直升机停机坪设计

试论城市高架直升机场设计

空军工程设计研究局宋明戴泓刘国忠沈清

《机场工程》 2006.03

摘要：通过对几种城市高架直升机场设计实践的探讨，介绍了楼顶直升机场设计应注意的几个方面，指出城市高架直升机场设计应根据使用性质和机型灵活运用规范和标准。根据标准和规范确立所依据的原理，准确理解某些可能带来歧义的条目是搞好高架直升机场设计的前提。

关键词：高架直升机场设计荷载

前言

随着我国城市向国际化、现代化的发展，高架直升机场也孕育而生。在寸土寸金、交通拥挤的城市中兴建高架直升机场不仅可以对危重病人实行紧急救护、对社会突发事件进行应急处理，还可用于消防等很多方面。在现有的高架直升机场中，我局提供设计图纸和方案的就有十几个，其中包括友谊医院门诊楼楼顶直升机场、北京医院医技楼楼顶直升机场、郑州蓝码大厦楼顶直升机停机坪、公安部办公大厦楼顶直升机场……。

友谊医院门诊楼楼顶直升机场是国内第一个按照国家民航标准的规定尺寸设计的具有完备导航设施和助航灯光系统的正规城市高架直升机场，它是2008年北京奥运会的医用急救高架直升机场之一。

笔者现正从事某军队医院的高架直升机场设计。在设计实践中，深感城市高架直升机场的设计有一些亟待解决的问题。现抛砖引玉希求有兴趣关注的同仁们提出更加睿智的真知灼见。

一、高架直升机场设计的基本要素

谈到城市高架直升机场，就需要界定其确切的含义。顾名思义它是一个供直升机停落的机场，位于城市之中；“高架”二字则意味着它设在建筑物之上而被架空。

楼顶直升机场设计有多种形式，但基本都包括了以下几个要素：停机坪，助航灯光，坪面标识、出口、保护围栏、消防设施等。以下概略讨论一下这些方面：

停机坪：楼顶直升机场不同于普通机场的一点是停机坪本身就是起降坪，停机坪可以直接利用大楼屋顶，但由于净空要求以及屋顶冷却塔等设备的占用，需要采用钢结构支撑起来，笔者所设计的几个停机坪都是采用钢结构架空的。

坪面标识：停机坪应标出额定起降直升机荷载，主要起落方向，起落区、安全区等。

出口：可以是电梯口，也可以是钢梯出口；对于高层建筑之上的停机坪，应指可用于消防疏散的钢梯或坡道。

保护围栏：为防止净空超限和安全，需要设置既不超高又足够安全的围护栏杆。

助航灯光：设置在起降区边缘的供夜航指示和超高警示的照明指示灯；可以是易折的助航灯，也可以是埋人式的助航地灯等

安全区：用于防止直升机偏航时的备降区域。

二、使用性质和设计标准

高架直升机场按使用对象分为军、民两类：如公安部办公大厦楼顶的直升机场。简单用于消防疏散的蓝码大厦楼顶停机坪以及用于医院救助的北医医技楼楼顶直升机场等。目前我国城市高架直升机场设计所依据的标准，一是《民用直升机场飞行场地技术标准》

(MH5013-99)、二是《军用永备直升机机场场道工程建设标准》(GJB3502-1998)。

此外《高层民用建筑防火规范》(GB50045-95)和《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)也谈到了城市直升机场设计的相关问题，可以作为设计参考。

首先，谈谈两个设计标准的差异：

1．《民用直升机场飞行场地技术标准》(以下简称国标)中就高架直升机场有专门的章节。对于机坪规格的论述如下：“4.2.1高架直升机场必须至少设置一块最终进近和起飞区。最终进近和起飞区宜与接地离地区相重合．并应符合下列要求：(1)供1级直升机使用时。最终进近和起飞区的大小应按直升机飞行手册的规定确定．在没有规定宽度时，其宽度不得小于1.5D；供2级直升机使用时,最终进近和起飞区应能包含一个直径不小于1.5D的圆。上述D为直升机全尺寸，采用预计使用该机场的直升机中的最大值。(2)最终进近和起飞区的坡度应符合本标准对地面直升机接地离地区的坡度规定。(3)最终进近和起飞区必须能承受预计使用该机场的直升机的作用。直升机的动载可按其最大起飞全重的1.5倍计。设计中尚应考虑由人员、雪、货物、加油与消防设备等产生的附加荷载。4.2.2在最终进近和起飞区周围必须设置安全区，并应符合下列要求：(1)安全区应从最终进近和起飞区的四周至少延伸3m或0.25D的距离(两者中取较大值)。上述D为直升机全尺寸，采用预计使用该机场的直升机中的最大值。(2)除因功能要求必须设置于该区内的易折物体外，在安全区内不得有固定的物体。在直升机运行期间，安全区内不得有移动的物体。(3)因功能要求而必须设置于安全区内的易折物体．当位于最终进近和起飞区边缘时，其高度不得超过25cm：处于其他位置时，不得超过以最终进近和起飞区边缘25cm高度为底线、向外升坡为5％的平面。

(4)安全区的表面不得超过从最终进近和起飞区边缘向外4％的升坡。(5)与最终进近和起飞区相接的安全区的表面．应与最终进近和起飞区表面齐平，并能承受预计使用该机场的直升机而不致造成直升机结构损坏。”同时．国标也明确了城市高架直升机场所应使用的直升机

机型的性能分级。限定了在人口稠密区的高架直升机场必须使用具有I级性能的直升机。但哪些直升机能够具有I级性能尚有待进一步研究。笔者认为，国标的有关要求是从保障直升机安全停落和城市中广大人民群众生命财产安全两方面来考虑的，因此也格外严格。

2．《军用永备直升机机场场道工程建设标准》(以下简称军标)对于屋顶直升机场机坪规格的论述是：“屋顶直升机场通常设起落坪、停机坪，或只设起落坪。其面积规格应根据所接纳的机型确定，长度通常为直升机机长的1.5倍．宽度通常为旋翼直径的1.5倍。其起降的方向，根据当地的主风向、建筑物的走向、周围高大建筑物的影响等因素确定。”相对于国标，军标中没有安全区的限制。同时增加了导流屏、半埋式指挥塔台和独立泄油槽与泡沫消防喷洒系统和融雪管道。笔者认为，这与军用直升机的使用性质和机型规格较大有关。

采用国标还是军标．主要取决于停机坪的使用对象。但由于同处于城市之中，其安全性应该是一致的。比较国标和军标，在机坪规定上却有较大区别。笔者认为：标准的制定者是基于不同的安全策略。军标的使用对象，其所设置的停机坪往往处于军队或公安部门的机关大院内的高楼之上，直升机若降落失败甚至坠毁，对城市公众影响很小。并且，军标还增加了导流屏、独立泄油槽与泡沫消防喷洒系统和融雪管道的多项措施，从而减少了失效概率。而由于军用直升机型往往远大于民用的救助用直升机型，若再考虑设置安全区，势必要设计成一个水平尺度极大的平面，导致与下部建筑之间比例失调，头重脚轻。比如公安部办公大厦地处天安门广场一侧，其建筑形象非常突出。楼顶的停机坪设计起落机型采用超美洲豹重型直升机，若按0.25D增加安全区，其面积将增大到100多平米，会扭曲原建筑物的外立面轮廓线．严重破坏其整体形象。此外，若依照军标设计军用直升机停机坪，而机坪规格不是矩形的时，笔者认为有必要按军标中规定的矩形的对角线来确定机坪的直径。这样，也许大于国标所确定的最终进近和起飞区的直径，但由于少了安全区有必要更稳妥地对军标作此引申解读。

《高层民用建筑防火规范》(GB50045-95)也是一个直接对楼顶停机坪做出规定的规范。其明确规定了“建筑高度超过100m，且标准层建筑面积超过1000平方米的公共建筑，宜设置屋顶直升机停机坪或供直升机救助的设施”。该规范主要规定了用于城市消防疏散逃生的停机坪设置要求，对出口的数量，应急照明和灯光也作了要求。笔者认为：这类停机坪同样要符合国标的规定。

遗憾的是：现在许多停机坪．如北京一些大厦楼顶停机坪的尺度虽属于民用性质却只符合或小于军标规定，而且缺少安全出口。因此应该只能算是建筑装饰和摆设而不符合标准有关要求，对于周围的城市公众来说也是不安全的。若付诸实用是不负责任的。

三、飞行程序问题

高架直升机场的设计目前亟待解决的问题是飞行程序。应首先进行净空测量，测出停机坪所处位置周围的超高建筑物的位置和标高。调研所处城市的气象条件和现址小气候条件的特殊环境，尤其是高楼风，切变风的规律。针对这些要素上报有关空管部门，委托有资质的