从机场候机楼看建筑空间与结构选型

从机场候机楼看建筑空间与结构选型

【摘要】机场候机楼建筑越来越受到国内外政府和工程设计师的共同关注。本文将通过目前的机场航站楼的主要设计来剖析建筑空间和结构之间的主要关系，从而总结出大跨空间结构选型的一些基本要素。

【关键词】候机楼；空间结构；外部形体 一、前言

2004年5月23日，巴黎戴高乐机场2E候机楼的一个伸出部分的屋顶结构突然发生倒塌，这是大跨空间结构破坏的典型例子，为此受到了国内外工程专家的普遍关注。多种因素的结合最终引发了结构的倒塌：可能由于配筋的不足或错放，使壳体内已经存在一些裂缝，而这些裂缝又使原来在恒载及外来作用下就非常“柔性”的结构的状况进一步恶化；结构缺乏必要的多余约束，在局部发生破坏时没有其他途径来传递荷载；直撑杆与壳体连接处存在局部很高的冲剪应力；纵向梁及其与柱子的连接均很薄弱。本文将重点从机场候机楼看建筑空间与结构选型问题进行剖析。

二、机场候机楼建筑空间形态设计要求分析

（一）运用结构技巧强化建筑空间的艺术表现力

举个例子，厦门高崎国际航空港三号候机楼建筑设计来看，以其雄壮又不失优雅、新颖而不失亲切的建筑形象走进人们的视野。3号候机楼得到普通群众认可的，也许是那形象亲切的大屋顶，可得到业界和业主认可的，决不仅仅只是这件美丽的“外衣”。在这里，人们见不到贴面式的装修方法，遮阳板、窗户、柱列、桁架、空调送风口以及日光灯管等等，无一不成为室内设计的元素。拆下钢模板的空腹桁架，刷上涂料就成了室内优美的装饰构件，经济实惠又便于维护；结合空腹桁架而设的层层后退的阶梯式外墙，形成建筑内部尺度适宜的各功能空间，并使旅客虽然身处进深达108米的建筑中，依然能享受蓝天白云的变幻和自然光线的流动。白天建筑只使用极少量辅助的人工光源，特别是在建筑的第四层(商业层)，白天全部自然采光，光线从一排排精心设计的窗户投射到室内，使得建筑构件显得分外轻盈、优雅,建筑的室外、室内血脉相通、一气呵成。

可见，对于候机楼这种强烈追求建筑室内外空间效果的建筑，结构本身就通过其独特的造型使人获得强烈视觉效果从而传达建筑的思想。结构选型已不仅仅只在满足建筑空间的宏观层面上，而是渗透于建筑设计的细微末节，如传力构件的组合，外露结构的处理等。通过对结构进行艺术加工和处理来增强建筑空间的艺术表现力。这种结构的技巧和建筑空间的艺术性的结合在很多候机楼的设计中都得到了充分地体现。浦东机场候机楼的屋盖结构的白色腹杆，其间以黑色预应力钢索相连，在穹顶的兰色背景下，充分展现了结构的力度，给人以强烈的视觉冲击。

（二）结构选型与建筑空间的整体组合与环境的和谐统一

结构的选型和候机楼空间的组合形式密切相关。在候机楼这一有机统一的整体中，一方面对不同建筑空间的结构采用不同的结构选型可以打破单调以求得变化，而另一方面，在不同的空间结构形式的重复则可借协调而求得统一。而这种完全不同的选择取决于候机楼空间的组合形式，指廊式布置的候机楼由于空间相对独立，采用不同的结构选型可以取得不同的建筑空间效果，如首都机场和成都双流机场候机楼，而前列式布置的候机楼，建筑空间的联系相对紧密,为达到协调统一而多采用重复的结构形式，如上海浦东机场、沈阳桃仙机场、西安咸阳机场候机楼等。相同的建筑空间和结构形式，如果多次重复出现，还可以形成一种节奏韵律感，在浦东机场候机楼的设计，室外高架桥到办票大厅、再到候机厅都采用相同的建筑空间和结构形式，当旅客顺着流程往前走时会产生极其优美的韵律感。

结构的选型和环境的关系也是密不可分的，任何建筑都必然要处在一定的环境中，并和环境保持密切联系，乃至融为一体。通过建筑空间来表达这种联系，作为建筑设计是非常必要的，机场候机楼作为一种地方标志性建筑尤其需要如此。这种环境既包括人文环境也包括自然环境。厦门高崎机场候机楼建筑外形表现了闽南民居的特点，而结构上通过空腹桁架和混凝土梁柱的巧妙搭配，既实现功能需要的建筑空间又具有中国庙宇建筑的神韵。海口美兰机场候机楼的建筑空间借鉴了黎族民居的特点，而正在建设的重庆江北机场新候机楼的钢结构,据说其设计灵感来源于川东的吊角楼建筑。这些建筑都是在建筑空间和结构选型巧妙融入地方文化的色彩，使建筑赋有人文气息。而海南三亚凤凰机场的候机楼则体现了建筑与自然环境的融合。在候机楼外部空间处理，采用鱼腹式水平钢屋架配以纵向斜支撑和外露的白色桅杆，设计得极为精巧，和周围的环境极为协调。使人很自然地与热带风光和休闲渡假的概念联系起来，达到了建筑与环境的和谐统一。杭州萧山机场候机楼的大跨度钢结构波浪型屋顶，正好和杭州的优美的湖光山色相协调。

（三）多形式的结构选型创造与功能相适应的合理建筑空间

候机楼作为公共建筑由于其功能的特殊性，追求建筑空间的完美一直是业主和设计者的目标。而随着建筑技术的不断发展，新材料、新技术、新结构不断发展成熟，使设计者对建筑空间的这种追求提供了更多的可能。从20世纪50、60年代采用的钢筋混凝土筒壳结构、80年代采用的预应力混凝土框架结构、钢网架结构，到90年代末采用的钢桁架、悬索结构，近年来单层网壳和膜结构等也逐渐被采用，各种结构形式为候机楼的建筑空间带来了丰富的变化，满足了不同的功能需要，也使候机楼具有更加鲜明的时代特点和个性。

结构选型就是要运用结构手段去创造合理的建筑空间。结构选型已逐渐成为一种新兴的边缘学科，它已不仅仅局限在工程结构的范畴，而是广泛涉及建筑功能、建筑艺术、建筑技术和经济等诸多方面。建筑空间的结构选型在现在的候机楼设计中已越发显得重要。结构作为一种手段必须首先服务于功能，只有当它围合的空间形式能够适应某种特定的功能要求，它才有存在的价值。同时结构其自

身也随着功能的发展和变化不断趋于成熟和更加合理，从而更好地适应功能的要求。在候机楼的结构选型中也同样如此，随着功能对大跨度空间的要求不断增加，适应这种功能需求的新结构形式不断出现，而一些老的结构形式如混凝土筒壳结构、混凝土框架结构、钢网架结构则逐渐被淘汰或较少使用。同时，一些老的结构形式切通过改进又重新得到应用。空腹钢梁结构早在20世纪70年代已经被用于大跨度的建筑空间，后来随着网架、桁架结构的出现而较少使用，随着预应力技术的发展，预应力空腹钢梁的跨度增加而自重减轻，出现了大跨度的建筑空间，并在首都机场新候机楼指廊成功运用。

候机楼的功能要求是多种多样的，不同的功能要求都需要有相应的结构形式来提供与功能相适应的建筑空间。在候机楼的设计中对大跨度的空间多采用空间桁架、悬索结构等结构形式，而相对较小的建筑空间则多采用空腹梁、网壳等结构形式。服从于建筑空间功能的要求是结构的选型的首要任务和基本标准。同时在满足功能要求的前提下，必须保证结构的科学性，并根据不同结构的特点加以使用，使其最大限度地满足建筑空间功能的要求。在成都双流国际机场候机楼的结构选型中，设计上针对不同的建筑空间使用了不同的结构形式，以求满足不同的功能要求。在跨度达60米的办票大厅，采用了双曲反向钢管桁架，突出建筑空间的高大宽敞和弧线型的优美；而在跨度为27米的候机指廊上则采用了相贯线结点单层网壳结构，使建筑空间通透、轻盈。

三、结束语

综上，从机场候机楼的具体设计中，本文指出现代结构技术的发展为建筑空间的创新提供了更为广阔的空间。要求我们在大跨度建筑空间设计的实践中，更好地掌握结构技术，才能实现对结构娴熟地运用。

参考文献

[1] 姚激.巴黎戴高乐机场候机楼倒塌事故原因初析[J]. 建筑结构.2006(1):96-98.

[2] 杨国栋.机场航站楼智能化工程的建设[J].智能建筑与城市信息.2007(10):45-48.