呼伦贝尔海拉尔机场扩建工程

呼伦贝尔海拉尔机场扩建工程（T2航站楼）位于内蒙古呼伦贝尔市海拉尔区，由中国建筑设计研究院有限公司一合建筑设计研究中心设计，设计主持于海为、刘燕晏，2015年设计、2018年建成，建筑面积20669平方米，结构形式为钢筋混凝土框架加双向波浪式单层球面网壳。海拉尔以世界最美草原、十佳冰雪城市著称，原航站楼建筑面积仅7600平方米，为应对日益增长的草原旅游客流而急需扩建。设计在平面轮廓、23米限高与一层半式布局等条件均已被评审确定的前提下展开，最终以一个统一的连绵起伏的屋顶与参数化铝板"花柱"单元，完成了从空间到造型的完整设计。

一、从半成品到完整设计

海拉尔机场是在家乡海拉尔做的第二个项目，也是在时间和情感上投入最多、同时反响最好的项目。接手这个项目其实是"救急"：当时项目初设评审已经完成，和民航相关的建设规模，包括平面功能、造价等都已批复。呼伦贝尔是一个以蒙古族为主的少数民族地区，又是机场项目，它在建筑形式上必然要承载着这个城市和地域对文化表达的需求。

二、设计挑战：既定条件下的门户航站楼

设计之初，建筑平面外轮廓、高度、功能流线布局都已通过评审确定——190米×50米的矩形用地、23米限高、一层半式布局。如何在限定条件下打造出兼具时代感和浓郁地方特色的门户航站楼建筑，成为设计最大的挑战。

在此之前已有四五家设计机构做了几十稿立面方案，但都未能取得政府认可。那些方案多是从很具象的元素简单置入：有欧式，也有直接借用蒙古大帐的形式。海拉尔靠近中俄交界，邻近的满洲里市区有不少俄罗斯风格建筑，呼伦贝尔的新火车站也是欧式的；但机场跟火车站所处的城市环境并不一样，它在山上，是一个特别自然的环境。蒙古大帐的形式和机场建筑本身的结构、平面都没有关系，结合在一起就会比较生硬——既没有其依托的城市历史环境，也和建筑具体的使用功能没有关系，这样简单的形式置入都是不合适的。

三、地域文化的理解与转换

上大学之前十几年的成长经历，让人对这片土地、这个城市、这里的人有着深厚的感情和根深蒂固的认知：这里的人和这片土地的景致是一致的——恢弘大气而又不失浪漫柔情。作为全国地域范围最大的地级市，呼伦贝尔地广人稀，经常走很远才能看见一些放牧的牧民；草原的形态大多不是一马平川，而是连绵起伏；天上的云也不同于别处，一团一团的。除了草原，这里还有一种很特别的自然景观——樟子松林。这些典型自然景观所带来的辽阔感，以及地域和人的气质特点，正是设计希望呈现的内容。

四、策略：单元重复与统一屋顶

设计想做一个延展性的、连绵起伏的空间，视觉上纯粹，用一个统一的屋顶形态把所有内容全部罩在下面，没有多余的其他元素，并且与结构、室内空间、功能性结合起来。这个机场只有一万多平方米，体量很小，绝对空间尺度上并不具备大型机场那种宏大的"气势"，但它毕竟是人员聚集的公共场所，又承担着地域气质上恢弘大气的表达需求，所以还是希望在空间上能有"大"的表达——用单元重复的手法创造秩序，去呈现更简洁的空间，更有力量感，同时它也是连绵起伏的，亦"刚"亦柔。

五、由内而外：建筑师主导的结构逻辑

一般意义上的建筑创作在此之前实际上已完成大半，平面轮廓甚至柱网都已经稳定。用单元组合模式来开展设计是当时的一个直觉：虽然任务的传达似乎仅仅是外立面，但习惯由内而外开始入手。建筑开始的结构逻辑和形态是由建筑师自己构想的，深化过程中与结构工程师密切配合，在了解设计意图后他们也提出很多建设性意见，让整体结构更经济、更合理。

结构设计采用SAP2000对网壳进行稳定性计算与全过程分析，考虑初始曲面形状安装偏差的影响，采用结构的最低阶屈曲模态作为初始缺陷分布模态；对局部复杂的节点采用ANSYS进行节点应力分布分析，从而达到了用最简洁优美的结构形式演绎建筑形体的目的。框架柱在二层呈双V形斜撑支撑屋面，降低了屋面结构跨度；柱、吊顶与屋面结构有机结合，消融垂直界面与水平界面的界限，营造如蒙古大帐一般连绵、贯通的空间感受。金色、白色的主色调，则使人仿佛置身于洒满阳光的白桦林间。

六、造价控制与界面调整

最初的方案柱子造型和天花是一个完全连续的界面，后来甲方提出要控制造价，于是取消了一部分铝板吊顶，柱子的造型反而更加独立，同时也把屋顶结构暴露出来——这是设计愿意看到的结果。为了处理好这些界面、把开花柱的完整性表达好，团队还专门做了一些比较方案。屋顶原本被包住的单层网壳其实做得很轻巧，本身并不难看，算是将计就计，最后效果尚可，同时增加了室内的丰富性。

七、寒冷地区的屋面难题

海拉尔差不多是北方地区里最冷的城市之一。在寒冷地区，又是机场这种大空间建筑类型，最主要的技术难题就是屋面：最初设计的屋面是水平的，按照结构单元形成连续曲面，有点像滑雪场的"猫跳"，但这样在谷底部分会形成排水和融雪不利点。

解决办法是把剖面由水平调整为空侧向陆侧倾斜，这样就能保证即使是谷底也会形成连续有效坡度，大大降低雨雪在屋面存留的几率。把陆侧压低也顺应了功能和空间需求——这是个小机场，陆侧单层不需要那么高，空侧高一点可以容纳两层功能空间。解决技术问题的同时，倾斜的屋面又意外创造出在广场上可看到的多层次屋面造型，而不是单一的曲面轮廓；一个简单动作就形成了"景深"效果，带来层层叠叠的云朵、连绵起伏的草原的场景联想。绵延的雨棚则成为连接新老航站楼的重要元素，形成统一建筑语言，加强了新、旧航站楼前车道和等候空间的贯通性，创造了怡人尺度的室外灰空间。

八、外围护节能与屋面材料

在外围护节能方面：较高的空侧为南向，外立面采用玻璃幕墙；陆侧北向除底层外，上部有大面积实墙，没有采用一般机场全玻璃的常规做法。屋面材料的选择很慎重，兼顾造价和施工难度要求，放弃了金属屋面板而选择了施工方式更简易、防水整体性更好、易于维修的TPO柔性防水卷材，同时作为外装饰材料，具有耐久、抗低温弯折性能优秀、施工工艺及后期维护易于操作的特点；屋面还增加了电伴热系统以保证融雪和防止落水系统冻裂。经过三年多的考验，目前运行良好。

九、花柱：参数化与数字化建造

确定单元花柱造型后，针对材料选择做过专项研究，包括GRC和铝板，最后根据材料物理特性选择了铝板。这个项目的最终效果要靠花柱来实现，所以不管是设计方还是甲方都很紧张——毕竟海拉尔是边远小城市，项目规模也小。花柱的设计全部用参数化完成，但当时参与的厂家并不都具备熟练使用这些软件的能力，不同厂家对于板块拆分、龙骨设置、精度控制都有各自的一套方法，最终的样板在现场组装完成才让人松了一口气。

考虑到建造难度，将纵向7跨的航站楼的主体结构、屋面、内装整合成两跨的基本单元，并以屋面网架结构的尺寸作为基本模数，对铝板的曲率、曲面进行分析和归类：曲率较小的简化为平面铝板，曲率略大的简化为单曲面铝板，极少数曲率较大的为双曲面铝板。最初做方案时，花柱部分是建筑师用犀牛搭建的模型，但这种方式到了施工图和实施阶段就不适用了；随着有海外绿色建筑与参数化背景的建筑师加入一合团队，最终模型完全由数字化生成。参数化的方式对后期做样板和实施都很重要，每一个过程都在模型上做研究，包括分析哪些可以做成平板、哪些做成单曲或双曲。