（1）枢纽总图规划
北京南站设计从城市整体功能出发，根据北京市总体规划的要求，将市郊铁路S4（黄村）、S5（房山）线和地铁4号线、14号线引入到车站内，使北京南站成为集国有铁路、地铁、市郊铁路和公交、出租等市政交通设施为一体的大型综合交通枢纽。
北京铁路枢纽客运系统为“四主两辅”6个客运站布局。北京南站办理规划中的京沪方向始发终到列车、京津间城际列车和市郊旅客列车及少量通过列车作业。
(2)站区规划
北京南站是由铁路、市郊、地铁等轨道交通与公交、社会车辆等城市交通体系综合而成的的一个高效、有机、和谐的系统，与整个城区的交通规划融为一体。
北京南站的建筑形态与城市规划紧密结合，为了顺应北京市方格网的城市格局，站房采用椭圆形的建筑形态，没有方向性的椭圆，对于调整内部车流的方向是行之有效的。环绕高架站房的行车道可以从城市任意方向进出车站。
由于站前广场用地紧张，南北广场上设置了地面公交站和下沉式公交车场；出租车及小汽车通过高架环道和地下小汽车库引入到站房内部，交通组织合理便捷，并最大限度的节约了用地。
（3）车场布置
客运车场沿京山线布置，车场规模为13台24线。从北往南
依次为普速车场、高速车场、城际车场。其中普速车场内设到发线5条，站台3座；高速车场内设到发线12条，站台6座；城际车场内设到发线7条，站台4座。
（4）功能分区
高架层(9.00米): 为旅客进站层。东西两侧是进站大厅，与高架环形车道落客平台相邻，南北两侧与地面层进站厅相通，中央为旅客候车区。在旅客进站流线上设置了四组售票用房及旅客服务用房。
站台层(0.00米):为公交车旅客进站层，北侧大厅布置进站厅、贵宾候车室等，南侧主要布置进站厅.旅客可以直接从进站厅进入基本站台。
地下一层（-11.75米）：分为两侧汽车库、设备用房及中央换乘大厅三个区域。中央换乘厅西侧为出站厅，东侧为快速进站厅和出站通廊。国铁与地铁换乘及两条地铁共用的站厅布置在换乘大厅的中央部位，最大限度地方便客流换乘。两侧的地下汽车库采用双层布置。
（5）流线
来自出租车和小汽车的旅客可以从高架落客平台直接进入进站厅, 高架环形车道通过匝道与城市任何方向相连。来自公交车的旅客，由地面进站厅进入高架候车厅。来自地铁的旅客直接通过地下换乘空间与国铁换乘。
（6）造型设计
造型设计汲取天坛的造型元素，中心主体建筑突出，两侧逐渐跌落的雨棚，与整体建筑和谐统一，在城市中形成优美的轮廓线。建筑整体通透流畅，充分体现交通建筑的特点，直接反映出内部功能及空间组成。
（7）先进技术的引用
热电冷三联供加污水源热泵技术：冷热电三联供系统：通过燃气轮机技术，一方面发电，另一方面回收余热，经过烟气吸收式冷温水机提供冷（热），实现了能源的梯级利用，大大提高整个系统的一次能源利用率。冷热电三联供系统的特点是充分利用天然气提供空调冷源、采暖热源并生产电力，能减少环境污染，降低外购电量和生产成本，提高安全可靠性。
污水元热泵系统利用城市污水作为冷热源，污水经过提升换热留下冷量或热量，返回污水管道密闭循环，发挥总负荷的调峰作用。这样通过三联供系统与污水源热泵的结合使用，达到了节能环保的目的。
太阳能光伏发电技术：结合中央站房玻璃屋顶安装部分太阳能板。这是一种集发电、隔音、隔热、保温、装饰、采光等功能于一体，把光电技术与幕墙技术相结合的新型功能性幕墙。光电幕墙本身是一种可以产生经济效益和绿色环保效益的高科技新产品。
客运服务、信息系统：通过运用现代信息技术，对车站内的客运服务信息系统、售检票系统、办公管理信息系统、公安管
理信息系统、机电设备监控系统、汽车库收费管理系统、火灾自动报警系统进行统筹考虑，达到安全、先进、快捷、高效的目的。 综合调度系统：针对北京南站三场合一的特点，采用将全站纳入客专调度所集中控制的设计思路。这一方案有利于实现路网的集中指挥，解决几个车场共用车站，方便换乘。该系统全部设备由国内（通号总公司）提供，并通过接口与西门子调度集中系统结合，实现京津全线的集中控制指挥。
大跨度悬垂梁结构体系：站房两侧的扇形雨篷，南北向长330米，单侧东西向长130米, 最大跨度约66米。根据扇形屋面细长的几何形状及大跨度以及大面积的屋顶特性,采用了美观,轻巧和独特的悬垂梁结构形式，由于屋顶具有特殊形状及其质量轻柔的特点,需要通过对结构进行风洞试验及雪压分布分析,并据此确定最终设计荷载。
屋面系统：采用直立锁边金属屋面系统，该系统由面板、保温层、隔音层及钢衬板多层构造组成，站房部分采用铝合金面板，雨蓬部分采用金属彩钢板。中央屋面玻璃屋顶采用低辐射LOWE彩釉玻璃，可将外部光线柔和地引入室内，既满足了建筑的空间需求、又避免了光热辐射给旅客带来的不舒适感。
将屋面作为一个完整的系统，统筹考虑保温、隔音、排水及清洁维护的需求，将虹吸排水系统、电伴热融雪系统及满足建筑节能、舒适及美观的构造系统有机结合，解决了大跨度大空间
的围护需求。
真空排污系统：站房内污废水采用真空排污系统排至室外排水管网，该系统无须设置伸顶通气立管，安装无须重力坡度，可争取室内净高。
（8）主要技术指标 站房最高聚集人数10500人
站房总建筑面积：22.7万平米（含地铁付费区面积4836平方米）
雨篷建筑面积：7万1千平方米 高架环形桥面积：2万3千平方米 地下车库停车泊位：909辆
总高度：中央椭圆屋面檐口高度20m，最高点40m；雨蓬最低点高度16.5m，最高点30m。
建筑层数：站房地上二层，地下三层，局部设有夹层（地下二层和三层分别为北京地铁4号和14号线的站台层）
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