正式投运!北京大兴国际机场有多牛?
2019-09-25 16:24

正式投运!北京大兴国际机场有多牛?

文章来自微信公众号:瞭望智库(ID:zhczyj),作者:李浩然、张馥宜,头图来自:东方IC


北京大兴国际机场投运仪式25日上午举行。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席仪式,宣布:“北京大兴国际机场正式投运!”


大兴机场耗资800亿元人民币,2015年正式开工建设,仅仅用了四年多时间,就于今年6月30日全面竣工。


库叔认为,其亮点主要集中在以下四点:


一是规模大,是世界上规模最大的机场之一,有世界上面积最大的单体机场航站楼;


二是造型酷,英国《镜报》惊叹,北京的这个新机场像是从科幻电影里走出来的;


 

三是科技足,机场大而美,众多“黑科技”的应用让其更具实力;


四是带动强,看似只是建了个机场,但对北京北城与南城的区域平衡,还是对京津冀一体化,都是关键一招。


今天,我们就来聊聊北京大兴机场到底有多牛。


想看看未来机场长什么样就赶紧去中国吧!


早在2016年,英国《卫报》发布“世界新七大奇迹”名单,中国就包揽了其中两项:


其一是2018年通车的珠港澳大桥,


另一个就是当时正在建设的北京大兴机场,


而且它位居榜首!



英国广播公司(BBC)记者斯蒂芬原本带着怀疑的态度来采访。但见证了这座工程奇迹之后,他毫无保留地向网友告知:


想看看未来的机场长什么样,就赶紧去中国吧!


北京大兴机场到底长啥样?


从空中俯瞰,是“凤凰展翅”般的造型,当然,看起来好像也有点像“海星”。


仔细看航站楼屋顶的色彩,跟夕阳下的紫禁城琉璃瓦一样的颜色,与坐落在北京的古代皇家宫廷建筑遥相辉映。


 图为北京大兴机场 图源:视觉中国


细细看去,大兴机场中间像凤凰脊背的位置,是相当于25个标准足球场大小的主航站楼,它的内部空间够大,都能完整装下一座水立方了,这里是旅客办理值机和行李托运的地方。



之所以建得这么大,是因为这座机场年规划客运量达4500万人次,6年后更是会变成7200万人次!


围绕主航站楼这个中心,有呈放射状、依次排开的五根指廊,这是旅客通过安检后休息及登机的地方。


而最中间那条指廊,连接着工作和服务区,设有酒店等服务设施。


相比于首都机场T3航站楼“一”字型设计,大兴机场“五指廊”设计缩短了乘客步行时间。


从出发层到最远的登机口只有600m,仅需步行8分钟。


 

图左为首都机场T3航站楼设计图,右为大兴机场设计图 图源:王晓群《五个机场航站楼的放射构型设计》


在五个指廊末端,还藏有让人很惊喜的“彩蛋”——以丝园、茶园、瓷园、田园、中国园为主题的5个露天庭院,中国味十足。


走进航站楼内部,室内色调主要以白色为主,为了让阳光洒满整个机场,航站楼一共使用了12800块玻璃,白天室内几乎不需要照明灯光。



光是屋顶就使用了8000块玻璃,而且形状都不一样,这些玻璃形成一个巨大的六边形天窗。


 图为北京大兴机场天窗 图源:微信公众号“北京大兴国际机场”


当你置身于机场主航站楼,五条指廊连带着五道天窗透出的光,从你的正前、左前、右前、左后、右后方各自绵延600米,汇集到头顶上方巨大的六边形天窗里。



机场室内最富创意的就是造型独特的C形柱,整个屋顶仅用8根C形柱来支撑。


图为大兴机场室内的C形柱 图源:微信公众号“北京大兴国际机场“


C形柱上端开阔,直径23米,随着高度下降而不断收缩,底部的直径只有3米,将很多跃动的线条一路引导到地面,连通了跨度近50米的屋顶和地面。


图为大兴机场室内的C形柱 图源:微信公众号“北京大兴国际机场”


大兴机场也是国内首个采用双层高架桥设计的机场,双层桥分别对应航站楼的第三层和第四层,国际出发走上层,也就是第四层,国内出发上下两层均可。



更让人惊叹的是,这还是世界首座高铁下穿航站楼的机场,届时,从航站楼正下方就能快速换乘京霸高铁、廊涿城际、新机场快轨等,相当于是把火车站塞进了机场!



在节能环保方面,大兴机场也下足了功夫,其暖通系统、采光系统、供水系统等都进行了绿色设计。比如,全机场雨水海绵设施总容积280万立方米,相当于1.5个昆明湖,雨水回渗率不低于40%。还有“地源热泵工程”,利用地下浅层地热资源向室内供热,每年节省天然气近2000万标准立方米。



充满科幻感的外形与室内大胆的设计、灵动的曲线融为一体,即使没有任何建筑学背景的人来到这里,也会感受到这座机场的美。


图为北京大兴机场鸟瞰图 图源:视觉中国


已经有了首都机场为何还要花800亿元建新机场?


大兴机场很美很魔幻,但很多人也有疑问,北京已经有了首都国际机场(下称“首都机场”)和南苑国际机场(下称“南苑机场”),为何还要花800亿元建这座新机场?


一般来说,一座城市规划新建机场的原因大致有两个:要么是原有机场设施过于陈旧;要么原有机场已无法满足客流量需求。北京建大兴机场的理由显然是后者。


首都机场始建于1958年,几十年来扩建了多次,目前有3座航站楼与3条跑道,是世界上最繁忙的机场之一。


2017年首都机场旅客吞吐量约9580万人次,2018年更是达到了1.098亿人次,起降架次达到61.4万架次,平均每天起降架次达到1682架,其旅客吞吐量居世界第二,仅次于美国亚特兰大机场。


 

然而,其设计容量却仅有7600万人次,运营处于严重饱和状态。南苑机场则是军民合用机场,在旅客运输方面发挥的作用很小,其2017年的旅客吞吐量只有590万人次,相当于首都机场的6%多,所以,重担几乎都落到了首都机场身上。


 图为北京南苑机场,停机坪上的中国联航飞机 图源:中国日报网


随着中国经济的发展,航空运输需求只增不减。首都机场的压力还会急剧增大。看看其他城市的机场状况,也能了解首都机场压力有多大。


2018年上海浦东机场吞吐量7405万人次,上海虹桥机场吞吐量4362万人次,两个机场合起来是1.17亿人次,只比首都机场高15.8%而已。可以说,首都机场的吞吐量都能“一打二”了。


 图为上海虹桥机场1号航站楼 图源:中国网


再看国外城市的情况。美国纽约市人口2017年约为860万,却坐拥三座机场。全球最繁忙的伦敦机场群有六个机场,分布在城市的东西南北,而伦敦人口也不过810万。能通过继续扩建首都机场来缓解压力吗?


很遗憾,已经不能了。


经过前面几次扩建,首都机场已扩大到极限状态,地面机场再怎么扩建,空域和航线也就那么些,并不容易再开拓。


图为首都机场T3航站楼


所以长期以来,很多人吐槽首都机场繁忙、拥挤,这里每天约有300个飞行架次无法安排,每年近1000万人次的潜在需求被“拒之门外”。


由此可见,北京确实需要一座新机场了。接下来的问题是,新机场该建在哪里?


其实建设北京新机场的想法十多年前就提出来了,只是当时首都机场尚能满足需求,新机场建设就未被提上日程,但关于把新机场建在京津冀哪个位置,则在长时间内争论不休。毕竟民用机场的选址,是一件非常麻烦的事,决策者需要考虑到诸多细微之处,比如净空条件、空域(不能和其他机场有空域冲突)、矿产、周边环境、发展空间、地面交通、环境保护、森林、农田、城镇、区域经济等。在选址过程中,有两个候选地区呼声最高:


天津武清和河北廊坊。


最终,北京新机场选在了南部与廊坊的交界处,


基本接近河北廊坊的选址。


 图为北京大兴机场位置 图源:河北新闻网


选址完成后就该设计了,2011年,新机场航站楼建筑方案设计招标成为当年建筑界最为瞩目的大事件。


因为建筑界的人都知道,能参与到这座“超级机场”的设计,已经不是赚钱那么简单了,这关乎自家设计团队的荣誉和实力! 


经过“大浪淘沙”般的选择,有实力参与竞标的只有来自中、美、英、法等国的7家设计机构。


 

这7家设计机构都是全球重量级设计团队,有很多能拿得出手的大作,比如参与设计过上海浦东国际机场的荷兰机场顾问公司;参与设计过重庆国际机场的法国巴黎机场工程公司;参与设计过广州大剧院的英国扎哈·哈迪德事务所等。


其中,扎哈·哈迪德事务所的创始人扎哈·哈迪德,是首位获得“建筑界的诺贝尔”——普利兹克建筑奖的女建筑师,在建筑界享有盛名,她还是建筑界有名的“女魔头”——脾气火爆,有超前的设计理念,有半数甚至无法落地。


早在2005年,她就以两块圆润的“海珠石”方案,获得了广州大剧院的招标。


图为广州大剧院 图源:视觉中国


这一度引发了国人的“扎哈热”,北京望京SOHO和银河SOHO等也是她的作品。大家感受下“女魔头”标志性的“扎哈曲线”,让流动的曲线最终都巧妙转化为固定的空间。


 图为北京望京SOHO


经过一段时间的打磨,7家设计机构按机场规划拿出了各自的设计方案。


英国福斯特及合伙人建筑设计事务所方案


 

中国上海市华东建筑设计研究院有限公司、新加坡CPG咨询有限公司联合体方案


 

英国奥雅纳工程顾问公司、英国罗杰斯建筑事务所联合体方案



英国扎哈·哈迪德事务所等五家联合体方案


 

美国HOK建筑事务所、荷兰NAC0机场咨询公司的联合体方案



中国民航机场建设集团公司、中国北京市建筑设计研究院的联合体方案


  

法国巴黎机场工程公司(ADPi)方案


  

深思熟虑后,民航局认为7个方案均存在一定缺陷,为达到最优结果,大兴机场建设领导小组最终决定:以ADPi的方案为基础,吸收其他各家方案的优点,邀请ADPi与扎哈两家事务所组成新的团队进行优化设计,设计方案由“百家争鸣”变成了“博采众长”。


经过反复雕琢,最终“凤凰展翅”的建筑方案亮相!


 图为北京大兴国际机场效果图


让充满科幻感的设计落地真是困难重重!


设计师们合力设计了这个科幻感的机场,可苦了中国的建筑师们,要让这个灵动的庞然大物落地,可谓困难重重。


首先主航站楼就很难造,仅这个由纯钢结构焊接的穹顶,就达到了5.5万吨,相当于半个鸟巢的重量。


 

而且,这么重的穹顶由不规则曲面组成,仅靠8组C型柱、12组支撑筒及四周的幕墙结构支撑起来。



这给建设者们带来了巨大的挑战,他们需严格控制组成穹顶的63400根钢构件的焊接精度,使之误差不超过2毫米,否则一旦构件的受力模型发生变化,就可能发生连锁反应,一根失效则根根失效,从而发生穹顶坍塌事件。但在半空中焊接这样的穹顶,很容易受到风的影响,再加上高空作业给工人带来的压力,很难保证不出错。 


经过严谨的推演分析,建设者们决定先在地面焊接部分组件,然后运送到50米的空中进行总装。这有点类似于造船厂造大船——先将船体分段建造,完成后用重型平板车运到船坞进行总装。地面焊接并不是什么难事,但完成后,怎样把钢架穹顶精确地放到预定位置呢?


建设者们找来了一个“大杀器”——由计算机操控的200吨起重机。这种机械的精度是毫米级,可以将地面焊接好的组件精确提升50米。



于是,航站楼主体结构有了自己的“骨架”。 


 图为大兴机场航站楼钢架结构 图源:新华网


与主航站楼相邻的就是机场跑道,也同样难修!这座“超级机场”规划了4条飞机跑道,每天飞机最大起降数能达到2200架次。



几百吨重的飞机起飞速度约为500公里/时,为确保起飞安全,机场跑道必须坚固耐用且平整,一旦出现哪怕2毫米的错台,就极易造成起降飞机爆胎。 确保跑道平整的要点就在于,地基坚硬程度必须统一。为了达到这一点,建设者们把整个区域分成几万个点,



然后用夯锤逐点夯实地面,夯锤锤头的重量超过12吨,被电磁起重机提到8米多的高度,然后砸向地面。



当然,每个点的夯击次数要经过精密计算,不多也不少,否则地基坚硬度肯定不同。这个要求只靠人的感觉做不到,需要借助于工具——安装在夯机上的数字化设备。它可以利用GPS和传感器严密监测每个点是否夯击到位,确保夯击准确度。



在这套系统帮助下,跑道99%施工区域顺利完成了地基处理,开始浇筑混凝土,但仍有一小块地方迟迟无法完工,因为,这里曾经是一条河。


红线为河道的原始位置


施工前,建设者们已用工程手段让河流改道绕过机场,然而,河流曾横穿跑道这块区域,造成大量淤泥正好从跑道中间切过,那是飞机起飞最快的地方。



如果跑道使用时间长了,不同土质沉降不均匀,就会在淤泥和黄土交界处发生错台,这个问题就大了!



有人可能认为,把跑道方向调整下,让它跟河流故道平行不就行了。



这肯定不可以,因为飞机起飞和降落都是逆风起降,北京新机场的主风向是南北向,所以跑道只能按照现在的方向来修建。



建设者们想出的办法是,把淤泥挖出,然后将黄土和水泥按比例混合,回填到挖掘区域。问题的关键在于,这个配比应该是多少?水泥少了不会起什么作用,而水泥多了,回填区域又会比其他区域地基硬。没有现成的经验可循,建设者们只好先按一定比例配制样品,回填一部分,然后持续观测回填后的细微变化,根据变化再来调整配比。


  

这样反复“试探”了大半年,规律才渐渐浮出水面,机场跑道也就修好了。还有一部分建设者负责安装指廊里的管线,这些管线用来保障航站楼的电力、用水、消防以及空调和互联网等。管线需按不同功能分层排列,而安装空间却极为有限,这注定了管线安装的复杂性。



很多工程师直言这是他们见过的最复杂的图纸,看起来简直就是一堆乱麻!



靠肉眼来一一识别肯定是不可能了。什么办法让图纸直观可见呢?答案就是BIM技术。这种技术原本应用在建筑设计领域,现在也被用到了机场施工现场,于是,一团乱麻被变成了三维立体图像。杂乱的管线变得清晰可见。




在长达四年的建设过程中,类似的难题不胜枚举,但都被建设者们一一攻破,这离不开科技在建筑中的应用,更离不开建设者们攻坚克难的魄力。


要想行李运输系统不拖后腿只能搞自主研发!


在建设者让“超级机场”拔地而起的同时,也有人在思考一个有关机场运营的大问题:“超级机场”的行李运输系统该怎么改进?运送行李看上去只是个小问题,其实不然,很多大机场就在这上面频频栽跟头。


2016年8月,世界第一大机场美国亚特兰大机场的行李系统发生故障数日,造成2000余架次的航班被取消。到了2017年12月,亚特兰大机场的行李系统再次瘫痪,1100余航班受到了影响。同样的问题还出现在世界第七大机场的英国希思罗机场,


2017年6月,希斯罗机场因行李系统故障造成30万乘客和1000个航班受影响,给机场带来了1.5亿英镑的损失。


可以说,“超级机场”不仅要“个头大”,能处理每年近亿的客流量,还要有高效的服务,让旅客及时拿到自己的行李。行李运输系统并没有看上去那么好造,很长一段时间内,中国大型机场的行李运输系统一直被国外垄断,中国只能高价购买。


1999年时,国产行李运输系统只能进行简单传输、分拣,运行速度也比较低。不过,当时全国机场旅客吞吐量只有1亿多人次,低效的行李运输系统也够用。



但“超级机场”崛起后,如果还用原来的行李运输系统就严重“拖后腿”了,会影响航班正点率和机场运行。那怎么办呢?



全球能提供大型机场行李系统解决方案的,只有那么三四家企业,很容易就想到直接引进的解决办法。几年前,也有世界500强的国外企业主动提出,愿意通过合资方式向中国机场提供技术和管理,但合同里面有一条:


合资公司只能承担2000万旅客吞吐量以下的机场建设。


当时,中国民航还没有现在这样发达,2000万以上吞吐量的机场只有几家,用国外的系统没什么大问题。可问题在于,随着中国经济高速发展,2000万以上吞吐量的机场会越来越多,只有掌握行李运输的核心技术,才能掌握大型机场竞争和发展的主动权。于是,中国相关领域的专家决定搞自主研发,这就意味着要做大量基础性工作,从设备、配套到软件都需要长期积累,我们从外观能看到国外行李运输系统的硬件,但难点在于软件,所用的技术原理局外人无从得知,这也是国外企业的核心利润来源。



中国研究者们了开始反复试验,其间遇到的困难可想而知,但他们仍抵挡住了外国合同的诱惑,历时八年,终于研发出一套具有自主知识产权的高速行李传输系统。将之前90%左右的行李正确识别率提升到了99%,行李到了什么地方、在什么位置,都能一目了然。


 

之前的机场行李牌只有一个二维码,但新式机场行李牌里是一个射频识别的芯片,相当于一代身份证与二代身份证的区别。



全套国产行李运输系统,也将运用于大兴机场的运营中,成为我国“超级机场”真正崛起的重要标志。


看到大兴机场建成美、日、德、英等国网友心情很复杂


这个有颜有实力的机场,必然引来各国网友的围观。


前面提到的英国广播公司(BBC)记者斯蒂芬,原本是带着怀疑态度来采访的。


他首先对机场建筑团队进行了采访,提出了自己的疑问


“北京真有必要再建一个大机场吗?”



建设人员回答,我们进行过一项研究,保守估计的话,到2025年,北京的客流量会达到1.7亿人次。



之后斯蒂芬围着机场转了一圈,不但看到了机场有多大多美,还看到了很多创造性的应用,比如,机场内当时正在建设的高铁。


 

比如能100%收集雨水的屋顶、太阳能发电以及清洁能源驱动的车辆。


 

还有扬尘噪声监控系统、污水处理系统、建筑垃圾重复利用系统等新技术。


 

在参观中,斯蒂芬连连发出赞叹:看到这些,你真的会被这座机场的规模惊呆,也会为其建造之快而感慨。



英国观众看到这里心情复杂:“中国已经把世界最大的机场弄好了,希斯罗的第三跑道你还好吗?”


 


“BBC也是伤人,都报了大兴机场了,还提什么希斯罗,横向比较很伤自尊的。”


 

英国网友提到的希斯罗机场,是英国最大的机场,也是欧洲最繁忙的机场之一。由于运力逐渐饱和,客机排队现象严重,地面服务车辆经常出现拥堵,一直希望能够建设第三条跑道。早在2009年,扩建提议就被提出了,但英国政府一直陷在讨论、评估、推迟的纠结中支持方与反对方争论不休。


 

直到2018年6月,拖了9年之久的机场扩建计划才被议会批准。值得注意的是,特雷莎·梅领导的保守党政府曾估计,这项扩建工程预算140亿英镑,(约合人民币1200亿元)相当于1.5个大兴机场的花费了。


同样嫌弃自家机场建得慢的还有德国网友,看了大兴机场的报道后,德国网友也毫不留情地开始了吐槽。“大兴机场过分了,这分明是往德国人伤口上撒盐嘛!柏林新机场没那么大,都盖了13年,还没盖好呢。”



德国制造向来以高品质为人们所知,但德国的柏林勃兰登堡机场,1990年规划,2006年动工,最初计划在2011年建成启用,但直到现在依然没有完工,估计要给“德国制造”脸上抹黑了。这座机场最初预算是20亿欧元(约合人民币155亿元),但BBC报道称,今年早些时候,规划人员估算成本将达到73亿欧元(约合人民币565亿元),这一数字还会进一步上涨,涨多少要看延误到何时完工。 


  

隔壁的日本网友也赞叹了大兴机场的科幻感。



但也有人提出诸多质疑,“能维持下去吗?”“5年后会不会有人在机场里开始种菜?”“现在北京机场就太大了,光机场内部移动就很花时间。”


 

这时有日本网友站出来,怼了上述“找借口”般的质疑。


 

美国媒体也对大兴机场进行了全面报道,

 


看过报道后,美国有网友做了假设:准时完工,不超预算,想想在美国建这个会是什么结果......


  

作为世界“超级大国”,美国的机场并没有想象中的那么好,很多机场都年久失修,充满了上世纪八九十年代的复古风格,与“科幻感”相差太大。特朗普就多次现身说法,表达对美国机场的抱怨。


 



 

“新的北京机场不论从大小、吞吐量还是空间上来说,都会让西方所有机场相形见绌。会有更多美国人酸掉牙。”


 

还有人想去抢先感受下地球上第一个“外星人基地”般的机场。


 

带来实实在在的经济利益也是区域发展的关键一招!


除了有颜值、有实力,成为北京建设国际化大都市的重要标志,大兴机场背后还有一笔“经济账”,这带来的是实实在在的经济利益。


在当今区域发展中,机场和港口是基础设施中的两大王牌,谁掌握了它们,谁就能在全球经济体系中占据“沿街商铺”的黄金地段。大兴机场建在北京南城,每年能给这里带来超6000万的旅客运量,以及上百亿吨的货物吞吐量,围绕这座机场将产生新的经济增长点,物流区、会展区、商业区、休闲娱乐区等都可以在机场周围依次铺开。


有专家估计,大兴机场能给周边带来8.6万亿的经济效益。这一点都不夸张,美国亚特兰大机场,除了每年给当地贡献300亿美元的直接经济效益外,还产生超过700亿美元的间接经济影响;迪拜国际机场,则被称为是“转机者的购物天堂”,2018年其免税店销售额就超过了20亿美元。


大兴机场对就业的带动也将很明显,一般来说,客流量10万人次的普通临空经济区,能直接带来就业岗位1000个、间接就业岗位2000个、区域性就业岗位1425个。


据专业人士预测,大兴机场临空经济区按照7200万人次来计算,大概能够带动14.4万个区域性就业岗位。而从更大的区域范围看,新机场通航后,旅客只需1个小时便可通达天津、保定、廊坊等城市,周边城市将被纳入环首都‘1小时交通圈’。


未来,很可能在京津冀地区形成一个机场群,它们之间相互协同,但分工各有不同:大兴机场和首都机场将作为大型国际枢纽机场;天津滨海国际机场有望发展成为北方国际航空货运中心;


石家庄正定机场将着力发展航空快件集散。


当然,四大机场是否能真正实现差异化发展,还面临很多挑战。


除此之外,从下图可以看出,大兴机场到北京市区的距离(约46Km),与到雄安新区的距离(约55Km)几乎相等,


图为大兴机场到各地的直线距离 图源:北京青年报


如果雄安新区有轨道交通直达大兴机场,两地的通行距离几乎就可以看成一个城市了。因为雄安新区到大兴机场50多公里的距离,已经跟很多城市市区到机场的距离类似了。可以说,这座机场无论对京津冀一体化,还是对雄安新区的建设,都是关键一招。


同时,由于大兴机场横跨京冀,如何在保证效率的前提下,统筹北京和河北各自的诉求,也将成为其能否发挥更大作用的关键。


文章来自微信公众号:瞭望智库(ID:zhczyj),作者:李浩然、张馥宜

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