新加坡樟宜國際機場(Singapore Changi Airport) 位于距離市區約17公裏的海邊。機場總占地面積1300萬平方米,有4座航站樓,1號航站樓、2號航站樓、3號航站樓、4號航站樓、商務貴賓航站樓、跑道、機棚等。
星耀樟宜(Jewel Changi Airport)位于1、2、3號航站樓之間,總建築面積13.7萬平方米,整個建築連接3個航站樓,由巨大的穹頂覆蓋,集購物休閑、商業餐飲、景觀花園、遊樂場等多功能于一體。
1、建築設計
星耀樟宜(Jewel Changi Airport)整個建築外觀猶如一個巨型的甜甜圈,建築立面幕牆與穹頂曲面連爲一體。建築內部設計有穹頂公園(Canopy Park)、森林谷(Forest Valley)和雨旋渦(rain vortex)等景觀。
鳥瞰效果圖
總圖平面
建築剖面
穹頂公園(Canopy Park)是位于建築頂樓的1.4萬平方米的屋頂花園。此外,還有三個遊樂景點設施:天空之網(Sky Nets)、迷宮世界(Canopy Mazes)以及奇幻滑梯(Discovery Slides)。
250米長的網道,既能享受離地飛躍的心跳體驗,也能感受觸及天空的興奮心情。
屋頂的網道
奇幻滑梯(Discovery Slides)的管道在鏡面不鏽鋼裝置內,外表的鏡面不鏽鋼映出森林的奇幻效果。
奇幻滑梯(Discovery Slides)
天懸橋,長約50米,通過鋼索吊挂在穹頂鋼結構上,橋面局部爲玻璃,是遊客俯瞰森林谷和室內瀑布的最佳觀景點。
位于建築核心地帶的階梯式的室內花園,稱爲森林谷(Forest Valley),它包含了步道和安靜的休息區。
穹頂公園和森林谷彙集了來自世界各地的2000棵喬木、棕榈植物和超過10萬株灌木。選用的植物,大多是不容易落葉的小葉植物,加上選用的培養土基的成分,不容易腐敗變質。
花園的開發和運營最關鍵的挑戰,在于如何平衡訪客的熱舒適度,同時又允許適量的自然采光進入建築物,以滋養園藝植物。
雨旋渦(rain vortex)位于建築的中心,是目前世界上最高的室內瀑布。40m高的巨大瀑布從玻璃屋頂中心的孔洞穿越多層花園傾瀉而下,創造出令人歎爲觀止的視覺效果。
室內瀑布 “雨旋渦(rain vortex)
從建築方案草圖中我們看到,設計師將雨旋渦瀑布略微偏心地移動到建築一側,以便輕軌捷運可以從建築的正中穿過。這是因爲,在設計星耀樟宜時,連接三個航站樓的輕軌已經在運營了。建築施工時,連接航站樓的輕軌交通仍然不能間斷,只能微調建築方案了。
建築方案草圖
建築方案草圖-修改塔台和雨漩渦的位置
2、結構設計
建築的外觀幾何並非標准圓球形,而是像一個橢球形的甜甜圈,長軸206米、短軸約150米,中心的雨漩渦直徑約12 米。“甜甜圈”的形態在屋頂花園處拱起形成大空間,而在中心處下凹形成“雨漩渦”。
穹頂網格:隨著徑向線條向中心彙聚,三角形逐漸變小,使得結構單元産生擁擠和實際施工安裝等問題。設計團隊在深化設計過程中,合並了中心區域一些過小的網格,利用局部網格過渡。對比建築方案圖和建成後效果,我們能發現這些網格的變化。
網格:方案效果圖
網格:建成實景對
穹頂結構形式爲單層網格,共有14,000 根鋼梁和 6,000 個精密制造的節點,用鋼量總計約4000噸。在屋頂花園的邊緣、穹頂約1/4跨度的位置,沿環向共布置了14組分叉柱支承屋蓋,其它區域則形成純粹的無柱空間,最大無支承跨度約100m(注:筆者估算數值)。
我們知道,傳統網殼受力以軸向力爲主,充分發揮結構的形抗效應,使得構件尺寸纖細,實現非常通透的視覺效果。
穹頂結構受力狀態分析
根據受力大小,環向和徑向構件的高度不同。
無扭轉節點(左)Vs 扭轉節點(右)
幕結構常用的8種節點形式
樟宜機場Jewel的節點形式
分叉柱與網殼:柱頂銷鉸節點
分叉柱柱腳節點-鉸接
天橋通過鋼索懸吊在穹頂鋼結構上
入口處的中庭
3、幕牆設計
Jewel建築體量巨大,建築立面與穹頂屋面連爲一體,表皮展開面積達23410平方米,由9000多塊幕牆單元組成。通透的玻璃穹頂與建築低區的金屬幕牆形成明顯的對比。
幕牆表皮:玻璃與金屬板分布
穹頂的玻璃幕牆有如下特點:1、特殊的三層中空Low-E+塗層玻璃,可以減少和調節日光透射,既滿足植物生長,又減少室內熱量。2、爲了把飛機的噪音降低到最低,玻璃有16毫米的中空隔音。3、工程師們還進行了一系列的測試,以確保建築外觀的玻璃所反射出的強光不會幹擾到塔台交通管制和飛機航視。4、安全性和非常低的自爆率。5、單元板塊之間的防水。
穹頂夜景:外觀
穹頂夜景:室內
局部室內遮陽膜輔助調節
“雨漩渦”:該地區降雨頻繁,屋頂表面收集雨水,同時打造了室內瀑布景觀。水沿著玻璃屋頂的孔洞,自由落入建築地下三層的蓄水箱(蓄水435立方米)。
瀑布的水從地下室水箱引上來,在距離中心的第3根環梁處注入“漏鬥”,再從中心環梁的底部流下,形成落差達40米的瀑布。
瀑布墜入地下三層的大漏鬥中
仔細觀察分析圖和照片,我們發現穹頂中心的“雨漩渦”並非真正的孔洞。“雨漩渦”中心采用了鋼索撐起的ETFE膜,中心豎杆也采用透明的材料,實現最大程度的通透。
鋼索撐起的ETFE膜,中心爲透明材料的豎杆
星耀樟宜並不是一個航站樓,但它將兩種截然不同的環境——熙熙攘攘的機場商業和優美的花園環境融合,創造了一種全新類型。再次激活了新加坡機場、爲旅客提供了全新的旅行體驗,成爲樟宜機場的核心和靈魂。