基于嶺南建筑文脈的大型航站樓功能流程布局及關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計研究
——以廣州白云機場T2航站樓為例

陳雄 郭其軼 金少雄

1 邏輯建構(gòu)

嶺南文化起源于秦朝的本根文化，經(jīng)過兩千多年的發(fā)展逐步形成了兼容、務(wù)實、創(chuàng)新的特征[1]。分析項目的上位條件，遵循環(huán)境融合、人文契合、氣候適合的原則，結(jié)合廣州白云機場T2航站樓（以下簡稱“T2航站樓”）建筑特點，提出基于嶺南建筑文脈傳承的大型航站樓功能流程布局設(shè)計方法、深入研究關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計、結(jié)合運營期間使用后評估的驗證結(jié)果，形成具有地域文化特色、與濕熱氣候相適應(yīng)的大型航站樓建筑設(shè)計方法論，以指導(dǎo)嶺南地區(qū)其他機場航站樓建筑設(shè)計實踐。

大型航站樓功能流程布局設(shè)計方法是將傳統(tǒng)嶺南建筑庭院設(shè)計智慧融入T2航站樓，在建筑中植入嶺南花園，從花園位置選擇、朝向設(shè)計、空間序列營造以及尺度控制4個維度進行研究。花園位置的選定與旅客核心流程緊密結(jié)合并設(shè)于航站樓大進深區(qū)域，同時避免在主要功能區(qū)形成西曬?？臻g序列通過虛實結(jié)合及多元景觀要素進行營造，從平面到剖面合理控制尺度以形成良好的自然采光通風(fēng)條件。

大型航站樓關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計是借鑒傳統(tǒng)嶺南建筑語匯與技術(shù)設(shè)計原理，結(jié)合T2航站樓建筑特點與現(xiàn)代技術(shù)手段，從遮陽與采光、防臺風(fēng)、通風(fēng)3個方面研發(fā)與濕熱氣候相適應(yīng)的大型航站樓關(guān)鍵技術(shù)。

2 功能布局設(shè)計

2.1 功能布局傳承

對傳統(tǒng)嶺南建筑文脈進行研究，“庭院”這一核心元素通常以分散體量的布局方式與所處地域環(huán)境產(chǎn)生有機聯(lián)系，形成獨具地域特色、暢朗輕盈的嶺南建筑庭院空間[2]。依據(jù)T2航站樓建筑特點、核心工藝流程及主要功能進行流程布局設(shè)計，在航站樓內(nèi)植入具有地域特色的嶺南花園，創(chuàng)造高品質(zhì)旅客空間與人文體驗。

2.2 花園位置選擇

傳統(tǒng)嶺南建筑的庭院多沿長進深方向布局以提升人的空間體驗，并減少濕熱氣候帶來的不利影響。結(jié)合旅客核心流程，選取T2航站樓大進深主樓北側(cè)與北指廊交接處布置花園。具體位置設(shè)于人流最集中的安檢大廳北側(cè)、北指廊國際到達層南側(cè)以滿足旅客的可視性與可達性，并為室內(nèi)提供良好的自然光線。設(shè)置圍護結(jié)構(gòu)通風(fēng)開啟扇，實現(xiàn)夏季引入清涼東南風(fēng)，冬季阻擋寒冷西北風(fēng)的自然通風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

2.3 花園朝向設(shè)計

傳統(tǒng)嶺南建筑的庭院朝向設(shè)計具有整體遮陽觀，通過避開正西曬的庭院朝向和自遮陽的建筑布局改善建筑熱環(huán)境。結(jié)合濕熱地區(qū)氣候特征及航站樓總體布局，以減少西側(cè)強烈太陽輻射為目標，花園長向沿東西向布置，有效避免安檢大廳與北指廊國際到達通道形成西曬。借鑒傳統(tǒng)嶺南建筑中“拜亭”的遮陽原理，沿花園長向有節(jié)奏地布置若干功能用房及通道，形成自遮陽的同時營造豐富的光影效果。

2.4 花園空間序列營造

傳統(tǒng)嶺南建筑庭院隨地勢高低錯落排布，運用豐富的造型手法，在空間變化中形成有組織、有韻律的序列感。傳承這一錯落有序、與建筑相互滲透的布局方式，貼合航站樓旅客主要路徑設(shè)置帶狀嶺南花園，安檢后方區(qū)域圍繞花園設(shè)置功能用房組團，組團之間設(shè)計可直通花園內(nèi)部的喇叭口休息區(qū)與旅客步行通道，形成虛實結(jié)合、富有節(jié)奏感的花園空間序列。花園靠北指廊一側(cè)利用樓層高差設(shè)置綠化坡地、臺地及趣味坡道、臺階等多元景觀要素，為北指廊國際到達旅客營造步移景異的空間體驗。

1 設(shè)計方法及關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計研究邏輯建構(gòu)

2.5 花園尺度控制

傳統(tǒng)嶺南建筑庭院尺度在漫長實踐中形成了相對固定的比例范圍，進深與寬度比多在1:1.2至1:1.3區(qū)間內(nèi)，進深與高度比多在1:1.2至1:1.4區(qū)間內(nèi)，具有較好的氣候適應(yīng)性。借鑒傳統(tǒng)嶺南建筑庭院，T2航站樓平面長向以若干功能用房及通道分隔成可相互聯(lián)系的小尺度花園，其平面長寬比、剖面高寬比與傳統(tǒng)嶺南建筑庭院接近，為航站樓提供良好的室內(nèi)自然采光，并利于形成自遮陽與自然通風(fēng)。

3 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計

傳統(tǒng)嶺南建筑在技術(shù)層面主要關(guān)注通風(fēng)、遮陽、隔熱、排澇、防潮、防臺風(fēng)等方面。大型航站樓具有屋面及維護結(jié)構(gòu)面積大、能耗高、空間尺度大等特征，通過對傳統(tǒng)嶺南建筑文脈的提取與研究，結(jié)合“雙碳”政策對建筑技術(shù)的要求，T2航站樓在技術(shù)方面的文脈傳承與創(chuàng)新主要圍繞遮陽與采光、防臺風(fēng)、通風(fēng)3個方面開展。

3.1 遮陽與采光

借鑒傳統(tǒng)嶺南建筑深挑屋檐、百葉、漏窗等多種遮陽方式，在T2航站樓中通過遮陽技術(shù)的應(yīng)用，打造適用于濕熱氣候的綜合遮陽體系。主樓南側(cè)應(yīng)用“大屋檐+張拉膜雨棚”。張拉膜采用PTFE膜材，滿足遮陽的同時可提供良好的柔和光線。根據(jù)空間效果的不同，主樓屋面天窗下方采用旋轉(zhuǎn)漸變鋁合金條板，指廊屋面天窗下方采用連續(xù)排布的鋁合金垂片，實現(xiàn)自然采光的同時起到良好的遮陽作用。西連接樓國內(nèi)混流候機區(qū)采用“大屋檐+可調(diào)節(jié)電動百葉”，將可調(diào)節(jié)電動百葉系統(tǒng)納入航站樓的建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)不同時間段的太陽高度角調(diào)整百葉角度。

在傳統(tǒng)嶺南建筑中，采光通常結(jié)合遮陽一同考慮。例如蠔殼天窗主要利用蠔殼透光且具遮陽效果的材料特征，達到既節(jié)能又提高熱舒適度的效果。T2航站樓采用“帶形天窗+漸變旋轉(zhuǎn)式吊頂”屋頂天花系統(tǒng)，在辦票大廳與安檢大廳上空屋面設(shè)置22個3m×126m和3m×45m的帶形采光天窗，室內(nèi)天花采用條形旋轉(zhuǎn)天花葉片，平衡遮陽與采光需求。采光系數(shù)平均值達3.92%與2.56%，每年可節(jié)約用電量約280萬kW·h，約占照明總用電量的20%，解決了濕熱地區(qū)大型航站樓長、大、高的空間采光和眩光問題。

3.2 防臺風(fēng)

參照傳統(tǒng)嶺南建筑“鎮(zhèn)風(fēng)”的防風(fēng)策略及通過屋面增荷的防風(fēng)技術(shù)，創(chuàng)新性地使用鋁鎂錳合金直立鎖邊金屬屋面抗風(fēng)系統(tǒng)。在抗風(fēng)薄弱的屋面板板頭、板尾處各增設(shè)兩排抗風(fēng)夾，固定于屋面板最邊緣兩道T碼上并采用截面邊長為10mm的不銹鋼棒連接成整體，順板方向每36m設(shè)置一根直徑為10mm的不銹鋼索，兩端與檐口龍骨固接。不銹鋼索與不銹鋼棒縱橫交錯，形成連續(xù)的抗風(fēng)體系，壓制金屬屋面的抗風(fēng)掀，從而實現(xiàn)“增荷”的抗風(fēng)效果。

2 T2航站樓嶺南花園位置及通風(fēng)分析圖

4 T2航站樓嶺南花園綠化坡地景觀實景

5 T2航站樓嶺南花園剖面尺度分析圖

表1 T2 航站樓技術(shù)體系傳承傳統(tǒng)嶺南建筑分析

3.3 通風(fēng)

借鑒傳統(tǒng)嶺南建筑檐口下方設(shè)置通風(fēng)口以實現(xiàn)高位通風(fēng)的原理，通過外圍護結(jié)構(gòu)形成自然通風(fēng)系統(tǒng)。T2航站樓為南北朝向布局，室內(nèi)主要旅客公共區(qū)多為高大空間，通過在面積最大的南北側(cè)玻璃幕墻高位設(shè)置通風(fēng)開啟扇，與低位門窗共同組成熱壓通風(fēng)系統(tǒng)，有效排出室內(nèi)熱空氣，改善室內(nèi)的空氣質(zhì)量與熱環(huán)境。

4 結(jié)語

經(jīng)后評估，T2航站樓的功能流程布局設(shè)計方法及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用獲得使用單位及旅客的好評。該成果已推廣于廣州白云機場T3航站樓、揭陽潮汕航站樓擴建、深圳寶安機場衛(wèi)星廳及珠三角樞紐機場航站樓。

當代嶺南地區(qū)大型航站樓發(fā)展速度快、建筑規(guī)模大、復(fù)雜程度高，在傳承傳統(tǒng)嶺南建筑文脈的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新，通過研究、應(yīng)用并總結(jié)適宜的設(shè)計方法與關(guān)鍵技術(shù)，為打造具有嶺南文化內(nèi)涵、適應(yīng)嶺南氣候特點、彰顯時代特征的當代嶺南大型航站樓建筑奠定堅實基礎(chǔ)[3]。

6 “大屋檐+可調(diào)節(jié)電動百葉”綜合遮陽實景

7 帶型天窗+漸變旋轉(zhuǎn)式吊頂實景

圖片來源

1,2,5 廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司提供

3,6,7 潘勇拍攝

4 傅興建筑攝影工作室拍攝

表格來源

1 廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司提供

項目信息

項目名稱：廣州白云機場二號航站樓及配套設(shè)施

業(yè)主：廣東省機場管理集團有限公司工程建設(shè)指揮部

建設(shè)地點：廣州市白云區(qū)

建筑設(shè)計：廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司

設(shè)計團隊：陳雄、潘勇、周昶、賴文輝、郭其軼、易田、鐘偉華等

總建筑面積：86.7 萬m2（其中二號航站樓65.87 萬m2；交通中心及停車樓20.84 萬m2）

基地面積：186.2 萬m2

設(shè)計時間：2006—2015

建成時間：2018

攝影：潘勇、傅興