新时代机场空管塔台的基本形态以榆林榆阳机场空管塔台设计为例

张少军

塔台是空港建筑群里必备的一个重要建筑物，作用是观察和控制飞机起降的建筑。本文就塔台在平面设计的基本尺度、竖向设计、建筑消防、抗震抗风、使用功能、美观要求、工程造价等一系列约束条件下，其整体设计中有何基本规律、基本模式和基本形态，在总结已有塔台设计经验的基础上更加提高和完善塔台建筑设计。

一、工程概况

榆林榆阳机场二期扩建工程按2030 年旅客吞吐量600 万人次、飞行区按4D 标准规划建设。新建塔台总高度86.2m，塔台管制室设在塔台顶层，共设置8 个席位（管制5 个、飞行服务2 个、情报1 个）。

机场塔台是空港建筑群里必备的一个重要建筑物，承载着机场中的航空运输管制设施，是观察和控制飞机起降的建筑。榆阳机场塔台是机场二期扩建工程的标志性建筑，位于T2 航站楼东南侧，与航管楼毗邻合建，根据规范《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018版）、《电信专用房屋规范》YD/T5003-2005，本工程应为一类电信专用房屋建筑物。塔台控制高度86.2m，总建筑面积1130.65m2，是目前全国支线机场中较高的空管塔台。塔台地下一层，地上十九层，地下室为消防蓄水池、消防（生活）泵房、风机房，地上一至十四层为核心结构筒体（其中二层设与航管楼的交通连廊），十五层为管制员休息层，十六层为气瓶、设备层，十七层为夜间值班、站坪指挥层，十八层为设备外廊检修环层，十九层为塔台管制（指挥明室）层。顶层为钢结构，屋顶安装通讯天线。两部电梯均为消防电梯，直达十八层。塔台除顶层为钢结构外，整体设计为圆形钢筋混凝土筒体结构，上部逐渐展开，造型酷似一束光束或陕北传统的大唢呐。

塔台是空港有序运行、控制飞机起降的大脑。塔台的这种特殊性和重要性决定了空管人员得随时坚守岗位，因此除了要给工作人员提供良好的工作环境外，对于人员和精密设备的安全性都有着极其严格的要求。尽管如此，塔台设计有其复杂性，但也不是没有其固有规律，只要我们认真总结已有塔台的国内外设计经验，用好成熟的技术，积极探索创新性技术，妥善解决塔台消防系统设计，就一定能设计技术先进、安全可靠的塔台建筑。

二、塔台平面的基本形态

塔台建筑平面主要有方形、多边形、圆形等形式，通过调研及收集同类塔台设计资料我们发现，早期的塔台有不少平面形式是方形或多边形，这种塔台多为与其他建筑合建；但近期建成或在建的塔台无不外乎圆形或近似圆形的，多数为独立塔台，究其原因我们认为是塔台这种平面尺度紧凑而高耸的特殊建筑物，圆形结构平面在各个方向力学性能相同，利于抵抗难于预料的各种复杂的自然灾害，如地震、风力等，另一原因就是现代材料与施工技术使得圆形塔台的实施没有任何困难。以下就以圆形塔台这种典型的常用平面分析说明塔台设计。塔台的使用功能一般集中在顶部几层，平面从上到下通常分为塔台管制层、设备层、塔台值班和站坪指挥层及塔台休息层等。塔台的下部一般为交通核心筒和设备，有时也在低层入口附近层部分设扩大的门厅，增加一些值班讲评室、设备间等。

更紧凑的竖向交通核布置直接影响到造型设计、建筑规模及工程造价，对于不同规模和高度的塔台，采用一台或两台电梯，由于顶层管制室需要360 度的无遮挡视野和整层空间，电梯无法上至顶层，但通过更深入的细化设计，电梯可上至设备和检修环层，只是本层层高不得低于4.2m 以满足无机房电梯的顶层最小高度，因此电梯在到达倒数第二层后，如何在紧凑的空间里通过不同的疏散楼梯到达顶层，又需满足防火规范的要求，是设计中需解决的关键问题。塔台一般设置一层地下室，既兼顾了结构对基础埋深的要求，也解决了消防蓄水池、消防（生活）泵房、风机房的使用要求。按照《建筑设计防火规范》（2018 年版）（GB50016-2014),要求在塔台合适的高度位置利用微小空间设置火灾前期要求的高位水箱，通过与专家探讨一致认为可以不设火灾前期10min 要求的高位水箱，仍用地下消防泵房内设气压罐补水解决，因为用电等

级高可以保证。

三、塔台竖向的基本形态和结构安全

机场塔台在空港建筑群里是最高的建筑，一般占有控制性地位，其造型应与其他空港建筑既相互协调又有鲜明的特色和地标性。塔台的位置及高度依据《机场拟建塔台位置和高度论证分析报告》确定，塔台空管人员观测到进近管制的所有飞机，即飞向或飞离机场大约10 公里范围的飞机;保证塔台空管人员能看清跑道、平滑道及停机坪任何位置的飞机也能看到距塔台最近的飞机机尾（有时飞机滑行临近航站楼被部分遮挡），又要保证管制人员视线与道面的竖向夹角应不小于0.8 度；竖向高度直接影响着塔台造型的设计。

竖向设计层高，顶层塔台管制室一般层高4.8m 以上，净高一般需不低于4.0m;次一层设备外廊检修环层一般3.0m 左右，本工程设计为4.2m 层高，以保证设备安装的基本空间并保证了2 部电梯直达18 层;以下各层高度4.5m 左右，结合主体高度及使用要求基本均匀设置层高，使结构刚度大体相近。

榆林榆阳机场塔台相对控制高度86.20m(含天线及屋顶设备）；塔台观测高度（设定±0.00 的绝对标高为1180.00、管制员坐视高度77.70m（1157.70）；建筑总净高度84.40m(不含天线及屋顶设备）。

塔台的外观形态，外观大体有上下大中间小的“哑铃型”，如大兴机场东、西塔台，咸阳机场T3 塔台等；上大下核心直筒的“喇叭型”，如石家庄机场塔台、重庆江北机场塔台、深圳机场T3 塔台、榆林榆阳机场塔台等。至于强调地方个性特色的少数塔台，如：郑州新郑机场象征地方文化“斛”的塔台和武汉天河机场象征“天鹅”的塔台，更彰显了地方文化，在条件允许情况下可以借鉴。

塔台结构安全，抗震设防烈度：6 度；建筑结构安全等级：一级。

建筑物抗震设防类别：高于重点设防；高于重点设防的抗震措施：地震力计算：按7 度计算；抗震措施按高于7 度设计;塔台风荷载计算时按风洞试验结论相关参数进行计算；抗震设防烈度较高和更高大的塔台（高度超过100m）还需要进行地震安全性评价、结构地震破坏试验、采用弹塑性静力或弹塑性动力分析方法补充计算等。

下面就笔者通过调研及收集到的圆形同类塔台平面设计、竖向设计、外观形态比较表，见图1。

四、结语与建议

空管塔台可靠的技术设计是机场安全运行的重要保证,通过对圆形同类塔台平面设计、竖向设计、外观形态的比较，得出塔台的基本形态，即：长细比大，一般大于6；结构核心筒体直径为10m 左右；高度从几十米至超过100m（天河机场塔台115m）；顶层管制室需要360 度的无遮挡视野和整层空间，电梯无法上至顶层，面积大于100m2；设备和检修环层在管制室的下一层，两部电梯全设计为消防电梯，其中一部供消防员使用、一部供工作人员疏散，本层层高不得低于4.2m；一部防烟楼梯只上至设备和检修环层；管制室下至设备和检修环层时只能通过一部净宽不小于0.9m直跑楼梯到达楼电梯共用前室；设备和检修环层下一般有3 至5 层的使用功能楼层，地面以上1 至3 层也可安排部分使用功能房间，其余为竖向交通核；地下一般设计一层作为消防蓄水池和设备用房。塔台类建筑作为一种专业性很强的建筑，无论是民航空管专业还是民用建筑专行业都没有专门的设计规范，仍处于探索阶段。希望本文对今后的塔台设计有借鉴的意义，也望尽早推出与塔台相关的标准和技术要求，以指导完善塔台的设计，实践例证已成千上万，总结、梳理并不难，出台一个专业的设计标准或规范是相关设计人员所期盼的。

图1 国内同类塔台平面、竖向、外观设计比较