分析大型機場航站樓建筑幕墻設計關鍵要點

楊嘉慶

近年來，隨著市場要素配置資源功能的增強，我國大型機場在數量、規模、品質方面獲得了有效擴增。機場航站樓作為機場的主要建筑體，既代表了機場的建設水平，也通過引入現代化的設計理念、設置復雜的功能、使用先進的技術、采用多樣的風格，提升了航站樓的產品質量。尤其在總體經濟體系建設新階段，在大型機場航站樓建筑設計中，為了滿足空間擴增、簡潔通透等需求，大量應用了幕墻結構形式。下面以幕墻設計作為研究對象，對與其相關的設計關鍵要點展開具體分析。

一、大型機場航站樓建筑幕墻設計特征

現代大型機場航站樓建筑幕墻設計的特征相對突出，主要體現在造型、結構、材料方面。

以造型為例，由于大型機場航空站樓建筑代表著機場形象，需要與國際同行業質量體系管理標準趨于一致，因而在建筑造型設計過程中，設計師往往會選擇一些主流的設計流派，結合當地的機場環境因地制宜的擷取一些設計元素。通常造型設計中主要以簡潔、宏大、通透為主，配套選擇一些傳統形式的裝飾裝修元素。具體造型方面，對于屋面、曲面、斜面的造型處理與其功能配合緊密。例如，屋面中強調防風防雨功能，曲面造型中重在以結構主導增強建筑體的審美性，斜面則主要體現其流暢、簡潔，以及裝飾元素等。由于造型、結構、材料相互密切關聯，因而在幕墻設計過程中，對于整體的形狀、采光、氣候、風壓等控制相對嚴格。尤其是空間處理方面，因結構與功能需求較多，往往會設置較大的平面尺度、較多的伸縮縫、較復雜的結構體系。以基本結構為例，單杠結構、平行鋼桁架結構的使用，既符合大型機場的環境，也可以根據具體的地形、功能需求，合理選擇適用的結構。大型機場航站樓建筑幕墻效果參看下圖1：

圖1 大型機場航站樓建筑幕墻局部效果圖

二、大型機場航站樓建筑幕墻設計問題

隨著大型機場航站樓建筑幕墻設計數量的增多，積累了諸多設計經驗，總結了設計中存在的一些重點與難點。從當前的總結經驗看，此類問題主要體現在設計中的各類關系的處理方面。例如，在幕墻結構體系——主體結構力學之間的關系處理、幕墻結構——伸縮縫構造之間的關系處理、幕墻形式——結構體系之間的關系確定方面等。除此之外，幕墻與主體建筑收邊收口（異型板面）、與建筑相互位移適應（風、溫度、地震）的構造防水設計處理，以及超大尺寸的電動開啟窗的開啟問題，均需要進行精細化處理，如開啟窗的剛度控制、強度控制、五金連接件的設置等。概括而言，機場航站樓——幕墻之間的關系協調十分關鍵，對兩者關系處理的好壞，往往決定了設計效果的優劣與否。

具體而言，幕墻設計需要以大型機場航站樓建筑的結構為基礎，具體設計環節，先要保障其基礎的安全性與有效性，因此設計中應該以不破壞其基礎作為必要條件。同理，在幕墻結構體系的設計方面，也應該保障機場航站樓結構、功能的完整性與有效性。反過來，幕墻設計時應該在原有基礎、結構、功能條件限定下，起到增強其作用的設計目標，即擴增其抗壓性能、承重能力。另一方面，現階段的大型機場規模大、體系復雜，存在事實上的“牽一發而動全身”的問題，在幕墻設計時，任何一個單元設計的變化，均可能對其系統結構產生或增強或減弱的作用。因此，在實際的設計中面臨著數據采集、數據整理、數據分析的實際難題。

三、大型機場航站樓建筑幕墻設計要點

從設計要點方面看，在總目標一定的條件下，幕墻設計中應該按照安全性、可行性、精準性，設置與之對應的設計目標，以此保障設計的有效性。

例如，在安全性方面，幕墻外觀設計雖然十分重要，與觀看者的直觀審美直接關聯，但是，為了確保其安全性，應該規避將直觀審美作為主要目標，而應該從安全角度考慮，先使幕墻的面板布置、風格能夠相得益彰，再從結構、功能滿足的基礎上，進一步優化其外觀造型。換句話講，設計過程中，以外觀造型進行草圖設計，而在實際的設計中，則要求反過來，從結構、功能出發，通過結構、功能等實用性的價值，限定其造型、風格。尤其是在梁柱受力設計方面，主體結構的支承能力與其密切關聯，并且，在系統性的結構功能一體化設計方案中，幕墻結構支承能力直接體現在梁柱受力情況的分析方面。所以，應該在設計時，結合結構、功能、造型、風格，進一步對其材料進行有效評估，確保材料使用后可以滿足其綜合設計目標的實現。尤其是大型機場航站樓建筑體本身的規模龐大，梁柱受力情況，牽涉到一系列的計算，而可行性與材料及計算的精準性密切關聯。此時，設計時需要考慮到數據分析的有效性。尤其應該結合當前的環保理念、節能理念，合理地選擇一些環保材料、節能工藝，確保幕墻設計方案能夠與綜合效益產出相一致，在根本上滿足可持續發展理念指引下的幕墻設計原則。

四、大型機場航站樓建筑幕墻設計案例

以北京首都國際機場擴建工程T3航站樓工程項目為例，在幕墻設計中，采用了大板玻璃幕墻、大鋁合金橫梁、不銹鋼吊桿，產生了較好的設計效果。

首先，將幕墻設計中的主要原材料定位在玻璃材料，通過玻璃的可分割特性，對其進行了大板塊、大跨度分割，形成了大板塊玻璃幕墻設計方案，以三角形空間鋼桁架結構作為幕墻設計中的連接方式，起到了強烈的直觀審美沖擊力。而橫梁則以鋁合金材料為準，又保障了幕墻的抗腐、抗風能力，以及承載能力。其次，由于鋁合金材料價格適中、延展性能好、硬度相對較高，橫梁中應用該材料既能夠滿足其施工受力方面的要求，也可以配合大面板玻璃幕墻的透光性，形成一種材質方面的呼應，提高整體上的設計檔次。另一方面，在遮陽處理方面，利用大鋁合金材料設計具體的遮陽構件，既可以使橫梁截面寬度獲得有效延伸，也能夠在延伸的基礎上，使遮陽效果與幕墻審美匹配起來，使功能與美觀達到了高度融合。加上S630高強度不銹鋼材料的使用，使不銹鋼吊桿使用后分擔了大鋁合金橫梁受力，起到了實際的協調耐用作用。