维修机库的设计日趋先进

Lindsay Bjerregaard

先进的维修机库不仅可以更能承受极端条件，而且可为维修人员提供更安全、更便利、更舒适的工作环境，有助于提高维修效率，降低维修成本。因此，机库的设计非常重要。

今年年初，美国航空公司（AmericanAirlines）正在筹备为其在芝加哥奥黑尔国际机场兴建的价值2，15亿美元的飞机维修机库举行剪彩仪式。尽管该城市冬季寒冷，但维修人员已经可以在该维修机库内舒适地工作。这说明，即使是在世界上自然条件非常极端或严苛的地区，维修机库也可以设计得很好。

美国航空公司位于芝加哥的这一维修机库南北方向长约180多米（614英尺），双滑动门在寒冷天气下打开时会造成巨大的热量损失，因此，负责该项目建设的Ghafari Associates公司的建筑师希望通过先进的空气循环系统使机库内保持合适的工作温度。据Ghafari Associates公司透露，新机库采用了直燃式加热装置和大型熔炉组合，大型熔炉可以快速产生大量的熱量，再加上低速风扇进行循环散热。此外，风扇还可以在较热的天气中提供被动制冷效果，同时当两个机库的门同时打开时，还可以形成自然通风。

机库的保温f生在温度调节中起着重要作用。Rubb Building Systems公司生产的覆盖重型管材级PVC的钢结构机库，采用名为Thermohall的专利保温系统。Thermohall是由两层填充了高密度隔热材料的PVC组成，从而形成一个隔热的“毯子”，包裹在机库周围使其保温。

但在极冷的温度下，钢材料本身也可能会出现问题。钢不能很好地适应寒冷环境，遇冷也有可能会发生脆性断裂。REIDsteel公司为蒙古国的伊斯尼斯航空（EznisAirways）建造机库时就遇到过这一问题。蒙古国最低气温可达-20°C～-30°C（-4T～22T）。钢材料需要经过多种处理过程以防止断裂，且在施工期间 需要对如机库外层和螺栓等构件进行预热以防止碎裂。

Rubb Building Systems公司指出，伊斯尼斯航空维修机库的前门之间有一个独特的开口，当飞机机头定位在开口时，机头周围会被充气密封，以防止外部空气进入。因此可以在不完全打开机库门的情况下围绕机头进行维修工作，有效避免过多的热量损失。

在冬季气候极端的地区建造机库时，积雪载荷是机库建设过程中需要考虑的另一个因素。Ghafari Associates认为，积雪的重量是机库结构设计的重要组成部分，对于大跨度机库来说尤其重要。机库顶需要基于当地预期的最大降雪量并依据建筑规范进行设计，在国际上不同国家的要求可能有所不同。尽管大多数国家都接受国际建筑规范，但有时当地的要求可能更为严格。

例如，美国的大多数建筑的规范要求都非常明确，很少有出现偏离规范的建筑。在规范要求中清楚地说明了在某种情况下必须做到什么。而且在土耳其等其他国家，学术机构经常会参与研究特定建筑的结构设计，从而提出科学的工程解决方案。

目前，Ghafari Associates公司正在新伊斯坦布尔哈瓦里马尼机场（IstanbulHavalimani Airport）为土耳其航空公司建造世界上最大的飞机维修中心。该地区不仅气候寒冷，还会受到地震的威胁。该维修中心将使用类似于美国航空奥黑尔机库的空气循环系统，还将采用辐射式地暖系统，以保证维修人员可以在舒适的环境中工作。由于该地点位于北安纳托利亚断裂带的马尔马拉板块上，因此土耳其航空公司的机库需要按照最高抗震标准进行设计建造。

在这样的地震敏感区域建造机库，结构系统应具有更大的灵活性或延展性，以便在地震发生时能够吸收巨大能量。因此这种机库需要更多的钢材用于结构支撑，其结构也就随之更为复杂，且建造成本更高。

当然，好在飞机机库占地面积较大且重量较轻，且地震更多的是使建筑物在地面平移，所以有两种建筑设计方法适用于该地区的机库建设。

第一种方法是设计一个灵活的机库，使其可以平动，如Rubb BuildingSystems公司生产覆盖重型管材级PVC的钢结构机库。与标准金属结构的机库相比，纤维材质结构的机库优势在于其可以更容易地接受地面沉降，这也让机库有了更灵活的基础。

第二种方法是设计一个可以与地面板块一起移动且能在地震中保持刚性的机库，如REID steel在阿富汗坎大哈为洛克希德c-130飞机建造的一座机库。该公司指出，机库的后部有一个非常宽的支撑系统，可以分散地震时机库左右移动时产生的负荷。

此外，支撑系统对于承受高风速（如飓风等）也是至关重要的。REID steel指出，在像飓风等高风速度下打开机库大门可以立即将机库的屋顶吹掉。因为当打开机库的大门时，风吹进机库会使其像气球一样迅速膨胀，因此，机库必须设计为可承受一定升力的结构，且屋顶结构和墙壁也必须设计为既可以吸收能量、又能够抵御任何破坏的结构。因为即使是阵风也会引起机库结构弯曲。

在这种气候恶劣的地区，REID steel利用其已获得专利的Union Jack支撑系统，可将承受荷载从屋顶桁架底部转移到墙体。虽然，通常钢结构可以弯曲和重新分配周围的受力，但如果屋顶中少许面板被风掀起，则固定在机库屋顶上的覆层板会被一片片地剥离。为了应对飓风等恶劣天气，REID steeljE在使用3D建模评估机库所能承受的风力。该技术在过去10年里通过运用一种名为“建筑信息模型”（building information modeling）取得了进展，该技术可以按需设计强度，可以对机库周围的气流进行建模，非常有利于以更低的成本建造更安全的机库。更为重要的是，该技术允许同行业内轻松、自由地在不同类型的软件之间进行模型共享。

尽管Rubb Building Systems公司生产覆盖重型管材级PVC的钢结构机库机构牢固，但其仍然很容易在飓风中被撕裂。在这种情况下，该机库的优势是框架足够坚固，可以保持站立，纤维材质结构也可以很容易地完成快速更换。

然而，在沿海和热带环境中，另一个需要考虑的因素是阳光和海水带来的老化和腐蚀。Rubb公司指出，热浸镀锌是防止盐侵蚀机库钢结构的最佳防腐措施。同时，该公司生产的聚氯乙烯织物可以阻挡阳光和热量，在降解和更换之前可以使用约10-15年，而该型织物在其他环境下通常可以使用20-30年。

在机库建设中充分利用太阳能是当前的一种创新机库建设方式。Rubb公司已经开始将太阳能电池板整合到机库中，如果建筑朝向正确则可大幅缩减机库的采暖成本。

Ghafari Associates公司在其为土耳其航空新建的飞机维修中心中融入了许多节能措施，如太阳能、高反光地板系统及雨水收集系统。该公司认为，随着节能照明控制和智能建筑管理系统等各种智能建筑技术的不断进步，未来的维修机库将融合许多新的创意元素。

此外，在机库建造中，关于机库内Wi-Fi和无线移动数据的部署也非常重要。因为这些技术都有助于提高生产力、提高生产安全水平。