【AT】感性建筑，理性设计——武汉天河国际机场三期扩建工程暨 T3 航站楼设计（by 桂学文）
感性建筑，理性设计
—— 武汉天河国际机场三期扩建工程暨 T3 航站楼设计
撰文 桂学文
中南建筑设计院股份有限公司
武汉天河国际机场位于湖北省武汉市北侧的黄陂区，距市中心25km，机场周边湖泊众多，自然风光秀美。机场三期扩建工程是湖北省武汉市的重点工程，主要包括兴建第二跑道、新塔台、T3航站楼以及相关配套设施。
项目按2020年近期目标年旅客吞吐量3 500万人、年货邮吞吐量45万t、年飞机起飞架次40.4万架进行设计，其中T3航站楼总建筑面积为49.5万m2，设有61个近机位。三期规划建设用地较为紧张，因有轨道交通、城际铁路、公路等多种交通规划且穿越机场、航站楼地下以及受其他较多不利因素制约，加之还需克服工期紧张和不停航施工的困难，所以项目难度极大。从可行性研究到规划设计、专项设计、一体化研究统筹整合设计、施工建设前后历经8年时间，2017年8月31日项目正式启用。
夜景鸟瞰
1 总体规划设计
1.1 现代航空港
作为九省通衢的湖北武汉是华中地区重要的中心城市，地理位置优越，经济、科教发达，交通优势明显，国内枢纽机场的定位有利于辐射全省、华中地区乃至全国。长江经济带、武汉城市圈的建设使武汉正处于改型升级大发展的绝佳时机，这将极大促进该地域民航业的需求和发展。所以三期扩建工程规划设计本着以人为本、综合性强、辐射范围广、突出环境与效率的现代航空港理念，近、远期相结合，有机整合现有机场的资源条件，同时兼顾发展，采用可持续发展模式，科学预留未来发展空间。
1.2 一体化综合交通枢纽
为实现陆空交通无缝衔接，将综合交通中心GTC置于陆侧用地中心并尽量临近T3航站楼布局，合理规划交通体系，尤其是机场多种自循环交通系统（含捷运系统），令其有机整合成为集航空、城市轨道交通、城际铁路、公交、出租车、社会车辆等多种交通于一体的综合交通枢纽，方便旅客换乘，发挥一体化综合交通的优势。
1.3 城市门户，现代地标
航站楼既是功能性强的现代交通建筑，同时也是城市的门户形象。武汉天河T3航站楼采用现代简约、整体流畅、舒展大气、突出张力与动感的流线整体雕塑造型，呈现出“凤舞九天”的现代地标形象。
入口挑檐实景
1.4 花园机场，机场花园
结合优美的自然山水环境，规划层次丰富并富有特色的机场迎宾大道，根据武汉气候特点，突出四季及本土植物特色；运用几何与自然相融的手法表现航站楼的优美环境，突出“在花园里生长”的航站楼理念；创新性地规划大型花园、庭院，并与T3航站楼相穿插、融合，形成具有现代地域特色、环境优美、相得益彰的花园机场。
2 建筑设计
2.1 功能流程
2.1.1 采用“大集中、小分散”的模式，有效减小旅客的步行距离
现代枢纽机场呈超大规模发展，功能技术复杂，空间尺度宏大，导致旅客步行距离和行李输送距离增加，旅客在功能流程上需要花费更多的时间，从而使航班飞机计划在港的时间也需延长。如何缩短旅客步行距离，同时提高机场（航班）运行效率是摆在每一个大型枢纽机场设计面前的难题。在充分研究当今国内外优秀机场案例的基础上，结合国情和发展趋势，有针对性地设计出“大集中——地面四层为国际、国内集中办票出发层，地面二层为旅客到达和行李提取层”和“小分散——国际居中，国内两翼对称布置，分区清晰合理，有利换乘，功能流线对应相应候机区”的模式，有效缩短旅客步行距离。
二层平面图
2.1.2 国际分流、国内混流的基本流程
立体、综合地利用空间，提高空间利用效率，国际流程采用分层分流模式。地面四层为国际出发及候机楼层；地面三层（夹层）为国际到港（夹层）通道；地面二层为国内出发及候机、到达共用的混流模式楼层，既贴合国内枢纽机场的定位，又方便旅客在本层直接转机，有效提高了空间利用效率和商业区使用价值。
室内功能、空间立体化
2.1.3 功能、空间立体化、集约化，国际近机位国内互用
国际出发/候机、到达分设于地面四层、三层居中部位，采用多层近机位登机桥。地面二层为国内候机区，结合与国际航班的时间差，可充分利用国际航班的近机位宝贵资源，直接从地面二层进入多层登机桥的二层登机，为旅客提供最多的近机位。
国内出发、候机及到达厅实景
2.1.4 一次性规划设计，合理预留、预埋，方便中远期更换、调整和微改造
旅客吞吐量是持续增加并达到预测目标年的一个动态发展过程，可能需较长时间（甚至几十年），若开始就按中、远期旅客吞吐量满负荷全部布置配套相关功能流程空间及设施、设备，不仅资金投入大，还会造成空间与设施的闲置和浪费，若干年后设施将会出现落后、老化的不利情况。结合机场航站楼吞吐量持续增长的特性，如何合理利用中远期功能（预留）空间，特别是要满足不停航施工，方便及时调整更换，是每个大型机场航站楼设计、建设、运营管理、调整改造等的另一重要课题和重大难题。T3航站楼采用一次性规划设计，不断深入研究，合理预留中、远期相关流程及设施、设备空间，并预埋相关设施基础（含远期捷运系统口部的预留、预埋）。近期采用轻质隔断或便于拆改的围护，提高空间使用效率。随着中、远期旅客吞吐量不断增加，可方便更换、调整，也可在不影响运营管理的前提下进行轻微改造，实现功能的转换。
科学深入地开展中、远期发展研究，遵循以近期使用为主，兼顾中、远期发展，强调可持续发展的弹性原则，部分具体措施如下：合理预留值机办票、安检、国际联检、行李系统的中、远期规模空间及相应设施容量，并做好设施、设备管线的预留、预埋，为中远期不停航施工改造创造必要条件。近期合理利用，如预留东、西两侧的值机岛作为商业区，安检、联检两侧区域作为相关工作用房，中远期可方便地转换调整为功能流程空间，提高空间利用效率。
2.1.5 综合全面、方便快捷的中转功能流程设计
充分考虑国内枢纽机场的功能与定位，提升旅客的舒适性和机场运营效率，优化多种过站/中转旅客、贵宾旅客、特殊旅客的行李流程及其他功能流程，实现了国际、国内旅客在候机区内的直接中转，并为国际中转且需在T3航站楼停留较长时间的旅客提供淋浴、餐饮、文娱、休闲设施及休息空间。
2.2 与综合交通中心GTC无缝衔接，交通零换乘
综合交通中心GTC位于T3航站楼南侧，隔高架桥紧临布置并设三条宽敞的廊道在地面二层直接相通，航空、城际铁路、城市轨道、公路长途、公交（含机场大巴）、出租车、社会车辆等多种交通方式无缝衔接，形成一体化现代综合交通枢纽，并彰显公共交通优先、鼓励绿色出行的理念。
2.3 空间设计
2.3.1 空间舒展灵动，造型现代简约
结合建筑功能和空间尺度要求，建筑整体造型现代简约大气，空间舒展流畅。T3航站楼是东西方向长达1 200m、南北方向长达390m的巨型单体建筑，若仅加大空间竖向高差，既不够明显，也不符合航空限高、内部功能空间及节能降耗等诸多要求，所以选择相对平缓、微变化的空间，体现空间的均好性才是上佳策略。结合内部功能，理性把握空间尺度，运用多种现代立体三维辅助设计技术，反复推敲、比选，以突出建筑空间的整体性、现代性、方向性、流动性和灵动性。
2.3.2 空间大气明亮，彰显设计主题
建筑四周均采用全落地式高透光型玻璃幕墙，中间结合大型庭院、花园的设计，空间开敞明亮，大屋顶中部运用四种规格尺寸组合成的标准化单元式三角形天窗，经计算数量、位置、大小等科学补充自然采光，超过19 000个分散天窗保证室内获得均匀照度，达到光线柔和、自然、舒适宜人的效果，彰显“银河璀璨，凤舞九天”的设计主题。
花园机场
2.3.3 空间尺度宜人化，环境条件最优化
在面积、规模相同的前提下，理想的航站楼会提供更多的公共空间、近机位数量和候机区面积，所以在保证合理的功能流线、宽敞舒适的公共空间、尽量多的近机位数量以及在不增加旅客步行距离的同时，采用相对集中结合线型候机厅的建筑布局方式，创新性地布置东、西两处115m×100m的大型花园和中部两处140m×30m的庭院，使其与建筑有机相融，充分利用自然通风和自然采光条件，塑造生长在美丽自然中且具有武汉地域特色的花园机场。航站楼内重视立体绿化和景观的设计，塑造了机场花园的氛围。
2.4 感性建筑，理性设计
超大型航站楼规模巨大，过分高大的公共空间不仅投资惊人，其使用运营中也将消耗更多的资源与能源。
2.4.1 理性处理高大空间
四层（14.00m标高）集中设置办票大厅、国际旅客候机区、二层国内候机与到达厅、行李提取厅、迎宾厅等主要公共空间，采用尽量开敞、通透、明亮、浅色的设计手法，并运用室内竖向边庭和中庭贯通串联公共空间形成整体恢宏且富有层次的流动空间。国内采用混流模式，候机与到达共用空间达到节约和集约利用空间的目的。将主要功能和辅助空间竖向叠层布置，采用相对紧凑的层高与净高。
办票大厅实景
边庭实景
2.4.2 采用经济、合理的结构形式
采用36m×36m的基本柱网、上小下大锥形钢柱和立体钢网架屋面系统，结构形式清晰、简约、合理、经济，建筑、结构设计一体化，逻辑理性，不做多余装饰，经济实用。
2.4.3 （双保险）金属屋面系统设计
T3航站楼金属屋顶面积21.9万m2，规模巨大，屋面坡度整体较小，合理进行排水系统设计，采用成熟可靠的直立锁边铝镁锰屋面系统，为保证防水、排水的可靠性特增加一层0.8mm厚镀铝锌压型钢板防水层（双保险）。屋顶天窗采用相对集中式的高出屋面及顺应排水方向的条形天窗。
2.4.4 标准化、模数化（模块化）不断优化、简化形式与建构
T3航站楼的实施中存在规模巨大、整体呈三维渐变曲面效果、工期紧张等诸多困难，为实现建筑室内外一体化和流畅的三维曲面效果，结合材料生产、供应、加工、施工工期、工艺的实际情况，反复推敲比选，深入研究，不断优化、简化形式与建构、单元模块及分格组合。
2.4.5 统筹专项设计、一体化设计
采用三维辅助建模与参数化技术，建立统一建筑模型和恰当的基本模数、模块化单元，深入研究并推敲室内外不同衔接部位，使其顺畅、自然。统一尺度及用材，强化并突出对位关系，不断优化建构与形式。力求做到构建标准化和技术适宜化，高完成度地实现整体流畅的三维曲面。
2.5 设计手法
2.5.1 通透
采用整体完整连续且高透（透光率60%）的全玻璃幕墙外围护透明化设计，尽量消隐和模糊建筑与室外的边界，消除隔离性与封闭感。主体玻璃幕墙向外倾斜12°，结合指廊端头和转角处三维曲面全透玻璃，赋予建筑形式感与现代感。室内外庭院及花园合理布局，增加了建筑的透明性、均匀性及层次性。室内建筑、小品（如商业、电梯等）采用开敞化、透明化的处理。
指廊端部实景
结合建筑朝向设置不影响视觉通透与透明性的水平遮阳金属百叶，采用分散式的“满天星”三角形天窗，提高建筑大进深部位的照度，保证建筑室内照度均质化，光线柔和化。 运用照明设计强化航站楼向内和向外观赏的透明度，使航站楼的白天与黑夜形成强烈反差与戏剧性效果。
大空间吊顶排布组合平面图
2.5.2 轻盈
流畅——运用现代简约的造型、流畅的曲面空间形式展现航站楼的特点；通透——高透光的全玻璃幕墙＋采光天窗＋中、边庭的运用实现空间通透化；浅色——建筑室内外及构件等均采用统一的暖白色，展现建筑室内外的整体和谐与统一完整性；消隐——选用合适的结构体系、白云般的顶棚、纤细的白色锥形钢柱及室内透明电梯。
2.5.3 对比
“大空间、小柱网”——巨型空间采用规整、经济的结构柱网尺寸，白色锥形柱的运用强化了空间的开敞与通透性；“大悬挑、小节点”——主入口雨篷最大悬挑达40m，其端部厚度仅为0.4m，两者形成强烈的视觉冲击力和力度感；规整的庭院结合灵动的飞檐，丰富了庭院空间与造型的层次和光影效果。
灵动的檐口
2.5.4 白色
T3航站楼室内外整体采用暖白色统一色彩，纯净明快、柔和均匀，突出建筑整体雕塑感，并依随光在不同时刻的作用，形成丰富的光影和色彩变化。白色具有较好的反射热量的作用，也是对夏热冬冷尤其是以防热、隔热为主的武汉气候的良好回应，同时也增强了室内的反光效果，有效减少人工照明。
3 建筑一体化设计
3.1 建筑室内外一体化设计
航站楼是功能复杂的交通建筑，也是人员集中的公共建筑，尤其是航站楼每天都有数以万计的旅客进出。如遇上极端天气、航空管制、航班延误等情况，航站楼内就会有大量的旅客滞留。为提高旅客的舒适性，减少旅客的焦虑感，武汉天河T3航站楼外围护墙均采用全落地式的节能高透光型双银中空玻璃幕墙（传热系数＜2.2W/（m2•K）、遮阳系数＜0.35、透光率＞60%的10＋12A＋10＋1.52＋10中空夹胶Low-E安全玻璃，玻璃的标准尺寸为3 000mm×2 000mm），并尽量弱化结构体系，减少建筑的封闭感和围合感。采用建筑室内外一体化的设计手法，即采用相同的暖白色彩金属铝板，相似的单元板块和现代简约流畅曲面造型等以消除室内外的界限。
3.2 建筑、结构、设施设计一体化
突出建筑、结构、机电、设施、装饰等的一体化设计、集约化设计、标准化设计。专业合理，综合效果最优，并整合统筹至建筑整体效果之中。
结构是建筑空间、功能的真实逻辑反映，清晰简约的结构体系、合适的结构柱网尺寸、上小下大变截面的暖白色锥形钢柱是建筑造型语言的有机部分。设施、设备也是建筑一体化的重要组成部分，并运用一体化形式语言外化表达。屋顶天窗是集自然采光、通风及排烟等多种功能于一体的综合体，采用防水技术成熟的直立锁边屋面系统和单元式、三角形艺术化的采光天窗集成设计。统筹整合建筑、结构、设施、设备、构筑物、标识、标牌等实现一体化和标准化。
一体化设计的航站楼
3.3 专项设计、深化设计与建筑一体化设计
项目三期工程有几十家设计单位参与，作为武汉天河T3航站楼主体设计和牵头单位，通过合理组织与协作，精心设计实现统筹建筑整体的效果。
3.4 设施集成化、标准化、艺术化设计
有机整合值机岛、空调送/回风塔、消火栓、航显屏、商业岛、门套等功能设施及小品设计，采用集成化、标准化、艺术化的创新设计，并与建筑整体风格形式相融合，构成航站楼浑然一体又独具特色的景观。
3.5 设计特色突出，风格整体统一和谐
在一体化设计的基础上，结合四层出发大厅、二层候机指廊、二层行李到达大厅、迎客大厅等公共空间、功能要求及设施限制条件，最大化利用空间，将限定条件转化为整体和谐又兼具差异性的特色设计。
4 结语
航站楼是具有复杂功能流线的现代交通建筑，同时代表着城市的门户形象。在设计武汉天河机场T3航站楼时，我们采用室内外一体化、建筑/结构/设施等一体化、建筑色彩一体化的设计手法，结合功能流线，创新性设计了室内外大型庭院、高低错落的空间和高透幕墙，塑造出整体流畅、宛如生长在公园里的花园式体验型航站楼。形式是空间的逻辑反映，合理分配水平与竖向空间，形成大集中适度分区混流模式可以有效减小旅客步行距离并提高空间使用效率，强化空间的整体性、流动性、方向性、通透性和层次感，理性处理高大空间。通过现代流畅的造型并运用透明、轻盈、对比的设计手法结合精美的节点构造，不断优化建构与形式，力求表达浪漫、感性、现代、地域的建筑特色，彰显“星河璀璨，凤舞九天”的主题。
主入口夜景
业主：武汉天河机场有限责任公司
建设地点：湖北省武汉市
建筑设计：中南建筑设计院股份有限公司
联合设计：中国民航机场建设集团公司规划设计总院、中信建筑设计研究总院有限公司
项目负责人：桂学文
主要建筑师：桂学文、刘安平、熊文超、李浩、侯利恩、王一鹏等
总建筑面积：49.5 万㎡
设计时间：2009~2016
竣工时间：2016.12.28
启用时间：2017.08.31
图片版权：中南建筑设计院股份有限公司
摄影：桂学文、毛凯
中南建筑设计院股份有限公司总建筑师，中国建筑学会常务理事，当代中国百名建筑师。代表作品：中国人民革命军事博物馆（改扩建）工程、抗美援朝纪念馆改扩建工程、武汉天河国际机场T3航站楼、盘龙城遗址博物馆、武汉保利文化广场、华电集团华中总部研发基地、中国银行湖北省分行新建营业办公楼工程等。
本文全文已刊登于《建筑技艺》2017年12月刊
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