新機場中央峽谷（效果圖）。圖/受訪者提供

一座面向未來的機場如何誕生

《中國新聞周刊》記者/閔杰 ?文/趙一葦

本文首發(fā)于總第842期《中國新聞周刊》?

以北京市中心的天安門為起點，沿中軸線延長線向南46公里處的北京新機場，每天都在生長，每個月都呈現(xiàn)出不同的樣子。一年之后，2019年10月，這座在陽光下閃耀著金色光澤的超大型機場，將如同鳳凰展翅，以靈動的姿態(tài)，吸引全球的目光。

新機場地處的是一個特殊的地理坐標(biāo)——北京中軸線的最南端。中軸線的象征意義，給新機場的設(shè)計方案增添很多挑戰(zhàn)，這里必須連接傳統(tǒng)，在精神氣質(zhì)和文化內(nèi)涵上，與天安門、鐘鼓樓、鳥巢遙相呼應(yīng)。這里更要面向未來，新機場距離雄安新區(qū)55公里，將直接服務(wù)于雄安與世界的連接，這必將是一座面向未來的機場。

預(yù)計到2040年，新機場每年吞吐量將超過1億人次，他們在此相聚或離別，踏上家的歸途，或者飛往生活的下一站。

最遠登機口步行只需8分鐘

北京新機場的規(guī)劃，從上世紀(jì)90年代就開始醞釀，可以說是世紀(jì)工程。

選址工作始于1993年，當(dāng)時北京市初步規(guī)劃了張家灣和龐各莊兩個中型機場場址。2002年，首都機場開始擴建，民航總局牽頭組織了一次選址調(diào)研，選出了四個備選場址，其中廊坊市西偏北的舊州為首選場址。2004年，北京市規(guī)劃委對《北京市總體規(guī)劃》進行修編，對新機場的選址又進行了新一輪深化調(diào)研，同樣選出了四個備選場址，其中推薦的是北京大興南各莊和河北固安西小屯兩個場址，在城市規(guī)劃修編中作為預(yù)留。

歷經(jīng)十余年之后，到了2006年，新一輪選址工作正式啟動，一共比較了北京、天津、河北境內(nèi)的十多個場址，直到2009年，最終確定了北京大興南各莊作為首選場址，理由是：離主客源地較近，空域環(huán)境和外部配套條件較好，區(qū)位上能便捷連接京津冀，更適合建設(shè)大型機場。

選址塵埃落定之后，新機場各項規(guī)劃工作開始緊鑼密鼓推進，航站樓方案競標(biāo)是其中的重中之重。

新機場航站樓的設(shè)計方案征集，從2010年就開始啟動。北京新機場建設(shè)指揮部總工程師郭雁池告訴《中國新聞周刊》，新機場在方案招標(biāo)前，確定了一個規(guī)劃的主導(dǎo)原則：集中的飛行區(qū)，南北盡端式航站區(qū)布局，南北旅客容量約為3：7，北航站區(qū)集中的航站樓主樓+衛(wèi)星廳的規(guī)劃分期建設(shè)，分別對應(yīng)4500萬人次及7200萬人次的年旅客量。

方案競標(biāo)從2011年正式啟動，幾家入圍最終競標(biāo)的設(shè)計單位在全球都非常知名。法國巴黎機場集團建筑設(shè)計公司（ADPI）在全球機場設(shè)計領(lǐng)域?qū)嵙π酆瘛⒋竺Χ?，留下了很多?jīng)典作品，包括阿聯(lián)酋迪拜機場、法國巴黎戴高樂機場、上海浦東機場等。英國福斯特建筑事務(wù)所是北京首都機場T3航站樓的設(shè)計者。北京建筑設(shè)計研究院曾參與了多項國內(nèi)地標(biāo)性建筑設(shè)計，包括2008年奧運會國家體育館、首都機場T3航站樓等。民航設(shè)計總院則承擔(dān)了國內(nèi)70％以上機場的規(guī)劃與設(shè)計。而扎哈建筑事務(wù)所以已故的扎哈·哈迪德女士命名，其獨特的“扎哈曲線”在全球都享有極高辨識度。

“扎哈·哈迪德建筑事務(wù)所最初想找我們一起聯(lián)合做設(shè)計，但我們希望自己做原創(chuàng)，所以婉拒了合作。”北京院第四分院院長馬瀧告訴《中國新聞周刊》。

民航院和北京院最終選擇了強強聯(lián)合，組成了中方最強設(shè)計聯(lián)合體。

“當(dāng)時概念設(shè)計方案的排名情況是，ADPI第一，國內(nèi)聯(lián)合體第二，福斯特第三，扎哈第四。”馬瀧回憶。?

ADPI最終勝出，中標(biāo)了北京新機場航站樓設(shè)計方案。

中標(biāo)的方案構(gòu)型簡潔：只有一個航站樓，以單點為中心，延伸出五條指廊，整個航站樓呈輻射狀構(gòu)型。同時，在開闊的樓前區(qū)域增加了一條陸側(cè)指廊，形成六條指廊的均衡布局，每兩條指廊之間的夾角，都是60度。

馬瀧發(fā)現(xiàn)，有趣的是六條指廊正好對著三條軸線，分別指向北京、雄安、天津，“這個概念在方案初期是沒有的，也是一個美妙的巧合?！?/p>

簡單方案的背后，卻蘊含著深意。機場航站樓方案，往往是功能性和藝術(shù)性、現(xiàn)實需求和遠景目標(biāo)等多重因素綜合考量后平衡的結(jié)果。在多位設(shè)計參與者看來，ADPI方案被選中的最重要原因，還是因為強調(diào)功能性第一。

馬瀧的同事、北京建筑設(shè)計研究院設(shè)計師王曉群，從十幾年前就開始做機場設(shè)計，現(xiàn)在也依然是北京新機場的設(shè)計負責(zé)人。王曉群從2004年開始進入到機場設(shè)計領(lǐng)域，參與的第一個項目就是首都機場T3航站樓，此后十余年，一直深耕于此，做過的機場項目越來越多。

“對于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(nèi)的旅客步行距離，兩者形成了構(gòu)型設(shè)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(gòu)型的一個重要選擇。”王曉群在近期發(fā)表的一篇文章中，闡述了航站樓構(gòu)型方案背后的考量因素。

比如，首都機場T3航站樓，設(shè)計容量為每年4300萬人次。由于周邊條件限制，T3兩側(cè)跑道的間距僅有1525米，是滿足兩側(cè)飛機獨立起降條件的最小間距。這塊狹長的用地，將T3航站樓壓縮為縱向的一條，中間的兩組聯(lián)絡(luò)滑行道又將航站樓切分為三段，國內(nèi)在南側(cè)近端（T3C），國際在北側(cè)遠端（T3E），地下的旅客捷運、高速行李和各類服務(wù)通道將三座航站樓串聯(lián)起來。

而對于北京新機場，單點放射構(gòu)型有效控制了航站樓的指廊長度，樓內(nèi)的分區(qū)運行模式又進一步縮短了旅客步行距離，安檢后旅客最遠步行距離約為600米，正常步行時間為8分鐘，既避免建設(shè)內(nèi)部捷運系統(tǒng)，又實現(xiàn)了旅客出行高效便捷。

在王曉群看來，這個方案被選中，最根本的原因是方案中的放射狀，“放射狀是一個很基本的形態(tài)。機場規(guī)模增大后，停機位增多，又要控制旅客的步行距離，放射狀可以解決這個問題?！?/p>

王曉群告訴《中國新聞周刊》，關(guān)于航站樓究竟是分散式更好，還是集中式更好，業(yè)界歷來都有爭論。

比如，英國福斯特公司最初的競標(biāo)方案，就是分4個單元運行，每個單元內(nèi)旅客步行的路程更短，但不同單元之間的中轉(zhuǎn)會變得更麻煩。王曉群說，作為一個樞紐機場，中轉(zhuǎn)是非常重要的功能，如果中轉(zhuǎn)連接距離遠，機場的樞紐運行效率會下降，“但旅客的步行距離只是一個衡量維度，而很難說是決定因素。”

中外之間的國情不同，也會對航站樓的規(guī)劃有影響。王曉群介紹，國外機場建設(shè)以航空公司為建設(shè)主體，往往一個航空公司只建一個樓，建筑過程是逐漸加量，很少一次成型。而國內(nèi)機場客流量增長很快，對未來容量的預(yù)期很大，傾向于選擇更完整的集中式方案。

集中布局也有上限，不能無限大，否則會帶來新的問題，比如，交通壓力，當(dāng)外部交通全都集中在一個航站樓區(qū)，是否可承受，是必須考慮的問題。還有整個系統(tǒng)的復(fù)雜程度，如果系統(tǒng)過于龐大，復(fù)雜性會大幅增加，這既給機場建設(shè)帶來麻煩，也不利于日后的運營。

除了旅客的視角，還有飛機和飛行員的視角，飛機的?？?、進出是否方便，都涉及機場的運行效率，都是航站樓構(gòu)型要考慮的因素。

在馬瀧看來，目前的首都機場T3停機夾角是120度，飛機進出非常寬裕。而北京新機場，六條指廊之間的夾角均分為60度，是銳角，理論上說，肯定不如飛機直線排開更方便停靠和出發(fā)。但因為新機場建筑尺度足夠大，所以絕對空間依然很大，能夠形成開放性的大區(qū)域，也能夠方便飛機的進出和?？?。

“我們在對原方案瘦身后，航站樓最終的絕對尺度依然很大。主樓的寬度是350米，停機港灣圓弧大而寬，便于飛機進出?！蓖鯐匀航忉?，這種設(shè)計下，整個新機場航站樓可以停79架多為大機型的飛機，三條指廊都是雙側(cè)停機，只有兩條是單側(cè)停機，還有很多組合機位，停機效率總體不錯。

“對于北京新機場這種規(guī)模，這個設(shè)計是聰明的?！钡珜τ谝恍┲行∫?guī)模的機場，由于建筑尺度可能不夠，馬瀧并不推薦采用這種方案。

“每個指廊之間的角度都是60度，這是一個很完整的形態(tài)，包括前面還有綜合服務(wù)樓，一半是酒店一半是辦公，給航站樓提供一些近距離服務(wù)?！蓖鯐匀赫f，總體而言，主樓更集中，旅客步行距離更短，建筑形態(tài)更完整，是新機場航站樓的最大特點。

“北京新機場規(guī)劃設(shè)計首先遵從的是目標(biāo)導(dǎo)向和問題導(dǎo)向，也就是以機場功能定位及容量需求為目標(biāo)?！惫愠乜偨Y(jié)，最終形成的設(shè)計成果，是各種問題、矛盾平衡的結(jié)果。

建設(shè)中的北京新機場航站樓內(nèi)景。攝影/本刊記者 董潔旭

陽光峽谷的誕生

從方案中標(biāo)，到開工建設(shè)，新機場方案還有很長的路要走。

在ADPI的方案中標(biāo)后，扎哈建筑事務(wù)所也受新機場建設(shè)指揮部的邀請，加入進來，進行聯(lián)合設(shè)計。

“這是一個令人振奮的工程?！?扎哈事務(wù)所北京辦公室總監(jiān)大橋諭向《中國新聞周刊》回憶，ADPI和扎哈事務(wù)所開始攜手，對中標(biāo)方案進行了優(yōu)化，前后經(jīng)歷了6個月打磨，然后再提交給中方設(shè)計團隊，由北京建筑設(shè)計研究院和中國民航機場建設(shè)集團接手。

如果說ADPI將自己對機場功能深邃的理解賦予了北京新機場，那么扎哈事務(wù)所則讓新機場展現(xiàn)了更多的建筑之美。

在扎哈團隊的設(shè)計中，采光和商業(yè)區(qū)是兩大亮點，其標(biāo)志性的“扎哈曲線”也有了更浪漫的表達。

“想象一下，縈繞陽光的山頂，隨季節(jié)更迭而變換顏色的花朵，這些美妙的自然景象若能融入建筑設(shè)計中，那將是令人陶醉的作品?！贝髽蛑I說，新機場的造型像一束花朵，每個指廊都可以看作是一片花瓣，“陽光從花朵頂部延伸到各個花瓣，灑在室內(nèi)的每一個角落，可以塑造出明亮的室內(nèi)印象?！?/p>

而實現(xiàn)這一浪漫意向的，是新機場航站樓造型上最獨特的部分，C型柱設(shè)計。整個航站樓內(nèi)部，矗立著8個巨大的C型柱。所謂C型，是指柱子并不封口，在每一個橫截面上，都呈C型。

這是一個極為大膽的設(shè)計。想象一下，航站樓核心區(qū)屋頂屋蓋鋼結(jié)構(gòu)投影面積達18萬平方米，主要以8根C型柱及12根塔柱就把中心區(qū)的屋頂給支撐起來，C型柱間距長達200米，中間的空間可以完整裝下整個“水立方”。這么做的好處是，能把更多空間讓位于服務(wù)旅客，而不是讓很多結(jié)構(gòu)占據(jù)空間，導(dǎo)致旅客不便，所以支撐結(jié)構(gòu)已經(jīng)少到了極限。

這同樣是一個極具藝術(shù)性的設(shè)想。C型柱上寬下窄，底部最窄處只有3米，頂端最大跨度達到了23米，造型非常靈動。從下往上看，像一枝伸出土壤的花朵，而從上往下看，則像屋頂“延伸”到了地面。

在馬瀧看來，這樣的設(shè)計，已經(jīng)不再是傳統(tǒng)的“柱”的概念，而是從屋頂自然延伸下來，屋頂和柱子已經(jīng)融為一體。

“延伸”到地面的C型柱，是功能和形式的完美結(jié)合，既是支撐的構(gòu)件，又是室內(nèi)采光的窗口，自然光從C型的敞口中，傾瀉而下，形成了巨大的光瀑。同時，在航站樓的中心頂部有一個巨大的六邊形核心天窗，在每條指廊的頂面鋪設(shè)一條帶狀天窗，貫穿整個600米的指廊，既能夠為室內(nèi)引入充足的日照光線，也便于旅客順著光線前行，成為方向的指引。

扎哈團隊的設(shè)計一向看重自然光線的運用，因為這既能節(jié)約光照能源，也能夠提供舒適的感官體驗。大橋諭告訴《中國新聞周刊》，扎哈女士本人對北京新機場的期待很高，深度參與了北京新機場的設(shè)計工作，提供了很多富有激情和想象力的設(shè)想。

“C型柱本身是各個功能空間的重要節(jié)點，采光也圍繞C型柱來布置，是顯著的空間標(biāo)志，讓室內(nèi)明亮?！蓖鯐匀赫f，設(shè)計團隊做了全天不同光線情況下，光照的模擬，“天氣好的時候，白天在航站樓內(nèi)的開敞區(qū)域，可以做到不需要室內(nèi)開燈。”

新機場商業(yè)區(qū)的設(shè)計則更具自然的靈動魅力。整個商業(yè)區(qū)所在的“中央大堂”，是航站樓的核心區(qū)。

在這個13000平方米的商業(yè)區(qū)域內(nèi)，從高處看去，就像一個“峽谷”，屋面最高49米，隨內(nèi)部空間需求動感起伏?！皪{谷”里共分五層，一二層是到達層，三四層是出發(fā)層，而五層是商業(yè)區(qū)，也是“親友話別層”，站在這一層，可以一直目送親友遠去。

“峽谷”的底部，分布著眾多獨立的商業(yè)島，大橋諭將這些商業(yè)島稱為shopping pod（豆子）?！皊hopping pod就像峽谷中的卵石，可像分散水流一樣自然地分散人流，同時使室內(nèi)空間更加靈動?！?/p>

大橋諭給《中國新聞周刊》展示了兩張圖，來說明整個“中央峽谷”的設(shè)計靈感。一張是美國的羚羊峽谷，另一張圖是森林溪水。在他的講解下，整個新機場“中央峽谷”的景象開始立體起來：自然彎曲的峽谷邊緣，層層疊底，陽光從頂部穿透峽谷，一條溪水穿行其中，溪水中點綴著很多石頭，水流繞過石頭緩緩而行。

“建筑物絕非一個容器，我們希望將大自然的造物理念融入建筑設(shè)計中，兼具多個人性化功能，這樣的作品可能會成為獨具風(fēng)格的有機建筑物。設(shè)計工作不僅在于設(shè)計建筑物本身，也是設(shè)計城市，設(shè)計人類生活的工作，我們非常享受這一過程?！贝髽蛑I笑言。

在新機場之前，扎哈事務(wù)所已在中國完成多個作品，比如北京的銀河SOHO、望京SOHO、廣州大劇院等，逐漸積累起在中國的建筑設(shè)計經(jīng)驗，建筑技術(shù)的飛速發(fā)展也為其獨樹一幟的自然化設(shè)計理念提供了更大的發(fā)揮空間。

“扎哈的設(shè)計富有想象力，有天馬行空的大膽和自然的美感?！瘪R瀧如是評價。

馬瀧所在的北京建筑設(shè)計研究院曾作為中方團隊，參與了北京T3航站樓設(shè)計，與英國福斯特事務(wù)所合作。“福斯特是建筑圈內(nèi)公認的最好的事務(wù)所，技術(shù)、藝術(shù)、控制能力都非常出色?！瘪R瀧回憶，T3航站樓設(shè)計做得非常過癮，從福斯特事務(wù)所引進了很多理念，尤其是模數(shù)化的設(shè)計理念，“模數(shù)化建筑像一個精密機器，具有理性化的美感，這些理念的引進就像給中國設(shè)計師開了一扇窗戶?！?/p>

在馬瀧看來，在北京新機場方案上，ADPI的功能性方案和扎哈充滿想象力的造型點睛，是建筑理性和建筑之美充分融合的一個成熟作品。

北京新機場（效果圖）。圖/受訪者提供

中軸線上的機場

ADPI與扎哈團隊的合作方案成型后，北京建筑設(shè)計研究院和中國民航機場建設(shè)集團開始接手方案。

“我們從2014年底接手，在2015年的3月，優(yōu)化方案基本定型，此后進入技術(shù)設(shè)計階段。在2015年8月，技術(shù)設(shè)計的初步方案完成，確定了多項技術(shù)指標(biāo)，比如建筑規(guī)模、停機位、流程組織等，在10月份通過初步設(shè)計評審?！蓖鯐匀焊嬖V《中國新聞周刊》，整個設(shè)計周期比較緊張，因為從2015年10月開始，新機場航站樓工程就要正式開工。

“這兩家設(shè)計聯(lián)合體，依據(jù)國內(nèi)規(guī)范進行了方案優(yōu)化并完成了后續(xù)的設(shè)計工作，目前實施的設(shè)計與原概念設(shè)計從建筑功能布局、建筑造型、結(jié)構(gòu)方案都有較大的調(diào)整?！惫愠馗嬖V《中國新聞周刊》，在后續(xù)優(yōu)化的過程中，改動最大的部分是C型柱。

在原概念方案中，6個C型柱的開口都朝向中心，形成合圍。但中方設(shè)計團隊，扭轉(zhuǎn)了C型柱的開口方向，不再朝里，而是全部朝外，并且根據(jù)結(jié)構(gòu)需要增加了兩個C型柱。王曉群告訴《中國新聞周刊》，調(diào)整帶來的最大好處，就是增加了樓內(nèi)采光的均勻度，而原方案中，采光都集中在中心區(qū)域，“核心的采光已經(jīng)很好，就不再需要，反而是外圍區(qū)域更需要光線。”而C型柱支撐方向調(diào)整后，對整個建筑帶來很大改變，除結(jié)構(gòu)受力體系改變外，還對室內(nèi)空間也帶來較大改變。

另一個顯著變化是建筑尺度。與方案相比，航站樓的實際尺寸有明顯瘦身。郭雁池介紹，出于建設(shè)資金考慮，為了控制建筑規(guī)模，航站樓實際面積有一些改動，整體航站樓半徑縮小了30米。其中，指廊遠端的寬度從46米縮減至42米，長度從630米縮減至600米。由此，近機位也由最初設(shè)計的84個削減為79個。

航站樓的設(shè)計高度也由80米降為50米，保證功能分區(qū)更加合理，有利于提高運行效率，也有利于采取屋頂自然采光和自然通風(fēng)設(shè)計。

機場究竟應(yīng)該建得更大一些，還是更符合當(dāng)前需求？目前的首都機場三個航站樓，幾乎總是不夠用，總是提前迎來飽和狀態(tài)，“機場建成之日就是擴建之時”。

為了解決機場總是不夠用的問題，郭雁池說，新機場秉承的是“一次規(guī)劃設(shè)計，分階段建設(shè)實施”的原則。依據(jù)新機場終端年旅客吞吐量一億人次以上的目標(biāo)需求，新機場規(guī)劃中包括了6條跑道，南北各有一個航站區(qū)?！斑@個藍圖最少通過三個階段的建設(shè)來實施，前兩個階段對應(yīng)的年旅客吞吐量分別是4500萬和7200萬人次。”郭雁池說，這種方式既滿足了機場的功能需求，又可以合理控制各階段投入資金量，確保機場可持續(xù)的發(fā)展。

中方設(shè)計團隊，還將很多中國元素融入其中。郭雁池介紹，機場整體頂面的網(wǎng)狀鋼架構(gòu)曲線明顯，疏密有致，暗含祥云的意向。航站樓中心區(qū)密集的六邊形采光窗，形似中國傳統(tǒng)庭院的藻井。航站樓的整體地面精心設(shè)計了拼花圖案，遠遠望去，有落葉繽紛的意蘊。四層國際出發(fā)層，有兩座橋，橋身的造型流動飄逸，像舞動的水袖和緞帶。

最亮眼的中國風(fēng)設(shè)計，集中在五指廊端頭，設(shè)置了五個特色庭院。郭雁池告訴《中國新聞周刊》，五庭院主題分別為絲園、茶園、瓷園、田園、中國園，不僅呼應(yīng)絲綢之路的內(nèi)涵，而且為旅客帶來了中國園林式的候機體驗，“庭院裝修會圍繞主題展開，可能會在觀賞性及知識普及的基礎(chǔ)上適當(dāng)添加特色購物點，并設(shè)置了吸煙區(qū)?！?/p>

作為首都的新機場，還有一重特殊身份，是新國門，是國家形象的展示窗口和北京的城市入口，承擔(dān)著特殊的政治和文化含義的表達。

新機場地處北京中軸線的最南端。郭雁池坦言，當(dāng)初并非因為這里是中軸線才選址于此，而是多種因素綜合取舍后決定選址在這里，“而這里恰好是中軸線?！?/p>

地處中軸線，對新機場方案，提出了更多挑戰(zhàn)，需要考慮功能性之外的更多因素。比如，要保持軸線的完整性，新機場在整個軸線上沒有任何實體的遮擋，保持軸線的貫通。還有，中軸線建筑一般都呈對稱布局，新機場也完美體現(xiàn)了這一特定，沿著南北指廊將新機場分成完全對稱的東西兩部分，主要分屬于東航和南航兩大主基地航空公司使用，在功能上也具有明確的區(qū)分作用。

“北京新機場作為國家門戶，整體外部造型要體現(xiàn)國家形象，近距離觀感也需要精心設(shè)計營造，包括內(nèi)部空間的光照、環(huán)境的舒適性等?！蓖鯐匀罕硎?，作為首都的門戶機場，在建筑上有很高要求，需要打造民航的行業(yè)標(biāo)桿。

北京新機場工地。圖/受訪者提供

快流程與多功能的融合

機場是功能性很強的建筑，安全高效是機場設(shè)計的核心訴求。

在郭雁池看來，北京新機場的運行效率是“系統(tǒng)工程”綜合作用的結(jié)果，包括高效的空管運行效率、高效的跑道構(gòu)型、高效的航站樓布局、一流的綜合交通，每個環(huán)節(jié)都缺一不可。

空管系統(tǒng)是保障民航飛行安全的重要支柱，也是民航運行的關(guān)鍵中樞。在機場飛行區(qū)、航站樓之外，還有一個重要工程——新機場空管工程。

中國民航局空管局副總工程師陳松林告訴《中國新聞周刊》，北京新機場空管工程地跨北京、河北兩界，包括北京終端管制中心工程、北京新機場本場工程兩大部分。北京新機場終端管制中心工程建成后，將成為整個京津冀中低空管制中樞。

除了空管硬件的提升，伴隨新機場而來的，還有空管模式的改革與創(chuàng)新。郭雁池告訴《中國新聞周刊》，北京新機場在規(guī)劃之初，就充分考慮了“空地一體”“軍民一體”的需求，借鑒國際通行的空域管理辦法，引入了終端區(qū)設(shè)計理念，在機場繁忙地區(qū)設(shè)置終端管制區(qū)，實行軍民聯(lián)合管制指揮、統(tǒng)一運行標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一空域協(xié)調(diào)和飛行程序設(shè)計。

航站樓內(nèi)的高效更是全面考驗設(shè)計能力的環(huán)節(jié)。新機場這么大，旅客進入之后，應(yīng)該何去何從？如何辦票值機？如何托運行李？安檢會排長隊嗎？中轉(zhuǎn)會不會很麻煩？航站樓內(nèi)的旅客組織，成了整個流程設(shè)計的難點。

郭雁池介紹，在功能設(shè)計方面，航站樓創(chuàng)新地采用了功能區(qū)垂直分布、候機區(qū)可切換的樓層設(shè)計，既保障了功能區(qū)內(nèi)運行資源充足的發(fā)展空間，又使國際和國內(nèi)候機區(qū)能夠靈活調(diào)整。

新機場航站樓地上有四層，主要為旅客進出港、候機和中轉(zhuǎn)使用。地下有兩層，分別是各類軌道交通車站的站臺層和站廳層。

王曉群告訴《中國新聞周刊》，新機場設(shè)置了多種辦票和行李托運的形式。

出港值機設(shè)施分布在三個樓層：四層是傳統(tǒng)值機，主要服務(wù)于有行李托運需求的旅客，中央的國際值機區(qū)共可提供180個柜臺，兩側(cè)的國內(nèi)值機區(qū)共可提供120個柜臺。

三層值機主要服務(wù)于無托運行李并采用電子值機的商務(wù)客、頭等艙、商務(wù)艙和航空公司常旅客等，兩端的高端旅客區(qū)各提供12個人工值機柜臺。

地下一層換乘大廳布置的值機功能主要服務(wù)于來自于各條軌道交通和停車樓的國內(nèi)出港旅客，共可提供44個人工柜臺和充足的自助值機設(shè)備。軌道旅客從站臺上達換乘大廳后，馬上就可以完成行李托運，還可利用本層提供的24條通道完成安檢程序，乘扶梯直達二層的國內(nèi)出發(fā)區(qū)。

辦票之后，旅客將被分流到不同的安檢區(qū)。國內(nèi)出港的安檢分為兩區(qū)，布置在三層，共可提供44條安檢通道，三層值機與安檢同層設(shè)置，符合本層作為快捷出港的功能定位。

安檢區(qū)通常是旅客聚集程度較高的區(qū)域。王曉群介紹，為滿足7200萬年客流量的需求，航站樓提供了88條普通旅客安檢通道，以減少高峰時段的旅客排隊等候時間。安檢前的排隊區(qū)進深均在20米以上，并采用冷輻射吊頂以提升人員密集區(qū)的環(huán)境舒適度。在安檢通道中，研究應(yīng)用自動回筐系統(tǒng)和智能探測設(shè)備，以提高檢查效率。

作為大型樞紐機場，中轉(zhuǎn)功能也是重中之重。為提高中轉(zhuǎn)效率，新機場在三層設(shè)有統(tǒng)一的中轉(zhuǎn)中心，“中轉(zhuǎn)點在核心位置，負責(zé)國內(nèi)國際的互轉(zhuǎn)和國際間互轉(zhuǎn)?！蓖鯐匀航榻B，國內(nèi)國際互轉(zhuǎn)時間是中轉(zhuǎn)機場一個非常重要的指標(biāo)，“我們規(guī)劃的中轉(zhuǎn)時間約60分鐘。因為國內(nèi)國際互轉(zhuǎn)的程序最復(fù)雜，在這個位置設(shè)置中轉(zhuǎn)中心可以集中檢查設(shè)施，便于分流。”

中轉(zhuǎn)中心有單獨的邊防、安檢，必要的檢查設(shè)施都集中在一個地方。這樣的設(shè)計既克服了傳統(tǒng)機場需樓間中轉(zhuǎn)的麻煩，也縮短了傳統(tǒng)單體航站樓的較長中轉(zhuǎn)時間。”

到2025年，新機場預(yù)計將運送7200萬人次，到2040年將多達一億人次。為了應(yīng)對如此大的旅客壓力，新機場在全球首次采用雙層出發(fā)設(shè)計。

“大人流量是設(shè)計中最大的挑戰(zhàn)，是要在規(guī)模大的同時保證高效率和高服務(wù)水平?！?王曉群坦言，雙層出發(fā)設(shè)計，主要是解決大量車輛?？啃枨蟮膲毫?，如果只有一個樓層接軌，道邊大概是400多米，停車道長度顯然不夠，而雙層出發(fā)，提供了兩層車道邊，能更好地緩解壓力。

人流量壓力的另一個重點區(qū)域，是進出港的混流區(qū)。北京新機場在出發(fā)和到達兩個區(qū)域之間不設(shè)置任何物理隔斷，有利于實現(xiàn)服務(wù)設(shè)施資源共享，出發(fā)和到達旅客都可以共享航站樓內(nèi)的所有商業(yè)服務(wù)設(shè)施，避免了服務(wù)設(shè)施的重復(fù)設(shè)置，實現(xiàn)了資源的最大化利用，同時也增加了航站樓的商業(yè)收益。

“混流的優(yōu)勢是中轉(zhuǎn)方便、可以共享公共設(shè)施等，但挑戰(zhàn)在于，如何應(yīng)對大客流量壓力。”王曉群說，混流的關(guān)鍵在于做好進出雙向的客流組織，“在設(shè)計中要充分考慮雙向客流，客流要經(jīng)過測算，設(shè)計相應(yīng)的通道寬度、雙向步道等?！?/p>

郭雁池告訴《中國新聞周刊》，新機場對于全部運行流程都做了反復(fù)研究和推敲，對包括國內(nèi)進出港流程、國際進出港流程、中轉(zhuǎn)流程、員工流程、貨物運送流程、垃圾處理流程等均進行了計算機仿真模擬。

整個流程優(yōu)化，需要兼顧流程效率和人性化服務(wù)兩個層面?，F(xiàn)在的流程上有很多亮點，比如：各類旅客流程的樓層轉(zhuǎn)換次數(shù)最多不超過兩次，且全部向下層樓層轉(zhuǎn)換，更為高效便捷。旅客在航站樓內(nèi)，很容易找到方向感，安檢后的旅客最多判斷兩次方向就可以到達登機口。從車道邊到登機口的全部流程，全方位進行了無障礙化設(shè)計，為殘障旅客提供便利。

建設(shè)中的北京新機場。圖/受訪者提供

更人性化、智能化的綠色機場

建設(shè)于21世紀(jì)的北京新機場，和修建于上個世紀(jì)的機場，會有什么不同？

從上世紀(jì)80年代的首都機場T1到2008年的T3航站樓，再到今天的新機場，跨越了半個世紀(jì)?！芭c機場規(guī)劃設(shè)計緊密相關(guān)的科技發(fā)生了很大變化，必然會帶來規(guī)劃設(shè)計和關(guān)注重心的調(diào)整。”郭雁池解釋，首先，最外在的是，飛機尺寸和性能大大進化，直接導(dǎo)致了機場跑道間距及長度的變化。

而作為一個重要的公共空間，人性化設(shè)計理念也被放大到越來越多層面和細節(jié)，幾乎無處不在。

“新機場的設(shè)計非常強調(diào)人性化，這從民航管理層就有明確要求。”王曉群告訴《中國新聞周刊》，除了機場功能、流程上的各種便捷性設(shè)計以外，人性化理念還體現(xiàn)在方方面面。

比如，航站樓內(nèi)部的宏大、通透空間有利于旅客辨明方向并且發(fā)現(xiàn)目標(biāo)?？臻g設(shè)置照顧到了喜歡熱鬧和喜歡安靜的不同旅客，進行了“動靜分區(qū)”，在國內(nèi)候機指廊內(nèi)，兩列商業(yè)店鋪形成了中央通道熱鬧的商業(yè)街，并分隔出兩側(cè)相對安靜的候機座位區(qū)。

幾萬人聚集的新機場，必須具備良好的通風(fēng)性能。除了必備的空氣質(zhì)量監(jiān)測，包括PM2.5監(jiān)測、通風(fēng)、過濾等措施外，新機場具備自然通風(fēng)的條件，幕墻下部、屋頂天窗、屋頂側(cè)壁、天窗側(cè)壁上都有通風(fēng)口，空氣會受熱壓作用流動，促進了空氣流通，在好天氣的時候可以為航站樓引入更多自然風(fēng)。

新機場考慮了充分的設(shè)施保障和完善的旅客服務(wù)系統(tǒng)。機場的各類服務(wù)設(shè)施非常強大。除了常規(guī)的行李打包、行李寄存、失物招領(lǐng)、郵政-快遞、銀行-兌換、醫(yī)務(wù)-急救、上網(wǎng)、充電、ATM機、飲水機、自動零售機設(shè)施之外，還特別設(shè)置了兒童看護、更衣室、祈禱室等。

“新機場還對衛(wèi)生間的設(shè)置進行了專項的研究?！蓖鯐匀焊嬖V《中國新聞周刊》，新機場航站樓特別加大了衛(wèi)生間密度，保證候機區(qū)任何位置距離衛(wèi)生間不大于60米。提高了女衛(wèi)生間的潔具數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)，每條候機指廊都設(shè)有母嬰專用候機室，公共衛(wèi)生間都帶有獨立的、可供家庭成員或殘障人士使用的多用途衛(wèi)生間。殘障設(shè)施也嚴(yán)格按照現(xiàn)行國標(biāo)執(zhí)行，并參考國外機場做法進行了補充。

標(biāo)識系統(tǒng)也是人性化服務(wù)的重點體現(xiàn)。北京新機場航站樓尺度宏大、功能復(fù)合、流線眾多。王曉群說，標(biāo)識系統(tǒng)的設(shè)計采用了BIM方法進行系統(tǒng)梳理，對重要流程節(jié)點進行專題研究，全樓共使用的40多種規(guī)格、2000多塊標(biāo)牌進行客流引導(dǎo)。

機場的娛樂性和商業(yè)性功能也在大大加強?！霸谛聶C場設(shè)計上，我們學(xué)習(xí)了新加坡樟宜機場的理念。樟宜機場兼有人性化和商業(yè)化，服務(wù)齊全，當(dāng)?shù)厝松踔涟研录悠聶C場視作吃喝玩樂一站式的購物中心，這對我們的觀念影響挺大的。”馬瀧告訴《中國新聞周刊》，新機場的混流中心設(shè)有特別大的購物區(qū)域，也是為了打造購物休閑的綜合性場所。

一旦有特殊天氣或突發(fā)事件，機場該如何應(yīng)對？也是考驗設(shè)計理念的問題。

“應(yīng)對由于特殊情況造成的大面積延誤，如何安撫焦急的旅客，疏解等待過程的無助和無聊，是設(shè)計必須考慮的方面?！惫愠卣f，一般來說，寬敞充足的等候空間、齊全多樣個性化的服務(wù)設(shè)施、及時準(zhǔn)確全面對稱的信息取得，是解決上述問題的有效手段。

他透露，在這方面，北京新機場將提供各種休息等候區(qū)、商業(yè)餐飲設(shè)施、娛樂休閑健身設(shè)施，包括電影院和泳池，特別是在樓內(nèi)設(shè)有計時酒店，在臨近航站樓設(shè)有商業(yè)和酒店設(shè)施。

“我們考慮過幾類極端情況，比如出現(xiàn)火災(zāi)等緊急情況時，新機場的建筑設(shè)計可以滿足短時間的大規(guī)模疏散需求?！瘪R瀧說，在外部結(jié)構(gòu)上，因為新機場設(shè)有多條跑道和多方向的跑道，對天氣變化有較強的適應(yīng)性，比普通機場的飛行效率更高，可以更快地調(diào)整飛行，解決延誤問題。而在內(nèi)部功能上，新機場的商業(yè)區(qū)域面積超過10％，這是一個不低的比例，可以為旅客提供餐飲、休閑、娛樂等各類服務(wù)，也能夠緩解焦躁的情緒。

在郭雁池看來，互聯(lián)網(wǎng)時代下提出了互聯(lián)網(wǎng)+機場的概念，也將徹底改變機場運行服務(wù)的理念。

“北京新機場面向未來航空發(fā)展趨勢，在數(shù)字化機場的基礎(chǔ)上，構(gòu)建智慧機場Airport 3.0?！惫愠馗嬖V《中國新聞周刊》，作為更為開放的機場信息平臺，機場Airport 3.0利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算及存儲、個人智能終端、虛擬可視化技術(shù)等，能打造一個信息共享、智能決策的智慧機場，給旅客更多智能化出行體驗。

越來越多領(lǐng)域最新的科技成果，也出現(xiàn)在新機場的建設(shè)上，比如跑道自融雪系統(tǒng)，飛機滑行引導(dǎo)系統(tǒng)、全樓單燈控制系統(tǒng)，低溫陶瓷涂模材料等應(yīng)用。

“現(xiàn)在如果出現(xiàn)大雪天氣，地上積雪來不及清除，會導(dǎo)致機場暫時關(guān)閉?！北本┬聶C場建設(shè)指揮部總指揮姚亞波告訴《中國新聞周刊》，新機場未來的四條跑道中，將有一條采用自融雪技術(shù)，“可以實現(xiàn)即使冬天下大雪，也不用關(guān)閉機場。”

21世紀(jì)的機場，對綠色環(huán)保節(jié)能的要求也更高，必須是真正的綠色機場。“北京新機場在設(shè)計、建設(shè)、運行全過程深入踐行綠色理念，致力于成為我國甚至世界上綠色機場建設(shè)方面的范例?！北本┬聶C場建設(shè)指揮部總指揮姚亞波說。

“新機場建筑節(jié)能率比國家公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求提高30％，達到了最高的國家綠色建筑三星級和國家節(jié)能建筑3A級標(biāo)準(zhǔn)?！惫愠亟榻B，“新機場比同等規(guī)模機場航站樓能耗降低20％，每年可減少二氧化碳排放2.2萬噸，相當(dāng)于種植119萬棵樹?！?/p>

北京新機場建設(shè)指揮部還承擔(dān)了民航局委托的《綠色航站樓標(biāo)準(zhǔn)》編制工作，該標(biāo)準(zhǔn)已于2017年2月1日起正式實施，填補了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的空白。

綠色機場的一個關(guān)鍵性指標(biāo)，就是水資源的利用。北京新機場對全場水資源收集、處理、回用等統(tǒng)一規(guī)劃，全場建設(shè)總?cè)莘e達280萬立方米的調(diào)蓄水池，約為昆明湖體積的1.5倍，南水北調(diào)日均入京水量的3倍。新機場雨水回滲率不低于40％，雨、污分離率和處理率均達100％，非傳統(tǒng)水源利用率達30％，致力于建成復(fù)合生態(tài)水系統(tǒng)高效合理運行的“海綿機場”。

超級工程的挑戰(zhàn)

世界級的機場工程，也帶來了世界級的工程難題。北京建筑設(shè)計研究院總工程師束偉農(nóng)用了一句話來總結(jié)新機場的特點：結(jié)構(gòu)超長超大。

束偉農(nóng)是著名的建筑結(jié)構(gòu)工程師，他告訴《中國新聞周刊》，北京新機場航站樓南北長996米，東西方向?qū)?144米，中央大廳頂點標(biāo)高約為50米，航站樓總建筑面積約為80萬平方米，是國內(nèi)最大的單體航站樓。

新機場航站樓中心區(qū)域混凝土樓板長518米、寬395米且不設(shè)縫，是國內(nèi)最大的單塊混凝土樓板，可以將“鳥巢”置于其上。

尺度巨大的混凝土結(jié)構(gòu)，需要重點解決裂縫控制和溫度作用問題?！坝捎诨炷辆哂惺湛s性，所以難點在于裂縫控制。因為混凝土有溫度變化，如果處于自由伸縮的狀態(tài)就不會裂，一旦處于受約束的狀態(tài)，薄弱環(huán)節(jié)就會出問題?！?束偉農(nóng)說，國內(nèi)建筑從沒有過那么大的一體化混凝土板，將近一層就達18萬平方米。設(shè)計團隊通過設(shè)置施工后澆帶、采用補償收縮混凝土技術(shù)，采用60天齡期的混凝土強度等措施，成功解決了這一問題，“整個航站樓混凝土沒有出現(xiàn)裂縫。”

“地上”的問題解決了，“天上”的問題也異常復(fù)雜。主航站樓屋蓋呈現(xiàn)為不規(guī)則自由曲面，屋蓋流動的曲線造型，最高點和最低點高差約30米，高低綿延起伏。

航站樓屋蓋總投影面積達31.3萬平方米，大約相當(dāng)于44個標(biāo)準(zhǔn)足球場，總用鋼量達到5.2萬多噸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度極大。

“C型鋼柱的豎向和水平承載能力、抗連續(xù)性倒塌能力和抗震能力都非常特殊，現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范、規(guī)程都沒有提及。” 束偉農(nóng)告訴《中國新聞周刊》，設(shè)計團隊進行了很多專項研究。

最終，核心區(qū)屋頂屋蓋鋼結(jié)構(gòu)投影面積達18萬平方米，但僅以8根C型柱為主要支撐，C型柱間距達200米。整個核心區(qū)屋頂由63450根桿件和12300個球節(jié)點拼裝而成。

五條指廊的鋼網(wǎng)架，采用桁架和網(wǎng)架混合結(jié)構(gòu)，總投影面積約13.3萬平方米；最大跨度41.6米，網(wǎng)架最大高差約5米。5個指廊屋面鋼網(wǎng)架一共由8472個焊接球、55267根桿件拼裝而成。

針對可以放下“鳥巢”的超大平面所帶來的材料運輸難題，負責(zé)航站樓中心區(qū)施工建設(shè)的北京城建集團首次修建了兩座長達1100米的鋼棧橋，采用16臺小火車來回運輸材料，使工效提升了4倍。

在對面積達18萬平米、重量超過3萬噸的不規(guī)則自由曲面結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的提升中，通過在不同區(qū)域、不同工況，分別采用原位拼裝、分塊提升、累計提升等科學(xué)、經(jīng)濟、安全的施工方案，以及應(yīng)用測量機器人定位、計算機同步控制提升、BIM技術(shù)模擬等先進技術(shù)，建設(shè)者們僅用80天就完成了世界規(guī)模最大的機場鋼網(wǎng)架提升，提升精度差控制在±1毫米以內(nèi)。同時，北京新機場航站樓在國內(nèi)首次采用安裝了有四層結(jié)構(gòu)的鋁網(wǎng)玻璃，首次嘗試應(yīng)用了三維掃描儀與無人機結(jié)合的測量方式。

航站樓屋頂?shù)牟Ａ?，每一塊都有特殊的“身份證”。施工單位共安裝完成立面超大玻璃4500塊、屋面采光頂異形玻璃8100塊；經(jīng)過1200余名工人連續(xù)三個月晝夜奮戰(zhàn)，提前2天完成了18萬平方米的多達13道工序的雙曲面金屬屋面，行云流水般的屋頂曲線造型已經(jīng)躍然而出。

整個新機場航站樓工程最大的挑戰(zhàn)在于，它是目前中國規(guī)模最大的空地一體化綜合交通樞紐。

“有多達五種不同類型的軌道，包括高鐵、地鐵、城際鐵路等，在航站樓下設(shè)站并縱穿航站樓，特別是高鐵過站時，時速將達到300公里以上?！惫愠貙Α吨袊侣勚芸访枋?，幾乎可以形象地說，航站樓建在了火車站上。

空鐵一體化設(shè)計是目前世界機場建設(shè)的發(fā)展趨勢，軌道交通在航站樓正下方縱貫穿越，站臺就位于航站樓大廳下方，能夠真正實現(xiàn)“立體換乘、無縫銜接”的目標(biāo)。郭雁池解釋，但這也勢必帶來建筑功能銜接及結(jié)構(gòu)設(shè)計的復(fù)雜性，特別是高鐵對基礎(chǔ)沉降嚴(yán)苛的要求，及對建筑震動、列車風(fēng)沖擊和噪聲的影響。

“為確保新機場工程的抗震安全性，中心區(qū)采用了隔震技術(shù)，共設(shè)置隔震支座1152個?！惫愠卣f，通過區(qū)間隔震技術(shù)，將上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)形成柔性連接，減緩軌道快速穿過震動對上部結(jié)構(gòu)的影響。

“高鐵不減速穿越航站樓屬于世界性的難題?！笔鴤マr(nóng)解釋，高鐵穿越時產(chǎn)生的震動應(yīng)控制在旅客能接受的合理范圍內(nèi)，產(chǎn)生的列車風(fēng)不應(yīng)對地下室的圍護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。

“高鐵經(jīng)過時，會壓縮空氣往兩邊擠，對頂棚、側(cè)墻都會產(chǎn)生沖擊和影響。因此，為能夠經(jīng)受列車風(fēng)的沖擊，車站里的排煙風(fēng)道全是混凝土，不能使用吊頂之類的輕結(jié)構(gòu)。” 束偉農(nóng)說，設(shè)計團隊研究了各個點的加速度影響，做了很多分析，從初步的仿真計算看，目前列車風(fēng)對建筑影響不大。

機場下面跑火車，航站樓里的乘客會不會感到震動感？郭雁池說，設(shè)計團隊專門開展了北京新機場結(jié)構(gòu)的列車震動影響、列車風(fēng)、噪聲等專項研究，“根據(jù)研究成果，對超過限制的薄弱區(qū)域進行了局部加強，使其影響減小。”

對穿越航站樓的不同列車，也有特別的防護措施。比如，新機場快線和地鐵，在航站樓區(qū)段設(shè)置了浮置板進行減震。

北京新機場空域復(fù)雜、跑道數(shù)量多且有東西向布局，特別是航站樓綜合性強、造型復(fù)雜，技術(shù)難點多。在郭雁池看來，新機場建設(shè)中，挑戰(zhàn)無處不在，但挑戰(zhàn)才是最有吸引力的地方，“挑戰(zhàn)本身就是創(chuàng)新”。