经典再读212 | 关西国际空港旅客中心大楼：又长又轻的结构

编辑：李菁琳 | 2024.02.19 10:38

关西国际空港旅客中心大楼

Kansai International Airport Terminal

建筑设计：伦佐·皮亚诺、BMJ、巴黎空港集团、日建设计、日本空港顾问公司JV（建筑），Ove.Arup & Partners、日建设计（结构）

建成时间：1994年

项目地点：大阪，日本

关西国际空港位于大阪湾一个特别建造的人工岛上。旅客中心大楼长1.7公里，有42个登机口，每天可接待10万名以上的乘客。它又长又轻的结构是为了抵御经常影响日本这个地区的强烈地震而设计的。

俯瞰旅客中心大楼，它就像滑翔机一样坐落在人工岛上——中央本馆构成了它的“机身”，登机口位于它的“机翼”上。

作为关西国际空港的核心设施，旅客中心大楼由国际航班及国内航班分流，在大楼的上下两层重叠，并伸展向南北两翼，形成了狭长的一字形空间。除中央部分进深较大的本馆之外，停机位沿两翼双侧布置。

这个建成于1990年代中期的国际空港，展现了在当时来说崭新而动态的华丽外观。内部开放的大空间总长超过了1.7公里，建筑面积更是达到了29.4万平方米。波浪形起伏屋面下的一体化空间，将旅客的出发与到达集结在一起。屋面的纵向长度与建筑物一样，达到了1.7公里，横向部分以中央的本馆为中心，形成由两列柱子支撑的跨度为82.8米的核心空间。

南北两翼作为主要的交通空间，形成跨度较小的细长空间。柱子在负一层至2层为钢骨混凝土SRC柱，到顶层3层采用了钢柱结构。梁采用了钢梁。

在中央的本馆部分，曲线形屋面采用了由支撑于柱子上部的变截面钢桁架呈两边不等出挑，由此形成建筑形态上最主要的动态表现。靠近停机坪一侧的屋面，通过格构型曲面网壳一直从屋面动态地向下连接至二层楼板，以此强化了建筑外观上的非对称性及连续性。屋顶起伏的截面的几何形状，是由一系列不同半径的圆弧在切点相连形成的。

这个有着清晰跨度、不对称形式的大型起伏屋顶，是关西国际空港项目的主要创新之一。屋顶的形式是由奥雅纳的结构工程师彼得·莱斯（Peter Rice）和设备工程师汤姆·贝克（Tom Barker），在对航站楼结构和通风要求进行广泛研究后发展而来的。团队认为，空气可以简单地投射到整个空间，从建筑的后侧到前面靠近跑道的一侧。我们今天看到的屋顶的形状模仿了气流的预测轨迹。因此，避免了在天花板悬挂封闭空气分配管道，而使巨大的结构暴露在外。在屋顶下方，叶片状的偏转板不仅可以引导气流，还可以反射通过屋顶天窗进入的光线。固定在天花板上、由雕塑家新宫晋（Susumu Shingu）创作的移动雕塑不断运动，证明了这些流动的气流的存在。

一个显著的特点，也是机场组织中最重要的一点，是对飞机畅通无阻的能见度，这要归功于旅客中心大楼开放的出发层所提供的不间断的视线。

42个登机口位于滑翔机般的旅客中心大楼的“机翼”内。它们的玻璃立面与跑道相呼应，而不透明的弧形屋顶向下倾斜，背对着遥远的海岸线。“机翼”的高度下降到建筑物的末端，屋顶沿着一条几乎难以察觉的曲线，刚好足以确保控制塔的横向视线。

几何研究引导数学模型的发展，这将保证建筑组件的最大标准化。最终的结果是，所有关西国际空港的82000块不锈钢屋顶板都是完全相同的（这也是由于建筑物的整体尺寸，允许曲线以低公差被吸收）。

当然，对于这个坐落在大阪湾东南部泉州冲积岛上的空港，优雅而动态的外观的确是其从众多竞赛方案中脱颖而出的重要原因，而为了实现这座建筑，真正需要面对的挑战显然不是上述那些形成形态表现的建筑结构。事实上，如何在松软的冲积软土上夯实能够承载如此庞大建筑躯体的地基，以及如何在人工地基上控制建筑物的沉降才是前所未有的挑战。

首先作为基础的工法，采用了穿越软土层的桩基、充分平衡挖方填土量与建筑重量的箱形基础，以及地基人工改良这三种不同方式的集约化使用。具体在设计上，为了提高人工地基的整体刚度，减轻建筑的不均匀沉降的不利影响，在本馆部分的改良地基上部，铺设了厚约2.5米的铁矿石垫层，在此垫层上部浇筑地下室底板。由此，预期的沉降为50年后能控制在40厘米以内。除了应对建筑物的整体沉降之外，对于局部沉降的控制则是通过导入“千斤顶抬升系统”，在对不均匀沉降严密监控的基础上，通过在柱脚基础部分四面置入可伸缩抬升与下降的千斤顶系统，来实现在不同状况下确保底板的平整。

关西国际空港旅客中心大楼不仅有着光鲜亮丽的外观，更有着看不见的设计与建设方面的极限挑战。无论在建筑上还是在结构上，它都代表那个时代日本乃至世界的最高水平。