1 工程概況
深圳寶安國際機場T3航站樓位于原機場跑道的西側(cè)，座落在填海區(qū)。 航站樓占地面積約19.5 萬平方米，總建筑面積45.1萬平方米，南北長約1128m，東西寬約640m，最高約為36m。T3航站樓建筑設(shè)計融合了國際先進的設(shè)計理念，大膽新穎，外形獨特。巨大的流線型建筑物設(shè)計、平滑波動的建筑表皮，從空中俯瞰猶如一架正在起飛的大型客機，又像“海中躍起的飛魚”。 位于主指廊的五個凹陷區(qū)可謂點睛之作，它們錯落有致、自然協(xié)調(diào)，如泉眼、如水滴、如魚眼…。航站樓由主樓和呈十字交叉的指廊組成，主樓大廳屋頂為自由曲面，指廊屋頂大部分為規(guī)則筒殼，在筒殼的局部區(qū)域存在凹陷區(qū)，形成具有自由曲面的筒殼外形。航站樓主體為大空間鋼桁架結(jié)構(gòu)。屋頂展開面積約23萬平方米，其中大廳部分東西長約640m，南北寬約324m，南北主指廊部分長747m，寬36m，東西次指廊部分長342m，寬36m。最大跨度為主樓與指廊交接處，為108m（見圖1）。
圖1 屋面系統(tǒng)組成
本工程屋面系統(tǒng)主要分為大面空間異型曲面蜂巢、主指廊空間異型曲面凹陷區(qū)和主次指廊過渡區(qū)三大部分所組成，其造型和構(gòu)造的技術(shù)復(fù)雜性被行業(yè)專家稱為世界難題。包括空間測量放線、空間支座定位、空間骨架安裝放樣、屋面防水施工、空間面板放樣等難度都是同類項目中罕見的。 屋面主要系統(tǒng)包括：主樓（包括蜂巢屋面及過渡區(qū)）、主指廊（包括蜂巢屋面及過渡區(qū)，5個凹陷天窗，5個全景窗）、次指廊（包括蜂巢屋面及過渡區(qū)）。
2 屋面工程設(shè)計介紹
2.1金屬外維護蜂巢屋面系統(tǒng)設(shè)計
蜂巢屋面是本工程的設(shè)計重點，蜂巢型屋面系統(tǒng)是由透光部位的玻璃單元及不透光部位的金屬板單元組成的空間復(fù)雜的三維蜂巢造型，支撐骨架是采用鋼管組成的空間多邊形鋼管框架。不透光內(nèi)側(cè)部位也采用3mm單層鋁板飾面。玻璃長度約為3100mm，玻璃寬度從指廊的高點到低點可從900mm變化至2000mm不等。裝飾鋁板的寬度尺寸則相反。整個屋面分布有25000多個蜂巢單元，每個蜂巢板塊之間存在不同角度，特別是指廊部分角度任意變化（見圖2,3）。為了滿足建筑方案效果，主要鋼框架采用鋼管結(jié)構(gòu)，骨架與支座連接采用活動可調(diào)機械螺栓連接，所以可以適應(yīng)任意角度的變化（見圖4）。
屋面保溫設(shè)計為吊頂內(nèi)層采用3mm厚鋁單板底板上鋪一層隔熱反射箔，隔熱反射箔上鋪100mm厚保溫巖棉，保溫巖棉上為防潮層。
圖2 蜂巢屋面空間曲面示意圖
圖3 指廊蜂巢屋面檐口曲面實體照片
圖4 鋼骨架單元拼裝示意圖
2.2凹陷區(qū)屋面設(shè)計
T3航站樓外形可謂獨特，凹陷區(qū)可以說是“特中之特”。五個凹陷區(qū)天窗分布在主指廊頂部，凹陷區(qū)天窗是由透光部位玻璃采光頂及不透光部位鋁板兩個系統(tǒng)組成的空間復(fù)雜造型（圖5）。凹陷天窗表面整體呈曲面形態(tài)，內(nèi)部為不規(guī)則的空間扭曲鋼結(jié)構(gòu)，且每一個都為獨立個體，形狀不一，無任何規(guī)律。其外觀由鋁板和玻璃組成，室內(nèi)為鋁板層，中間層為鍍鋅鋼板及防水層；每一塊板材（內(nèi)、外層鋁板與鍍鋅鋼板）形狀、尺寸、方位各不同，每一榀鋼結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、方位與安裝方式各不同；40%的玻璃全為異形玻璃。支撐骨架采用鋼管和鋁合金龍骨,鋼管和鋁合金龍骨由鋼支座支撐組成了空間多邊形鋼管框架和鋁合金龍骨框架。
圖5 五個凹陷區(qū)天窗
每個大面玻璃均為三角形板塊組成，使得整個玻璃三角片的角度非常繁多復(fù)雜，在連接節(jié)點處，采用了多向可調(diào)的連接系統(tǒng)，以適于各種不同連接情況。玻璃與鋁框料之間采用內(nèi)嵌式壓板系統(tǒng)，在玻璃中空層固定，不需要在玻璃外部做固定件，使得整個玻璃表面光滑、平整（見圖6,7）。
圖6 凹陷區(qū)玻璃節(jié)點三維圖
圖7 凹陷區(qū)玻璃安裝照片
2.3指廊立面全景窗幕墻系統(tǒng)
全景窗共有5個，分布在主指廊東西兩側(cè)；由于全景窗處的玻璃幕墻上下呈弧形、光滑鋁板幕墻也是呈弧形的雙曲造型（圖8），因此固定幕墻用的鋼支撐骨架的加工尤其重要。雙曲面造型的光滑鋁板的加工和安裝對光滑鋁板處的外觀造型起重要作用。
圖8 指廊立面全景窗立面圖
幕墻結(jié)構(gòu)形式設(shè)計上采用了鋼框幕墻。此技術(shù)克服了因采用鋁型材作龍骨而造成幕墻構(gòu)件截面過大、型材壁厚浪費、難加工和占用空間的缺點。幕墻的桿件截面大大減小，使整個幕墻更加通透，同時利用方鋼截面平整的特點，在方鋼上直接安裝幕墻系統(tǒng)，這樣就形成了適合于大型公用建筑的施工方便、成本低、風(fēng)格大氣的鋼框幕墻， 橫梁與立柱采用插銷連接，橫梁和焊接在立柱上的U形連接件上分別開長孔，滿足了橫梁左右、前后兩個方向的調(diào)節(jié)，同時滿足了橫梁因溫差作用而產(chǎn)生的伸縮效應(yīng)。
幕墻形式采用全隱玻璃幕墻，安裝可靠，裝飾效果好，耐候性強。豎向采用鋁合金小壓塊系統(tǒng)，此系統(tǒng)采用機械固定玻璃而非傳統(tǒng)的隱框幕墻采用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)，使整個幕墻系統(tǒng)的工作性能可靠，使用壽命長。鋁合金小壓塊系統(tǒng)原理橫向通過壓板定距壓緊，操作安全、效果美觀（圖9）。
2.4 十字指廊過渡區(qū)系統(tǒng)
十字指廊過渡區(qū)位于主指廊與次指廊交接處，采用全鋁板幕墻形式，部分鋁板均為空間曲面鋁板（圖10）。
圖10 十字指廊過渡區(qū)
2.5 屋面防水設(shè)計
本工程屋面總面積約23萬平方米，曲面造型復(fù)雜，各種收邊收口數(shù)量大，而且地處海邊，直接面臨每年多次臺風(fēng)暴雨侵襲。因此屋面防水是工程設(shè)計和施工的重點和難點。航站樓屋面的非天窗區(qū)域的金屬屋面采用硬泡聚氨酯與聚脲彈性涂料作為防水層。設(shè)計選用柔性防水體系，即在基層鍍鋅鋼板上噴涂2mm聚脲和20mm厚的硬泡聚氨脂連為一體，可以有效地噴涂于各種節(jié)點構(gòu)造陰角和收邊收口，最大限度減少防水薄弱點（見圖11,12）。
圖11 鋼板上防水構(gòu)造
圖12 天窗收口處典型構(gòu)造
本工程屋面防水采用一種新型進口噴涂聚脲材料，這種防水材料被國外稱之為液體防水卷材。聚脲是由異氰酸酯組分與氨基化合物組分反應(yīng)生成的一種彈性體物質(zhì)。兩種液態(tài)物質(zhì)在常態(tài)下均勻噴涂在需要的工作面上在數(shù)秒內(nèi)立即固化，從而形成緊貼在工作面上的防水層。國外最早用于輪船金屬外殼噴涂防腐，其粘結(jié)力、耐腐蝕效果非常好，近年來已廣泛用于建筑、高鐵、市政防水。聚脲與傳統(tǒng)的防水材料相比具有以下優(yōu)點。
(1)具有良好的物理性能，如抗拉強度、撕裂強度、延伸率、耐刺穿等。其中高伸長率使其具有很強的裂縫彌合能力，對適應(yīng)本工程異形曲面鋼結(jié)構(gòu)屋面變形性能優(yōu)異。
(2)不含催化劑，快速固化，可在曲面、斜面及垂直面上噴涂成型，不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象，對于凹凸、拐角、邊角具有很強的保持性。
(3)快速卻可控的同化速度保證了工程能夠快速的投入使用。
(4)現(xiàn)場直接人工噴涂，施工操作簡單方便，縮短了施工周期。
(5)無揮發(fā)性有機物，符合環(huán)保要求。
(6)優(yōu)越的防腐性能，可耐大部分腐蝕介質(zhì)，酸、堿、鹽、海水、氯離子等的長期浸泡。
從以上防水材料優(yōu)點可以看出，聚脲用于本工程是不可替代的防水材料，其防水性能非常優(yōu)越。
3 結(jié)語
深圳機場T3航站樓屋面工程的奇異造型存在前所未有的技術(shù)復(fù)雜性，設(shè)計施工中采用了多項新技術(shù)、新材料、新工藝，為此業(yè)主邀請了全國幕墻行業(yè)以及建筑防水諸多資深專家進行了前后數(shù)十次技術(shù)論證，許多專家為本工程提出了寶貴建議，施工中也根據(jù)專家意見不斷完善和深化細部構(gòu)造設(shè)計和施工工藝，包括蜂窩型單元鋼結(jié)構(gòu)多角度自由調(diào)整、菱形外凸窗六邊六角聚脲防水材料構(gòu)造節(jié)點處理以及大面積人工操作的施工工藝等。屋面系統(tǒng)業(yè)已通過第三方的性能檢測，防水施工過程中每一道工序都做了現(xiàn)場淋水試驗。由于操作界面復(fù)雜，完全靠人工把握噴涂質(zhì)量非常困難，盡管各方監(jiān)控把關(guān)很嚴(yán)，實際上多少還存在一些防水隱患，但完善修補情況很好，實踐證明，在如此復(fù)雜屋面應(yīng)用這些新材料、新技術(shù)、新工藝是成功的。也得到業(yè)界好評?？梢灶A(yù)料，一座反映國際水平技術(shù)的現(xiàn)代化航站樓將屹立在世人面前（圖13）。
圖13 建成后照片
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