新時代機場空管塔臺的基本形態以榆林榆陽機場空管塔臺設計為例

張少軍

塔臺是空港建筑群里必備的一個重要建筑物，作用是觀察和控制飛機起降的建筑。本文就塔臺在平面設計的基本尺度、豎向設計、建筑消防、抗震抗風、使用功能、美觀要求、工程造價等一系列約束條件下，其整體設計中有何基本規律、基本模式和基本形態，在總結已有塔臺設計經驗的基礎上更加提高和完善塔臺建筑設計。

一、工程概況

榆林榆陽機場二期擴建工程按2030 年旅客吞吐量600 萬人次、飛行區按4D 標準規劃建設。新建塔臺總高度86.2m，塔臺管制室設在塔臺頂層，共設置8 個席位（管制5 個、飛行服務2 個、情報1 個）。

機場塔臺是空港建筑群里必備的一個重要建筑物，承載著機場中的航空運輸管制設施，是觀察和控制飛機起降的建筑。榆陽機場塔臺是機場二期擴建工程的標志性建筑，位于T2 航站樓東南側，與航管樓毗鄰合建，根據規范《建筑設計防火規范》GB50016-2014（2018版）、《電信專用房屋規范》YD/T5003-2005，本工程應為一類電信專用房屋建筑物。塔臺控制高度86.2m，總建筑面積1130.65m2，是目前全國支線機場中較高的空管塔臺。塔臺地下一層，地上十九層，地下室為消防蓄水池、消防（生活）泵房、風機房，地上一至十四層為核心結構筒體（其中二層設與航管樓的交通連廊），十五層為管制員休息層，十六層為氣瓶、設備層，十七層為夜間值班、站坪指揮層，十八層為設備外廊檢修環層，十九層為塔臺管制（指揮明室）層。頂層為鋼結構，屋頂安裝通訊天線。兩部電梯均為消防電梯，直達十八層。塔臺除頂層為鋼結構外，整體設計為圓形鋼筋混凝土筒體結構，上部逐漸展開，造型酷似一束光束或陜北傳統的大嗩吶。

塔臺是空港有序運行、控制飛機起降的大腦。塔臺的這種特殊性和重要性決定了空管人員得隨時堅守崗位，因此除了要給工作人員提供良好的工作環境外，對于人員和精密設備的安全性都有著極其嚴格的要求。盡管如此，塔臺設計有其復雜性，但也不是沒有其固有規律，只要我們認真總結已有塔臺的國內外設計經驗，用好成熟的技術，積極探索創新性技術，妥善解決塔臺消防系統設計，就一定能設計技術先進、安全可靠的塔臺建筑。

二、塔臺平面的基本形態

塔臺建筑平面主要有方形、多邊形、圓形等形式，通過調研及收集同類塔臺設計資料我們發現，早期的塔臺有不少平面形式是方形或多邊形，這種塔臺多為與其他建筑合建；但近期建成或在建的塔臺無不外乎圓形或近似圓形的，多數為獨立塔臺，究其原因我們認為是塔臺這種平面尺度緊湊而高聳的特殊建筑物，圓形結構平面在各個方向力學性能相同，利于抵抗難于預料的各種復雜的自然災害，如地震、風力等，另一原因就是現代材料與施工技術使得圓形塔臺的實施沒有任何困難。以下就以圓形塔臺這種典型的常用平面分析說明塔臺設計。塔臺的使用功能一般集中在頂部幾層，平面從上到下通常分為塔臺管制層、設備層、塔臺值班和站坪指揮層及塔臺休息層等。塔臺的下部一般為交通核心筒和設備，有時也在低層入口附近層部分設擴大的門廳，增加一些值班講評室、設備間等。

更緊湊的豎向交通核布置直接影響到造型設計、建筑規模及工程造價，對于不同規模和高度的塔臺，采用一臺或兩臺電梯，由于頂層管制室需要360 度的無遮擋視野和整層空間，電梯無法上至頂層，但通過更深入的細化設計，電梯可上至設備和檢修環層，只是本層層高不得低于4.2m 以滿足無機房電梯的頂層最小高度，因此電梯在到達倒數第二層后，如何在緊湊的空間里通過不同的疏散樓梯到達頂層，又需滿足防火規范的要求，是設計中需解決的關鍵問題。塔臺一般設置一層地下室，既兼顧了結構對基礎埋深的要求，也解決了消防蓄水池、消防（生活）泵房、風機房的使用要求。按照《建筑設計防火規范》（2018 年版）（GB50016-2014),要求在塔臺合適的高度位置利用微小空間設置火災前期要求的高位水箱，通過與專家探討一致認為可以不設火災前期10min 要求的高位水箱，仍用地下消防泵房內設氣壓罐補水解決，因為用電等

級高可以保證。

三、塔臺豎向的基本形態和結構安全

機場塔臺在空港建筑群里是最高的建筑，一般占有控制性地位，其造型應與其他空港建筑既相互協調又有鮮明的特色和地標性。塔臺的位置及高度依據《機場擬建塔臺位置和高度論證分析報告》確定，塔臺空管人員觀測到進近管制的所有飛機，即飛向或飛離機場大約10 公里范圍的飛機;保證塔臺空管人員能看清跑道、平滑道及停機坪任何位置的飛機也能看到距塔臺最近的飛機機尾（有時飛機滑行臨近航站樓被部分遮擋），又要保證管制人員視線與道面的豎向夾角應不小于0.8 度；豎向高度直接影響著塔臺造型的設計。

豎向設計層高，頂層塔臺管制室一般層高4.8m 以上，凈高一般需不低于4.0m;次一層設備外廊檢修環層一般3.0m 左右，本工程設計為4.2m 層高，以保證設備安裝的基本空間并保證了2 部電梯直達18 層;以下各層高度4.5m 左右，結合主體高度及使用要求基本均勻設置層高，使結構剛度大體相近。

榆林榆陽機場塔臺相對控制高度86.20m(含天線及屋頂設備）；塔臺觀測高度（設定±0.00 的絕對標高為1180.00、管制員坐視高度77.70m（1157.70）；建筑總凈高度84.40m(不含天線及屋頂設備）。

塔臺的外觀形態，外觀大體有上下大中間小的“啞鈴型”，如大興機場東、西塔臺，咸陽機場T3 塔臺等；上大下核心直筒的“喇叭型”，如石家莊機場塔臺、重慶江北機場塔臺、深圳機場T3 塔臺、榆林榆陽機場塔臺等。至于強調地方個性特色的少數塔臺，如：鄭州新鄭機場象征地方文化“斛”的塔臺和武漢天河機場象征“天鵝”的塔臺，更彰顯了地方文化，在條件允許情況下可以借鑒。

塔臺結構安全，抗震設防烈度：6 度；建筑結構安全等級：一級。

建筑物抗震設防類別：高于重點設防；高于重點設防的抗震措施：地震力計算：按7 度計算；抗震措施按高于7 度設計;塔臺風荷載計算時按風洞試驗結論相關參數進行計算；抗震設防烈度較高和更高大的塔臺（高度超過100m）還需要進行地震安全性評價、結構地震破壞試驗、采用彈塑性靜力或彈塑性動力分析方法補充計算等。

下面就筆者通過調研及收集到的圓形同類塔臺平面設計、豎向設計、外觀形態比較表，見圖1。

四、結語與建議

空管塔臺可靠的技術設計是機場安全運行的重要保證,通過對圓形同類塔臺平面設計、豎向設計、外觀形態的比較，得出塔臺的基本形態，即：長細比大，一般大于6；結構核心筒體直徑為10m 左右；高度從幾十米至超過100m（天河機場塔臺115m）；頂層管制室需要360 度的無遮擋視野和整層空間，電梯無法上至頂層，面積大于100m2；設備和檢修環層在管制室的下一層，兩部電梯全設計為消防電梯，其中一部供消防員使用、一部供工作人員疏散，本層層高不得低于4.2m；一部防煙樓梯只上至設備和檢修環層；管制室下至設備和檢修環層時只能通過一部凈寬不小于0.9m直跑樓梯到達樓電梯共用前室；設備和檢修環層下一般有3 至5 層的使用功能樓層，地面以上1 至3 層也可安排部分使用功能房間，其余為豎向交通核；地下一般設計一層作為消防蓄水池和設備用房。塔臺類建筑作為一種專業性很強的建筑，無論是民航空管專業還是民用建筑專行業都沒有專門的設計規范，仍處于探索階段。希望本文對今后的塔臺設計有借鑒的意義，也望盡早推出與塔臺相關的標準和技術要求，以指導完善塔臺的設計，實踐例證已成千上萬，總結、梳理并不難，出臺一個專業的設計標準或規范是相關設計人員所期盼的。

圖1 國內同類塔臺平面、豎向、外觀設計比較