建築技術的大成—香港國際機場








敝專欄都介紹了不少Norman Foster的建築物, 他們真的好像科學家一樣, 會不停研究新的建築技術來制造出一些劃時代的建築,而香港國際機場是他們建築技術上的一大成就。


設計機場最難的事情就是流程,當中的人流、行李流、物流、車流和飛機流都同樣重要。機場的流程都必須設計得非常簡單, 因為很多使用者都是第一次使用這大廈。


當大家看見機場的鳥瞰圖時, 你可看見機場的規劃其實用很簡單的方法來解決很複雜的問題。首先,兩條跑道的座向是配合航機的航道,然後Terminal 1在這個人功島的中軸線之上,在中軸線的另一端是維修中心。整個配套中心如警署、郵政中心、貨運大樓和膳食中心都設在離Terminal 1不遠的人功島南部。機場快線和巴士站都直接與客運大樓連接,這樣令人流更為順暢亦令工程人員和遊客的人流分開。


整個Terminal 1的形狀成雙Y形, 為的目的就只有三個, 一是希望能增加登機閘口,二是希望縮短客運大樓與登機閘口之間的距離,三是希望令人流路徑變得非常簡單。


這是有別於舊式的設計,客運大樓是成一個四方盒,然後登機閘口分佈在不同的分枝,好像八爪魚一樣。

大家如有到過倫敦的Heathrow airport或Amestredam airport,就會知道你必須左轉右轉才可登機,而香港機場相比起來的確很簡單,對遊客而言的確是一件好事。




Foster在設計倫敦的Stanstead Airport也同樣用了由地面進出風的空調系統, 這樣可以令整個屋頂變得很輕,而不用重重的混凝土作屋頂,就好像普通大廈一樣。第二個好處是因屋頂的重量減少了所以用來承重的柱和樑變得更為細小,令室內空間變得更大。Stanstead Airport另一個革命性的設計是陽光的控制,屋頂的天窗不只是純玻璃,陽光是由天窗射進室內而陽光由反光板再反射至屋頂再散開至室內各空間,這些優點在香港機場同樣地使用。


香港機場Terminal 1的設計更可以說是Stanstead Airport的進化版。 Stanstead Airport的缺點是令人感覺樓底很低,儘管樓底已達9m高,相信問題是柱與柱之間的距離令整個室內空間的感覺變小有關,所以今次香港機場便再一次突破技術上的極限。


除天窗設計外,今次Foster更解決了樓底感覺低的問題。首先, Foster是用了36m 柱網,柱網的意思是Structural grid,亦即是柱與柱之間的距離,36m是一個超大的跨度,因為一般中國的建築都是用8.4m- 9m柱網。


如果要做到這樣大的跨度便一定需要用粗樑來支撐這樣大跨度的屋頂,但他完全沒有用粗樑只用圓拱的結構來支撐屋頂,這的確是結構上的一大挑戰。跟著,Foster把室內空間的高度調高至14m, 讓離境大堂的橫向空間(36m)和垂直的空間(14m)更接近黃金比例, (黃金比例是1: 1.6) 。在人的視線變得更為舒暢,這亦是Stanstead Airport美中不足的缺點,就是在人的視線上控制得不好,令人感覺樓底很低。

至於入境大堂的空間更加增至24m高,令遊客拿完行李便可進入一個大大的空間才乘車離開機場, 所以離境大堂與機場快線和的士落客處都只是用橋來連接,目的是希望讓入境大堂有更大的空間, 更多的陽光。


整個Terminal 1是高處一直斜下去,所以當遊客離開入境處關卡後便要先下一層才可登機,這樣的設計可以使遊客從高點觀看整個登機大堂,而當遊客乘扶手電梯至登機大堂時,遊客的視點是慢慢從高移向下,但遊客的視覺上的焦點仍是登機大堂的盡頭。這設計理念是Foster在倫敦Canary Wharf 地鐵站也有同樣使用,而今次Terminal 1更是這設計理念的大成板本,因為視覺上的有足夠的景深,而兩則都是玻璃讓遊客的橫向視野更加廣闊,這便使遊客的感觀上進入一個長而闊的空間,心情自然舒暢。如果遊客再乘橫向扶手電梯至較遠的登機處時,遊客的視點是慢慢地縮短,整個遊程都有不同層次視覺上的感受。


至於Terminal 1 的屋頂,更是工程上的一大成就。由於柱與柱之間的距離達36m,屋頂成圓拱而且只有電線沒有風管通過。這樣一個又輕又大的屋頂其實很容易被風吹走,再加上圓拱的設計是會令上升力(Uplifting force) 增大的。根據物理學的原理,當風吹過圓拱的東西會形成一個向上的力量,情況就好像飛機翼一樣。相反, 如形狀是反向的圓拱形的話,當風吹過時便會形成一個向下的力量,情況就好像跑車的定風翼一樣。


如解決這問題就只要加強結構支點便可以,不過問題是當颱風襲港時,風力當然是大,但不是永遠都一樣。所以在陣風的情況下,風力有相當大的參別,這便會使屋頂在不平均的受力情況下會出現震動。屋頂震動其實是平常的事,不過Terminal 1四周的玻璃可以被震碎,如果屋頂是混凝土的話,情況應不會有太大的問題,因為有足夠的重量令震動波幅減少。Foster最後用了兩年的時間, 來設計屋頂與玻璃幕牆之間的細部,最後的方案是在屋頂與玻璃幕牆之間加入彈簧用以抵消屋頂震動時的力量。


Terminal 1 的屋頂是從高而下的,但不是成一直線而是微微彎曲下來,這便使屋頂煩上加煩,因為屋頂是3D Curve。Foster使用了三角形部件來造成3D Curve的結構,使3D Curve的屋頂都能夠有較多的標淮件以減少工程上的開支。


從此可見,Foster在1997年時所擁有的建築技術,簡直是達至了世界上的頂峰。


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