廊相邻的登机口虽相距较远,但其间首层的远机位登机口补充了两侧候机区的连续性。五条指廊端部均做放大处理,最大宽度约110m,共接驳了20个固定登机桥,约占固定桥总数的40%。可见只要有足够的候机区面积和滑行条件做保障,环绕指廊端部停机的方式可以显著增加航站楼的近机位数量。

北京新机场总平面图

协调航站楼内部的值机区范围,确定陆侧高架桥的车辆接驳边长约400m,与首都机场T3航站楼大致相当。这个长度虽可基本满足4 500万容量的车辆停靠需求,但不能满足将来7 200万的容量需求,这一点从首都机场T3航站楼出港高峰时段的楼前交通状况就可以直观地看到。北京新机场为此采用了双层出港车道的特殊设置,并由此产生了双层值机厅的竖向功能组织。进出场高架路采用了相距1 000m的U形大环构型,让出了中轴用地供多条轨道交通线路从地下引入航站楼前。

五条候机指廊的中间一条为国际,两侧四条为国内,拟由两家基地航空公司分区运行。国内的值机、安检、候机、行李提取等主要流程设施与行李分拣设施以及楼外的停车设施均支持了这种双区运行的模式,中央的国际区可为两侧航空公司分别提供国内、国际相邻运行的条件,以及近机位灵活转换使用的条件。单点放射构型有效控制了航站楼的指廊长度,楼内的分区运行模式又进一步缩短了旅客步行距离,安检后旅客最远步行距离约为600m,且流线组织简单,仅为一次分流。此外,两侧国内分区运行以及轨道出港旅客独立的流程设施和通道条件,还有效分散了航站楼内部的集中客流。

北京新机场航站楼构型

北京新机场航站楼出港流线

4 大连新机场航站楼

筹建中的大连新机场位于半岛渤海一侧的金州湾内,由离岸填海获得建设场地。规划本期容量为每年3 800万人次,航站区两侧跑道间距为2 050m。

本期航站楼采用了一种较为特殊的两级放射构型,即先从中心点以120°角放射出三条286m长的轴线,再从三条轴线的端点以126°角各放射出两条286m的轴线,由此形成了一个由九条线段组成且具有分形结构特点的放射构型主干,选择126°二次放射角的主要原因是考虑放宽航站楼的陆侧空间。该构型主干形成了一个三角形主楼加六条指廊的航站楼组合,构型外包圆的直径约1 000m,航站楼基底面积约19万m2,停机岸线长约3 700m。与单点放射不同,分散的指廊放射点拉开了相邻指廊,形成了开阔的停机港湾,两个大港湾都具有三条E类滑行线,三个小港湾张角108°,停机排布顺畅。由于航站楼具有较多的双侧指廊,且主楼两侧可以接驳飞机,停机岸线得以显著加长,加之有多个指廊端头,使航站楼获得了较多的近机位数量。

大连新机场航站楼鸟瞰图

六条指廊分成三组围绕航站主楼,国际位于中间,国内位于两边,拟按不同航空公司分区运行,在国内和国际交界区的近机位被设置为国际、国内可转换机位兼大小组合机位,具备双重的灵活性。对应于一个国际和两个国内分区,在三角形主楼的三个角部分别设置了一处国际联检和两处国内安检现场,出港旅客在主楼首先分流为三个方向前往检查现场,在指廊交点再次分流前往登机口,值机后到最远登机口的步行距离约为570m,安检后仅为350m。三个指廊交点分设三处集中商业区,每处商业区都可以方便地服务于相邻的候机指廊。

大连新机场航站楼总平面图

大连新机场航站楼构型

大连新机场航站楼出港流线

5 某机场航站楼

该机场本期设计容量为每年3 000万人次,航站区两侧跑道间距为2 000m。之所以说这个航站楼方案的构型“另类”,是因为它将交通内置于航站楼间,对目前航站楼常见的交通、主楼、指廊基本关系,以及进出港基本关系进行了完全不同的组合。

一组地面环形车道嵌入到了主楼和指廊之间,内环为出港,外环为到港。环路围绕的圆形主楼集中设置出港值机安检和集中商业功能,并向外以60°角放射出五座V形小“航站楼”,候机廊相互连接为环状。构型外包圆的直径约900m,航站楼基底面积约17.5万m2,停机岸线长度约2 700m。每座小航站楼各自担负出港候机和到港功能,出港旅客由中央主楼通过连桥上跨环形车道分别进入五个候机区,各区的到港旅客则就近在五座小航站楼的首层提取行李,再由分散在外环车道边的五处交通站点乘车离开。

某机场航站楼鸟瞰图

某机场航站楼总平面图

早期航站楼有将交通路桥内置于航站楼间的例子,如美国凤凰城机场、巴黎戴高乐机场T1航站楼、台北桃园机场等,但它们均未将到港功能从主楼剥离到环路外侧。近期的广州白云机场是目前国内类似航站楼的唯一例子,但当时还是两端进出的交通组织。

本方案研究了上述机场案例,引入单元化航站楼理念,以放射构型组织功能,做出了全新的尝试。相较于常规的航站楼构型或功能组合具有以下优点:1)停机岸线被推向外围,港湾接近前列式,停机布置高效;2)环形停机靠近三侧平滑或垂滑,起降飞机滑行距离短;3)功能模块组合,利于航空公司分区运营;4)主楼位于中央,登机口相对主楼分布均匀,出港旅客的步行距离大幅减短,行李厅分散布置,兼具小航站楼的优点,到港步行距离极短;5)到港交通站点分散布置,变“人找车”为“车接人”,方便旅客就近接驳车辆交通。同时,方案也着重处理了与新构型相关的主要问题:1)出港旅客的多方向引导;2)出港行李传输较远;3)交通设施内置、进出港交通平层布置及多点运行的交通组织。

某机场航站楼构型

某机场航站楼出港流线

6 结语

从以上这些案例可以看到,航站楼构型设计的主要任务是规划陆侧、建筑、空侧三者的整体布局,建立交通与建筑、旅客与飞机、飞机与跑道之间的高效连接。尽管放射构型只是航站楼类型的一种,但仍然有很多变化的可能。这些放射构型的共同优点在于:航站楼整体紧凑,主楼高度集中,指廊与主楼联系紧密且分布均衡,指廊数量多,接驳飞机多,步行距离短,分区使用灵活性大。它们需要解决的问题则各不相同,主要有:站坪分区较多,港湾狭小或异形,飞机运行组织复杂,站坪利用率下降,旅客流向多,楼内客流组织相对复杂。

航站楼构型设计需协调旅客、车辆、飞机三者之间差异巨大的尺度关系,通常以空侧飞机的排布组织为设计起点和过程主导,貌似是大尺度的粗线条设计,但其中内涵细腻丰富,不仅要对飞机进行较为精准的排布,还要研究每个项目特定的条件和需求,从多个角度对构型进行全面的衡量,实际是一件深入细致的技术活儿。比较和识别不同构型的优劣,不断做出取舍和修正才是获得合理构型的正确道路。

王晓群

北京市建筑设计研究院有限公司副总建筑师,机场建筑研究中心主任。主持设计项目:北京首都机场 T3、昆明机场、桂林机场 T2 等航站楼,目前负责北京新机场航站楼设计。

本文全文已刊登于《建筑技艺》2017年11月刊

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