是热爱,是工作,更是责任

——大兴国际机场背后的清华力量

来源:“清华大学” 公众号 10-12


 

  

9月25日,北京大兴国际机场投运仪式隆重举行。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!”

作为目前国内最新的机场,大兴国际机场包揽了多项世界之最——世界规模最大单体航站楼、世界施工难度最高航站楼、世界最大隔震支座航站楼、世界最大无结构缝一体化航站楼。

凤凰展翅,逐梦蓝天。成功通航的背后,有我国许多高校的科技支撑和智力支持,其中不乏清华人的身影。

打造节能节水节材的绿色机场

早在2000年的时候,建筑学院前院长秦佑国教授就开始研究北京第二机场的可行性,并提出了两个选址方案,其中之一就是目前的大兴机场选址方案,那时就提出要把它打造成为绿色机场。但绿色机场是什么样子?需要什么要素?在当时,国内根本不存在这样的概念。

为了搞清楚这一问题,绿色航站楼关键技术研究与示范课题负责人、建筑学院教授朱颖心与同事林波荣教授、魏庆芃副教授组织团队赴全国不同气候、不同规模的机场,开展了大量的现场测试与调研,而这正是研究中最困难的一步。

朱颖心

“国内外文献中关于机场能源环境的基本数据非常少,而机场作为敏感区域,实地调研中很多地方都不能去,不能碰,也不能带太多仪器仪表进去。”朱颖心说道,“调研与测试不能影响机场的正常运行。所以我们必须考虑到乘客的感受,避免引起乘客反感甚至恐慌,因此机场的工作人员要陪同并对乘客解释。另一方面,室内环境参数检测是需要一段时间的,我们放在椅子下面或者挂在墙上等地方的一些测量仪器仪表,过一段时间再去取,发现有不少被损坏或者遗失了。”

数不清已经跑了多少个、多少次机场,但朱颖心觉得这些都非常值得。他们对大量不同气候区和规模的机场能耗情况、室内环境品质和乘客、工作人员真实感受的调研,可以说是国际首例,“到现在为止还没有看到哪个国家拥有这么大量的关于机场能耗与环境质量的实测数据”。这些数据为大兴“绿色机场”关键技术的研究与应用提供了坚实的数据基础和科学支撑。

学生正在测试

空调照明这些系统合理的能耗应该是多少?建筑的高度应该多少合适?遮阳应该怎么遮效果才好?玻璃的透光率应该是多少?围护结构的保温应该做到什么程度……这些理念和提出的新材料、新工法最终都被应用到了大兴国际机场的建设中。

新机场的航站楼荣获绿色建筑设计标识三星级和节能建筑3A级的双认证,园区也获得了北京市绿色生态示范区的称号。团队制定出的《绿色航站楼标准》、《绿色机场规划导则》和《民用机场航站楼能效评价指南》,均已由民航局发布。此外团队还编写了《航站楼高大空间节能新技术设计和运行应用指南》,即将出版。

4年种种,如今硕果累累。对朱颖心而言,这份工作更多意味着责任。“重视我们所做的工作对国家发展和建设起到的作用,这也是清华给予我的家国情怀方面的影响。”

指南封面

谈及此,朱颖心对一场关于新机场能源系统使用的论证会记忆犹新。在那次论证会上,朱颖心和秦佑国“舌战群儒”。“我们坚决反对在航站楼采用大规模的燃气冷热电三联供系统。因为实践证明,对于航站楼而言,它是一个不节能的方式。”朱颖心回忆道。为了把事情论证清楚,会议持续了整整两天。第二天晚上11点多,70多岁的秦佑国教授尽管已经非常疲惫,却仍然坚持在现场等着,直到看见反映他们真实意见的评审结论落于纸面,才放下心和朱颖心一起离开。

朱颖心说:“参加评审会,不应该是你好我好大家好,一团和气、举举手通过就拉倒的,担任评审专家就应该对这些国家重大工程负责。这些争论的意见实际上是认识上的不同。有的专家对这些方面的问题没有想清楚,但我们清华团队却是想过很久,研究了很久的。所以我们一定要在这种场合说清楚,论证清楚,避免国家投资和运行后能源的损失。这就是我们作为清华人的责任。”

大兴机场

在大兴国际机场开始建设之前,作为绿色航站楼课题的负责人,朱颖心和她的团队已经提前进入,完成了从课题的立项到结题的过程。看到自己和团队提出的设计方法和一些关键技术方案已被新机场采纳,成为整个示范工程的一部分,朱颖心感到由衷的高兴。但这并不意味着结束。“我们希望在未来继续跟踪它的实际运行效果。如果出现什么问题,我们也会负责到底,调整到最好。”

“行胜于言”从来都不是一句空话。除了绿色机场设计,还有更多的“朱颖心”们在大兴国际机场的设计建造中默默贡献着自己的力量。

新机场,新力量,我们都在

清华大学土木系教师刘宇飞

2016年-2019年期间,刘宇飞参与了由北京城建集团主导的北京大兴国际机场航站楼核心区施工设计与施工控制科研工作,他所在团队开发了考虑日照辐射作用的钢网格结构非均匀温度场分析平台,精细模拟了日照辐射与环境温度等作用下钢结构施工过程复杂温度场。平台嵌入地理气象模型,可高效计算上万根杆件在日照辐射下的互相遮挡,并深度结合施工步骤生成时变温度场数据。进一步地,实现钢网格结构施工过程温度效应分析,为北京大兴国际机场航站楼核心区屋盖施工提供重要依据。

清华大学建筑系校友,北京新机场航站区工程设计总负责人,北京市建筑设计研究院副总建筑师王晓群

能容纳大量设施的多楼层立体布局方式、缩短乘客登机距离的五条候机指廊、多种交通方式、从屋顶到室内的C型柱支撑、室内空间大量的三维曲面造型……王晓群和团队用先进的设计方式,从工程设计上打造了一个更人性化、更节能绿色环保、更智能和信息化的新机场。

清华大学建管系校友,北京新机场航站区桩基础设计负责人,北京市建筑设计研究院副总工程师孙宏伟

航站楼能够巍然屹立,离不开深埋在地下的近1万棵基桩的支撑。新机场所处的位置是永定河下游泛滥沉积的冲积平原,反复切割沉积的地层非常软弱。结构荷载集度差异显著,沉降变形控制要求严格,他们精心设计、刻苦钻研,经过反复的试验和分析,最终完成了安全可靠的基桩设计方案,既保证了质量,又保证了成本和工期进度的要求,将不可能变成了可能。

清华大学土木系校友,北京新机场航站区钢结构设计师,北京市建筑设计研究院高级工程师王哲

漂亮的C型柱是开口型截面,在受力时会有张开的趋势,并不是稳定不变的形态。如何让C型柱更加可靠,承载力更强,同时保证在空间上多层次的变化,这是王哲和他所在的团队必须要解决的难题。从开始设计到最终完成,王哲他们用一年多的时间,做了上百个版本的结构模型,调整了无数次,最终交上了一份满意的答卷。

清华大学土木系校友,北京城建集团新机场建设副总指挥,北京城建集团副总经理张晋勋

大兴国际机场航站楼的核心区,基本上是一个直径500米的圆形。如何在如此超大平面的建筑中进行工程建设的规划,在我们的建筑史上都是很少见的。张晋勋和他的团队在航站楼下面建了一个大的轨道层,还实现了在165天内挖好20米的深基坑,同时在坑里把近1万棵基桩施工完成,并且保证每一棵基桩都不能出现问题,开发实施了超大平面建筑施工技术,优质高效地完成了国家交给他们的任务。

文字 | 张静
视频 | 清华电视台
图片 | 视频截图、“北京大兴国际机场”微信公众号、
部分图片由受访者提供
排版 | 张佳伟

编辑:李华山

审核:周襄楠

2019年10月14日 13:23:49  清华新闻网

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