北京南站于2006年1月28日破土动工，是按照世界一流标准设计和建设的现代化大型客运车站，设计使用年限为100年，由地上两层、地下三层组成。该站占地面积49.92万平方米，主站房建筑面积31万平方米，是目前北京市单体最大，也是亚洲最大的火车站。
集多种交通方式于一体实现零换乘
北京南站设计从城市整体功能出发，按照北京市总体规划的要求，将地铁4号线、14号线和市郊铁路引入到车站内，形成集铁路、地铁、市郊铁路和公交、出租等多种交通方式为一体的大型综合交通枢纽。
北京南站的功能区按立体化方式布局，共有五层，地上两层，地下三层。地面二层是高架层，东西两侧为进站大厅，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；地面层主要为站台层，北侧大厅设有进站厅、贵宾候车室，南侧大厅主要是进站厅；地下一层分为中央换乘大厅、出站通道及出租车待客区等三个区域。铁路、地铁、公交和出租车乘客在位于地下一层中央部位的中央大厅换乘；中央换乘大厅的西侧为出站厅，东侧为快速进站厅和出站通廊；地下二层为地铁4号线站台；地下三层为地铁14号线站台。五层之间都有自动扶梯和垂直升降梯相联，旅客换乘非常方便和快捷。旅客不出车站就可实现各种交通方式的互换，一般换乘距离在100米左右，最远不超过200米。
北京南站的整个车流、人流路线设计精细而巧妙。旅客流线采用上进下出和下进下出相结合的方式。车站在东、南、西、北四个方向都规划设计了可直达高架落客平台的进站通路，南北设有公交广场，北广场为下沉式广场。东西两侧设有地下出租车及社会车辆停车库。来自出租车和社会车的旅客可以从高架落客平台直接进入进站厅,来自公交车的旅客可以从地面南北进站厅乘自动扶梯进入高架候车厅，来自地铁的旅客直接通过地下换乘空间与国铁换乘。从某种程度上讲，北京南站也是这一地区的一个大型互通式立交桥。
大跨度、高空间结构
占地面积49.92万平方米，主站房建筑面积31万平方米。高架候车区是主要的旅客候车区域，呈椭圆形，面积4.3万平方米，相当于六个足球场大小，最大跨度67.5m，最高净空31m，整个中央候车区无一根柱子；无站台柱雨棚与整个车站建筑融为一体，面积达7.1万平方米，最大跨度66m，最高净空30m。大跨度、高结构的设计有效地增强了站房的通透性和方向感，最大限度地提高了旅客的舒适度。
真正绿色环保建筑节能节电节地
绿色环保建筑主要表现在节能、节电、节地上。从节能来看，北京南站是国内使用热电冷三联供加污水源热泵节能环保技术中规模最大的工程，它让天然气的一次能源利用率从35%提高到了85%以上。该系统的年发电量占站房年用电量负荷的49％，每年可节省运营成本约600万元。这一整套技术增加的投资约2800万元，5年内就可收回投入。从节电来看，车站中央候车厅屋面采用了超大面积的玻璃穹顶，各层地面都做了局部透光处理，可将自然光直接引入高架候车室和站台层。同时在中央站房屋面铺设了太阳能板，年发电总量约18万千瓦小时。太阳能光伏发电技术的应用不仅可以达到节能减排的目的，而且为大型公共建筑采用节能环保的绿色能源提供了示范。从节地来看，站房采用重叠复合的五层立体式布局，将检票口、停车场、地铁站台、车站广场等内置到火车站内，节省了大量土地。
独具匠心的建筑造型
独特的地理位置和深厚的文化背景，决定了北京南站的建筑品格。北京南站建筑造型的设计灵感来自天坛，整体构思起源于椭圆形态的保留和天坛概念的引申。天坛是一座三重檐亭式圆殿，以严谨的规划布局、奇特的建筑结构、极富建筑美学的建筑形态、瑰丽的建筑装饰著称于世，不仅在中国建筑史上占有重要地位，也是世界建筑艺术的珍贵遗产。北京南站吸取和借鉴了天坛的建筑元素，运用现代的建造技术手段，将天坛的顶层演化为车站的中央屋盖，将天坛的二、三层分别演化为站房两侧跌落式的雨棚，位于中央最高处的整体椭圆形屋面与中国古建筑的曲线屋面相吻合。逐层跌落的雨棚侧面采用玻璃幕墙与百页维护，使其具有通风采光和防雨的作用，在保持造型整体性的同时，有利于创建站台上宜人的环境。双椭圆形的外观、对称的立面形态、逐级跌落的屋面，使北京南站既呈现出古典的庄严，又散发着时代的气息。
共设有113座电梯充分体现人性化
车站共设有113座电梯，最大限度地方便旅客进出站；分布在车站内的84个人工售票窗口、32台自动售票机、80台进出站自动闸机，减少了旅客排队购票、进站上车的时间，降低了旅客乘坐火车的综合成本；位于高架候车室东西两侧四块面积达1000余平米的全彩LED显示屏，使旅客在跨进候车室的第一步就能准确无误地获取各种信息；无处不在的标识牌，使置身于巨大人流的旅客能够从容地选择上车、购物、娱乐的最短路径；遍布于车站内部的自动取款机、公共电话、餐馆、咖啡馆、商店、书吧等商业服务系统能让旅客感受到周到细致的服务。
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