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北京大兴国际机场是怎样建成的
最后更新: 2019-09-26 06:46:23出港值机设施分布在三个楼层:四层是传统值机,主要服务于有行李托运需求的旅客,中央的国际值机区共可提供180个柜台,两侧的国内值机区共可提供120个柜台。
三层值机主要服务于无托运行李并采用电子值机的商务客、头等舱、商务舱和航空公司常旅客等,两端的高端旅客区各提供12个人工值机柜台。
地下一层换乘大厅布置的值机功能主要服务于来自于各条轨道交通和停车楼的国内出港旅客,共可提供44个人工柜台和充足的自助值机设备。轨道旅客从站台上达换乘大厅后,马上就可以完成行李托运,还可利用本层提供的24条通道完成安检程序,乘扶梯直达二层的国内出发区。
办票之后,旅客将被分流到不同的安检区。国内出港的安检分为两区,布置在三层,共可提供44条安检通道,三层值机与安检同层设置,符合本层作为快捷出港的功能定位。
安检区通常是旅客聚集程度较高的区域。王晓群介绍,为满足7200万年客流量的需求,航站楼提供了88条普通旅客安检通道,以减少高峰时段的旅客排队等候时间。安检前的排队区进深均在20米以上,并采用冷辐射吊顶以提升人员密集区的环境舒适度。在安检通道中,研究应用自动回筐系统和智能探测设备,以提高检查效率。
作为大型枢纽机场,中转功能也是重中之重。为提高中转效率,新机场在三层设有统一的中转中心,“中转点在核心位置,负责国内国际的互转和国际间互转。”王晓群介绍,国内国际互转时间是中转机场一个非常重要的指标,“我们规划的中转时间约60分钟。因为国内国际互转的程序最复杂,在这个位置设置中转中心可以集中检查设施,便于分流。”
中转中心有单独的边防、安检,必要的检查设施都集中在一个地方。这样的设计既克服了传统机场需楼间中转的麻烦,也缩短了传统单体航站楼的较长中转时间。”
到2025年,新机场预计将运送7200万人次,到2040年将多达一亿人次。为了应对如此大的旅客压力,新机场在全球首次采用双层出发设计。
“大人流量是设计中最大的挑战,是要在规模大的同时保证高效率和高服务水平。” 王晓群坦言,双层出发设计,主要是解决大量车辆停靠需求的压力,如果只有一个楼层接轨,道边大概是400多米,停车道长度显然不够,而双层出发,提供了两层车道边,能更好地缓解压力。
人流量压力的另一个重点区域,是进出港的混流区。北京新机场在出发和到达两个区域之间不设置任何物理隔断,有利于实现服务设施资源共享,出发和到达旅客都可以共享航站楼内的所有商业服务设施,避免了服务设施的重复设置,实现了资源的最大化利用,同时也增加了航站楼的商业收益。
“混流的优势是中转方便、可以共享公共设施等,但挑战在于,如何应对大客流量压力。”王晓群说,混流的关键在于做好进出双向的客流组织,“在设计中要充分考虑双向客流,客流要经过测算,设计相应的通道宽度、双向步道等。”
郭雁池告诉《中国新闻周刊》,新机场对于全部运行流程都做了反复研究和推敲,对包括国内进出港流程、国际进出港流程、中转流程、员工流程、货物运送流程、垃圾处理流程等均进行了计算机仿真模拟。
整个流程优化,需要兼顾流程效率和人性化服务两个层面。现在的流程上有很多亮点,比如:各类旅客流程的楼层转换次数最多不超过两次,且全部向下层楼层转换,更为高效便捷。旅客在航站楼内,很容易找到方向感,安检后的旅客最多判断两次方向就可以到达登机口。从车道边到登机口的全部流程,全方位进行了无障碍化设计,为残障旅客提供便利。
建设中的北京新机场。图/受访者提供
更人性化、智能化的绿色机场
建设于21世纪的北京新机场,和修建于上个世纪的机场,会有什么不同?
从上世纪80年代的首都机场T1到2008年的T3航站楼,再到今天的新机场,跨越了半个世纪。“与机场规划设计紧密相关的科技发生了很大变化,必然会带来规划设计和关注重心的调整。”郭雁池解释,首先,最外在的是,飞机尺寸和性能大大进化,直接导致了机场跑道间距及长度的变化。
而作为一个重要的公共空间,人性化设计理念也被放大到越来越多层面和细节,几乎无处不在。
“新机场的设计非常强调人性化,这从民航管理层就有明确要求。”王晓群告诉《中国新闻周刊》,除了机场功能、流程上的各种便捷性设计以外,人性化理念还体现在方方面面。
比如,航站楼内部的宏大、通透空间有利于旅客辨明方向并且发现目标。空间设置照顾到了喜欢热闹和喜欢安静的不同旅客,进行了“动静分区”,在国内候机指廊内,两列商业店铺形成了中央通道热闹的商业街,并分隔出两侧相对安静的候机座位区。
几万人聚集的新机场,必须具备良好的通风性能。除了必备的空气质量监测,包括PM2.5监测、通风、过滤等措施外,新机场具备自然通风的条件,幕墙下部、屋顶天窗、屋顶侧壁、天窗侧壁上都有通风口,空气会受热压作用流动,促进了空气流通,在好天气的时候可以为航站楼引入更多自然风。
新机场考虑了充分的设施保障和完善的旅客服务系统。机场的各类服务设施非常强大。除了常规的行李打包、行李寄存、失物招领、邮政-快递、银行-兑换、医务-急救、上网、充电、ATM机、饮水机、自动零售机设施之外,还特别设置了儿童看护、更衣室、祈祷室等。
“新机场还对卫生间的设置进行了专项的研究。”王晓群告诉《中国新闻周刊》,新机场航站楼特别加大了卫生间密度,保证候机区任何位置距离卫生间不大于60米。提高了女卫生间的洁具数量标准,每条候机指廊都设有母婴专用候机室,公共卫生间都带有独立的、可供家庭成员或残障人士使用的多用途卫生间。残障设施也严格按照现行国标执行,并参考国外机场做法进行了补充。
标识系统也是人性化服务的重点体现。北京新机场航站楼尺度宏大、功能复合、流线众多。王晓群说,标识系统的设计采用了BIM方法进行系统梳理,对重要流程节点进行专题研究,全楼共使用的40多种规格、2000多块标牌进行客流引导。
机场的娱乐性和商业性功能也在大大加强。“在新机场设计上,我们学习了新加坡樟宜机场的理念。樟宜机场兼有人性化和商业化,服务齐全,当地人甚至把新加坡机场视作吃喝玩乐一站式的购物中心,这对我们的观念影响挺大的。”马泷告诉《中国新闻周刊》,新机场的混流中心设有特别大的购物区域,也是为了打造购物休闲的综合性场所。
一旦有特殊天气或突发事件,机场该如何应对?也是考验设计理念的问题。
“应对由于特殊情况造成的大面积延误,如何安抚焦急的旅客,疏解等待过程的无助和无聊,是设计必须考虑的方面。”郭雁池说,一般来说,宽敞充足的等候空间、齐全多样个性化的服务设施、及时准确全面对称的信息取得,是解决上述问题的有效手段。
他透露,在这方面,北京新机场将提供各种休息等候区、商业餐饮设施、娱乐休闲健身设施,包括电影院和泳池,特别是在楼内设有计时酒店,在临近航站楼设有商业和酒店设施。
“我们考虑过几类极端情况,比如出现火灾等紧急情况时,新机场的建筑设计可以满足短时间的大规模疏散需求。”马泷说,在外部结构上,因为新机场设有多条跑道和多方向的跑道,对天气变化有较强的适应性,比普通机场的飞行效率更高,可以更快地调整飞行,解决延误问题。而在内部功能上,新机场的商业区域面积超过10%,这是一个不低的比例,可以为旅客提供餐饮、休闲、娱乐等各类服务,也能够缓解焦躁的情绪。
大兴机场@视觉中国
在郭雁池看来,互联网时代下提出了互联网+机场的概念,也将彻底改变机场运行服务的理念。
“北京新机场面向未来航空发展趋势,在数字化机场的基础上,构建智慧机场Airport 3.0。”郭雁池告诉《中国新闻周刊》,作为更为开放的机场信息平台,机场Airport 3.0利用物联网技术、云计算及存储、个人智能终端、虚拟可视化技术等,能打造一个信息共享、智能决策的智慧机场,给旅客更多智能化出行体验。
越来越多领域最新的科技成果,也出现在新机场的建设上,比如跑道自融雪系统,飞机滑行引导系统、全楼单灯控制系统,低温陶瓷涂模材料等应用。
“现在如果出现大雪天气,地上积雪来不及清除,会导致机场暂时关闭。”北京新机场建设指挥部总指挥姚亚波告诉《中国新闻周刊》,新机场未来的四条跑道中,将有一条采用自融雪技术,“可以实现即使冬天下大雪,也不用关闭机场。”
21世纪的机场,对绿色环保节能的要求也更高,必须是真正的绿色机场。“北京新机场在设计、建设、运行全过程深入践行绿色理念,致力于成为我国甚至世界上绿色机场建设方面的范例。”北京新机场建设指挥部总指挥姚亚波说。
“新机场建筑节能率比国家公共建筑节能设计标准要求提高30%,达到了最高的国家绿色建筑三星级和国家节能建筑3A级标准。”郭雁池介绍,“新机场比同等规模机场航站楼能耗降低20%,每年可减少二氧化碳排放2.2万吨,相当于种植119万棵树。”
北京新机场建设指挥部还承担了民航局委托的《绿色航站楼标准》编制工作,该标准已于2017年2月1日起正式实施,填补了行业标准的空白。
绿色机场的一个关键性指标,就是水资源的利用。北京新机场对全场水资源收集、处理、回用等统一规划,全场建设总容积达280万立方米的调蓄水池,约为昆明湖体积的1.5倍,南水北调日均入京水量的3倍。新机场雨水回渗率不低于40%,雨、污分离率和处理率均达100%,非传统水源利用率达30%,致力于建成复合生态水系统高效合理运行的“海绵机场”。
超级工程的挑战
世界级的机场工程,也带来了世界级的工程难题。北京建筑设计研究院总工程师束伟农用了一句话来总结新机场的特点:结构超长超大。
束伟农是著名的建筑结构工程师,他告诉《中国新闻周刊》,北京新机场航站楼南北长996米,东西方向宽1144米,中央大厅顶点标高约为50米,航站楼总建筑面积约为80万平方米,是国内最大的单体航站楼。
新机场航站楼中心区域混凝土楼板长518米、宽395米且不设缝,是国内最大的单块混凝土楼板,可以将“鸟巢”置于其上。
尺度巨大的混凝土结构,需要重点解决裂缝控制和温度作用问题。“由于混凝土具有收缩性,所以难点在于裂缝控制。因为混凝土有温度变化,如果处于自由伸缩的状态就不会裂,一旦处于受约束的状态,薄弱环节就会出问题。” 束伟农说,国内建筑从没有过那么大的一体化混凝土板,将近一层就达18万平方米。设计团队通过设置施工后浇带、采用补偿收缩混凝土技术,采用60天龄期的混凝土强度等措施,成功解决了这一问题,“整个航站楼混凝土没有出现裂缝。”
“地上”的问题解决了,“天上”的问题也异常复杂。主航站楼屋盖呈现为不规则自由曲面,屋盖流动的曲线造型,最高点和最低点高差约30米,高低绵延起伏。
航站楼屋盖总投影面积达31.3万平方米,大约相当于44个标准足球场,总用钢量达到5.2万多吨,结构复杂,施工难度极大。
“C型钢柱的竖向和水平承载能力、抗连续性倒塌能力和抗震能力都非常特殊,现行的设计规范、规程都没有提及。” 束伟农告诉《中国新闻周刊》,设计团队进行了很多专项研究。
最终,核心区屋顶屋盖钢结构投影面积达18万平方米,但仅以8根C型柱为主要支撑,C型柱间距达200米。整个核心区屋顶由63450根杆件和12300个球节点拼装而成。
五条指廊的钢网架,采用桁架和网架混合结构,总投影面积约13.3万平方米;最大跨度41.6米,网架最大高差约5米。5个指廊屋面钢网架一共由8472个焊接球、55267根杆件拼装而成。
针对可以放下“鸟巢”的超大平面所带来的材料运输难题,负责航站楼中心区施工建设的北京城建集团首次修建了两座长达1100米的钢栈桥,采用16台小火车来回运输材料,使工效提升了4倍。
在对面积达18万平米、重量超过3万吨的不规则自由曲面结构网架的提升中,通过在不同区域、不同工况,分别采用原位拼装、分块提升、累计提升等科学、经济、安全的施工方案,以及应用测量机器人定位、计算机同步控制提升、BIM技术模拟等先进技术,建设者们仅用80天就完成了世界规模最大的机场钢网架提升,提升精度差控制在±1毫米以内。同时,北京新机场航站楼在国内首次采用安装了有四层结构的铝网玻璃,首次尝试应用了三维扫描仪与无人机结合的测量方式。
航站楼屋顶的玻璃,每一块都有特殊的“身份证”。施工单位共安装完成立面超大玻璃4500块、屋面采光顶异形玻璃8100块;经过1200余名工人连续三个月昼夜奋战,提前2天完成了18万平方米的多达13道工序的双曲面金属屋面,行云流水般的屋顶曲线造型已经跃然而出。
整个新机场航站楼工程最大的挑战在于,它是目前中国规模最大的空地一体化综合交通枢纽。
“有多达五种不同类型的轨道,包括高铁、地铁、城际铁路等,在航站楼下设站并纵穿航站楼,特别是高铁过站时,时速将达到300公里以上。”郭雁池对《中国新闻周刊》描述,几乎可以形象地说,航站楼建在了火车站上。
空铁一体化设计是目前世界机场建设的发展趋势,轨道交通在航站楼正下方纵贯穿越,站台就位于航站楼大厅下方,能够真正实现“立体换乘、无缝衔接”的目标。郭雁池解释,但这也势必带来建筑功能衔接及结构设计的复杂性,特别是高铁对基础沉降严苛的要求,及对建筑震动、列车风冲击和噪声的影响。
“为确保新机场工程的抗震安全性,中心区采用了隔震技术,共设置隔震支座1152个。”郭雁池说,通过区间隔震技术,将上部结构与下部结构形成柔性连接,减缓轨道快速穿过震动对上部结构的影响。
“高铁不减速穿越航站楼属于世界性的难题。”束伟农解释,高铁穿越时产生的震动应控制在旅客能接受的合理范围内,产生的列车风不应对地下室的围护结构产生破坏。
“高铁经过时,会压缩空气往两边挤,对顶棚、侧墙都会产生冲击和影响。因此,为能够经受列车风的冲击,车站里的排烟风道全是混凝土,不能使用吊顶之类的轻结构。” 束伟农说,设计团队研究了各个点的加速度影响,做了很多分析,从初步的仿真计算看,目前列车风对建筑影响不大。
机场下面跑火车,航站楼里的乘客会不会感到震动感?郭雁池说,设计团队专门开展了北京新机场结构的列车震动影响、列车风、噪声等专项研究,“根据研究成果,对超过限制的薄弱区域进行了局部加强,使其影响减小。”
对穿越航站楼的不同列车,也有特别的防护措施。比如,新机场快线和地铁,在航站楼区段设置了浮置板进行减震。
北京新机场空域复杂、跑道数量多且有东西向布局,特别是航站楼综合性强、造型复杂,技术难点多。在郭雁池看来,新机场建设中,挑战无处不在,但挑战才是最有吸引力的地方,“挑战本身就是创新”。
- 原标题:正式投运!独家揭秘北京大兴国际机场
- 责任编辑: 于文凯 
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