維修機庫的設計日趨先進

Lindsay Bjerregaard

先進的維修機庫不僅可以更能承受極端條件，而且可為維修人員提供更安全、更便利、更舒適的工作環境，有助于提高維修效率，降低維修成本。因此，機庫的設計非常重要。

今年年初，美國航空公司（AmericanAirlines）正在籌備為其在芝加哥奧黑爾國際機場興建的價值2，15億美元的飛機維修機庫舉行剪彩儀式。盡管該城市冬季寒冷，但維修人員已經可以在該維修機庫內舒適地工作。這說明，即使是在世界上自然條件非常極端或嚴苛的地區，維修機庫也可以設計得很好。

美國航空公司位于芝加哥的這一維修機庫南北方向長約180多米（614英尺），雙滑動門在寒冷天氣下打開時會造成巨大的熱量損失，因此，負責該項目建設的Ghafari Associates公司的建筑師希望通過先進的空氣循環系統使機庫內保持合適的工作溫度。據Ghafari Associates公司透露，新機庫采用了直燃式加熱裝置和大型熔爐組合，大型熔爐可以快速產生大量的熱量，再加上低速風扇進行循環散熱。此外，風扇還可以在較熱的天氣中提供被動制冷效果，同時當兩個機庫的門同時打開時，還可以形成自然通風。

機庫的保溫f生在溫度調節中起著重要作用。Rubb Building Systems公司生產的覆蓋重型管材級PVC的鋼結構機庫，采用名為Thermohall的專利保溫系統。Thermohall是由兩層填充了高密度隔熱材料的PVC組成，從而形成一個隔熱的“毯子”，包裹在機庫周圍使其保溫。

但在極冷的溫度下，鋼材料本身也可能會出現問題。鋼不能很好地適應寒冷環境，遇冷也有可能會發生脆性斷裂。REIDsteel公司為蒙古國的伊斯尼斯航空（EznisAirways）建造機庫時就遇到過這一問題。蒙古國最低氣溫可達-20°C～-30°C（-4T～22T）。鋼材料需要經過多種處理過程以防止斷裂，且在施工期間 需要對如機庫外層和螺栓等構件進行預熱以防止碎裂。

Rubb Building Systems公司指出，伊斯尼斯航空維修機庫的前門之間有一個獨特的開口，當飛機機頭定位在開口時，機頭周圍會被充氣密封，以防止外部空氣進入。因此可以在不完全打開機庫門的情況下圍繞機頭進行維修工作，有效避免過多的熱量損失。

在冬季氣候極端的地區建造機庫時，積雪載荷是機庫建設過程中需要考慮的另一個因素。Ghafari Associates認為，積雪的重量是機庫結構設計的重要組成部分，對于大跨度機庫來說尤其重要。機庫頂需要基于當地預期的最大降雪量并依據建筑規范進行設計，在國際上不同國家的要求可能有所不同。盡管大多數國家都接受國際建筑規范，但有時當地的要求可能更為嚴格。

例如，美國的大多數建筑的規范要求都非常明確，很少有出現偏離規范的建筑。在規范要求中清楚地說明了在某種情況下必須做到什么。而且在土耳其等其他國家，學術機構經常會參與研究特定建筑的結構設計，從而提出科學的工程解決方案。

目前，Ghafari Associates公司正在新伊斯坦布爾哈瓦里馬尼機場（IstanbulHavalimani Airport）為土耳其航空公司建造世界上最大的飛機維修中心。該地區不僅氣候寒冷，還會受到地震的威脅。該維修中心將使用類似于美國航空奧黑爾機庫的空氣循環系統，還將采用輻射式地暖系統，以保證維修人員可以在舒適的環境中工作。由于該地點位于北安納托利亞斷裂帶的馬爾馬拉板塊上，因此土耳其航空公司的機庫需要按照最高抗震標準進行設計建造。

在這樣的地震敏感區域建造機庫，結構系統應具有更大的靈活性或延展性，以便在地震發生時能夠吸收巨大能量。因此這種機庫需要更多的鋼材用于結構支撐，其結構也就隨之更為復雜，且建造成本更高。

當然，好在飛機機庫占地面積較大且重量較輕，且地震更多的是使建筑物在地面平移，所以有兩種建筑設計方法適用于該地區的機庫建設。

第一種方法是設計一個靈活的機庫，使其可以平動，如Rubb BuildingSystems公司生產覆蓋重型管材級PVC的鋼結構機庫。與標準金屬結構的機庫相比，纖維材質結構的機庫優勢在于其可以更容易地接受地面沉降，這也讓機庫有了更靈活的基礎。

第二種方法是設計一個可以與地面板塊一起移動且能在地震中保持剛性的機庫，如REID steel在阿富汗坎大哈為洛克希德c-130飛機建造的一座機庫。該公司指出，機庫的后部有一個非常寬的支撐系統，可以分散地震時機庫左右移動時產生的負荷。

此外，支撐系統對于承受高風速（如颶風等）也是至關重要的。REID steel指出，在像颶風等高風速度下打開機庫大門可以立即將機庫的屋頂吹掉。因為當打開機庫的大門時，風吹進機庫會使其像氣球一樣迅速膨脹，因此，機庫必須設計為可承受一定升力的結構，且屋頂結構和墻壁也必須設計為既可以吸收能量、又能夠抵御任何破壞的結構。因為即使是陣風也會引起機庫結構彎曲。

在這種氣候惡劣的地區，REID steel利用其已獲得專利的Union Jack支撐系統，可將承受荷載從屋頂桁架底部轉移到墻體。雖然，通常鋼結構可以彎曲和重新分配周圍的受力，但如果屋頂中少許面板被風掀起，則固定在機庫屋頂上的覆層板會被一片片地剝離。為了應對颶風等惡劣天氣，REID steeljE在使用3D建模評估機庫所能承受的風力。該技術在過去10年里通過運用一種名為“建筑信息模型”（building information modeling）取得了進展，該技術可以按需設計強度，可以對機庫周圍的氣流進行建模，非常有利于以更低的成本建造更安全的機庫。更為重要的是，該技術允許同行業內輕松、自由地在不同類型的軟件之間進行模型共享。

盡管Rubb Building Systems公司生產覆蓋重型管材級PVC的鋼結構機庫機構牢固，但其仍然很容易在颶風中被撕裂。在這種情況下，該機庫的優勢是框架足夠堅固，可以保持站立，纖維材質結構也可以很容易地完成快速更換。

然而，在沿海和熱帶環境中，另一個需要考慮的因素是陽光和海水帶來的老化和腐蝕。Rubb公司指出，熱浸鍍鋅是防止鹽侵蝕機庫鋼結構的最佳防腐措施。同時，該公司生產的聚氯乙烯織物可以阻擋陽光和熱量，在降解和更換之前可以使用約10-15年，而該型織物在其他環境下通常可以使用20-30年。

在機庫建設中充分利用太陽能是當前的一種創新機庫建設方式。Rubb公司已經開始將太陽能電池板整合到機庫中，如果建筑朝向正確則可大幅縮減機庫的采暖成本。

Ghafari Associates公司在其為土耳其航空新建的飛機維修中心中融入了許多節能措施，如太陽能、高反光地板系統及雨水收集系統。該公司認為，隨著節能照明控制和智能建筑管理系統等各種智能建筑技術的不斷進步，未來的維修機庫將融合許多新的創意元素。

此外，在機庫建造中，關于機庫內Wi-Fi和無線移動數據的部署也非常重要。因為這些技術都有助于提高生產力、提高生產安全水平。