超大型地下汽車(chē)庫(kù)交通設(shè)計(jì)探討

劉卉

(上海中森建筑工程審圖有限公司，上海 200062)

超大型地下汽車(chē)庫(kù)交通設(shè)計(jì)探討

劉卉

(上海中森建筑工程審圖有限公司，上海 200062)

以某地下汽車(chē)庫(kù)項(xiàng)目(約5 000輛)為例，將地下城的概念引入設(shè)計(jì)中，對(duì)超大型汽車(chē)庫(kù)的交通和功能流線(xiàn)組織進(jìn)行了深入分析和探討，并對(duì)超大型地下汽車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)難點(diǎn)作了研究，以供參考。

超大型汽車(chē)庫(kù)，交通，地下城，設(shè)計(jì)

0 引言

現(xiàn)在超大型建設(shè)項(xiàng)目越來(lái)越多，項(xiàng)目規(guī)模越大，與之配套的停車(chē)數(shù)量也就越多。我國(guó)現(xiàn)行的JGJ 100—98汽車(chē)庫(kù)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范和GB 50067—97汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范，對(duì)于大于500輛的汽車(chē)庫(kù)，除了要求必須設(shè)置3個(gè)出入口外，沒(méi)有其他規(guī)定。各地只有浙江省出臺(tái)過(guò)大于500輛汽車(chē)車(chē)庫(kù)的規(guī)定。該規(guī)定僅對(duì)車(chē)庫(kù)出入口的個(gè)數(shù)有描述，很難對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)。筆者查閱了一些超大型汽車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)文件，發(fā)現(xiàn)很多設(shè)計(jì)只是將小型汽車(chē)庫(kù)的內(nèi)容以“陣列”方式“堆”出一個(gè)超大型汽車(chē)庫(kù)。設(shè)計(jì)者并沒(méi)有意識(shí)到交通設(shè)計(jì)不到位所產(chǎn)生的危害。至于超大型汽車(chē)庫(kù)的人防、防火等安全問(wèn)題，暫不在本文探討范圍。

筆者曾參與河南省一個(gè)約5 000輛地下汽車(chē)庫(kù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目規(guī)模龐大，建筑面積達(dá)22萬(wàn)m2，給筆者留下了深刻的印象。下面結(jié)合該項(xiàng)目，談一下超大型地下汽車(chē)庫(kù)的交通和功能流線(xiàn)設(shè)計(jì)的體會(huì)。

1 5 000輛汽車(chē)的尺度

按照小型車(chē)停車(chē)位尺寸3 m×6 m計(jì)算，將5 000輛小型車(chē)一字排開(kāi)，有30 km長(zhǎng)。5 000輛小型車(chē)以時(shí)速5 km駛過(guò)地面坡道出口需要6 h。假設(shè)每輛車(chē)在收費(fèi)口停留5 s且單向行駛，5 000輛車(chē)全部駛離車(chē)庫(kù)約需13 h。在墻、柱、行車(chē)道、設(shè)備用房等都沒(méi)有特殊要求的情況下，按照傳統(tǒng)方式設(shè)計(jì)一個(gè)車(chē)位約需30 m2～35 m2，5 000輛汽車(chē)大約需要建筑面積為15萬(wàn)m2～17.5萬(wàn)m2。

2 影響車(chē)庫(kù)交通設(shè)計(jì)的因素

2.1 基地周邊規(guī)劃環(huán)境

基地周邊環(huán)境和相關(guān)部門(mén)的要求決定了基地出入口個(gè)數(shù)和位置，從而決定了基地干道的分布、走向和寬度，以及高峰時(shí)段基地的車(chē)流方向。基地周邊環(huán)境還影響著基地內(nèi)各個(gè)單體的性質(zhì)、規(guī)模和位置，進(jìn)而影響到地下車(chē)庫(kù)的范圍與規(guī)模。反之，5 000輛超大型汽車(chē)庫(kù)出入口高峰時(shí)段有大量汽車(chē)通行，也影響著基地主次干道的布置和地上建筑單體的布局。

2.2 基地總平面布置

基地總平面布置是影響車(chē)庫(kù)交通的一個(gè)重要因素。為了減少車(chē)庫(kù)對(duì)基地的不良影響，車(chē)庫(kù)出入口一般靠近基地出入口，并避開(kāi)對(duì)噪聲敏感的建筑;垃圾車(chē)通道應(yīng)避開(kāi)餐飲等對(duì)衛(wèi)生要求高的建筑;地上停車(chē)位應(yīng)與地下車(chē)庫(kù)結(jié)合設(shè)計(jì);無(wú)障礙車(chē)位應(yīng)方便輪椅進(jìn)出;工程車(chē)等大型車(chē)輛應(yīng)設(shè)置專(zhuān)用出入口。

2.3 物業(yè)管理方式

物業(yè)管理方式也是影響車(chē)庫(kù)交通的一個(gè)重要因素。比如5 000輛車(chē)位中哪些是物業(yè)使用的，哪些用于出租，哪些用于出售。出租車(chē)位哪些是按年出租，哪些是按月租，哪些是臨時(shí)停車(chē)。有的車(chē)位高峰時(shí)段長(zhǎng)期租給一方，等到夜間轉(zhuǎn)租給專(zhuān)門(mén)夜間使用的客戶(hù)。通過(guò)物業(yè)管理對(duì)車(chē)道和出入口進(jìn)行劃分，比如哪些出入口是免費(fèi)的，哪些出入口是收費(fèi)的，哪些出入口供工程車(chē)等大型車(chē)輛通過(guò)，垃圾車(chē)走哪些車(chē)道，哪些出入口供物業(yè)使用等。為了減少車(chē)輛在收費(fèi)口的滯留時(shí)間，是否安排部分車(chē)輛先柜臺(tái)交費(fèi)再出車(chē)等。對(duì)物業(yè)管理做預(yù)見(jiàn)性的框架設(shè)計(jì)，這樣即便將來(lái)車(chē)庫(kù)發(fā)生變化，只要不脫離框架，都可從容應(yīng)對(duì)。

3 將地下城的概念引入地下車(chē)庫(kù)的交通設(shè)計(jì)

當(dāng)建筑規(guī)模大到一定程度時(shí)，建筑就會(huì)出現(xiàn)一些小城市的屬性。有人說(shuō):“某大學(xué)校園就像一個(gè)小城市”，其實(shí)該大學(xué)校園除了教學(xué)以外，還增加了很多城市的屬性。它融入了工作、生活、商業(yè)和娛樂(lè)等諸多因素。當(dāng)車(chē)庫(kù)規(guī)模大到一定程度時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)一些小城市的屬性。我們把車(chē)庫(kù)道路像城市道路那樣分成主干道、次干道和支路。當(dāng)?shù)叵萝?chē)庫(kù)發(fā)生堵車(chē)時(shí)，也可像城市道路那樣利用支路進(jìn)行車(chē)輛分流。占地下車(chē)庫(kù)九成以上的普通車(chē)位也像住宅小區(qū)和組團(tuán)那樣進(jìn)行劃分。大型工程車(chē)車(chē)位、垃圾車(chē)和特種車(chē)車(chē)位等相當(dāng)于城市里的工業(yè)區(qū)，這樣可減少干擾，方便管理。

JGJ 100—98汽車(chē)庫(kù)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定不超過(guò)500輛的車(chē)庫(kù)需設(shè)2個(gè)出入口，超過(guò)則需設(shè)3個(gè)出入口。我們把不超過(guò)500輛的停車(chē)位設(shè)置成一個(gè)“停車(chē)區(qū)”，每個(gè)停車(chē)區(qū)相當(dāng)于一個(gè)設(shè)有2個(gè)車(chē)行出入口的車(chē)庫(kù)(人員出入口另計(jì))。這樣整個(gè)地下車(chē)庫(kù)就由若干停車(chē)區(qū)組成。停車(chē)區(qū)之間以次干道連通并由次干道匯集到主干道上。在停車(chē)區(qū)內(nèi)部，其道路(相當(dāng)于支路)按照汽車(chē)庫(kù)規(guī)范要求的寬度、轉(zhuǎn)彎半徑等設(shè)計(jì)，做法與普通的小型汽車(chē)庫(kù)一致。筆者參與的超大型地下車(chē)庫(kù)分為兩層，在基地四角各設(shè)置了1個(gè)單向雙車(chē)坡道聯(lián)通上下兩層，每層建筑面積約11萬(wàn)m2。兩層共分為12個(gè)區(qū)，其中10個(gè)是不超過(guò)500輛的停車(chē)區(qū)，剩下2個(gè)分別是商業(yè)區(qū)和物業(yè)辦公及設(shè)備用房區(qū)。每個(gè)區(qū)的邊界同時(shí)也是防火分區(qū)和防煙分區(qū)的分界線(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，每個(gè)區(qū)內(nèi)部再各自劃分防火分區(qū)和防煙分區(qū)。

4 影響地下車(chē)庫(kù)車(chē)輛疏散時(shí)間的其他因素

4.1 汽車(chē)出入口的個(gè)數(shù)

出入口個(gè)數(shù)太少會(huì)導(dǎo)致高峰時(shí)段車(chē)輛阻塞。由于每個(gè)出入口都要占用大量的坡道面積，都要配置管理人員、管理用房和排水設(shè)施等，所以出入口也非越多越好。筆者接觸的超大型汽車(chē)庫(kù)僅設(shè)有10個(gè)車(chē)行出入口。

4.2 車(chē)行出入口的位置

車(chē)輛出入口位置是否合適，對(duì)減少車(chē)輛進(jìn)出車(chē)庫(kù)的時(shí)間至關(guān)重要。車(chē)庫(kù)出入口應(yīng)設(shè)在方便車(chē)流疏散且對(duì)地面建筑干擾小的位置，多靠近基地出入口。車(chē)庫(kù)出入口受多種因素影響，須經(jīng)多方案比較論證后確定。

4.3 道路寬度和運(yùn)行方式

在滿(mǎn)足規(guī)范要求的前提下，道路寬度是可以經(jīng)過(guò)計(jì)算得出的量化值。當(dāng)?shù)缆窛M(mǎn)足不了汽車(chē)通過(guò)量時(shí)，可以用局部增加道路寬度(或車(chē)道數(shù))的方法來(lái)調(diào)整。車(chē)庫(kù)道路多采用單向行駛的方式，這樣可以有效地減少堵車(chē)。

4.4 收費(fèi)口通過(guò)時(shí)間

汽車(chē)收費(fèi)出入口多采用“一桿一車(chē)”、刷卡或現(xiàn)金支付的模式，一般需要滯留3 s～10 s。收費(fèi)點(diǎn)是車(chē)庫(kù)交通的最大瓶頸。一旦收費(fèi)口產(chǎn)生阻塞，會(huì)導(dǎo)致部分車(chē)輛逆向開(kāi)往其他出口，從而造成更大的阻塞。為了緩解該瓶頸的交通壓力:

一是可以調(diào)整部分車(chē)輛的使用時(shí)間，盡量避開(kāi)上下班高峰時(shí)段;

二是部分采用月付費(fèi)或營(yíng)業(yè)廳付費(fèi)再上車(chē)等方式;

三是使用激光掃描等先進(jìn)付費(fèi)方式。

4.5 汽車(chē)在地下車(chē)庫(kù)的行駛速度

經(jīng)調(diào)查，地下車(chē)庫(kù)主干道的行駛速度約20 km/h(5.6 m/s)，次干道的行駛速度約為10 km/h(2.8 m/s)，支路的行駛速度約為5 km/h(1.4 m/s)，汽車(chē)在干道拐彎和坡道的行駛速度約10 km/h (2.8 m/s)，在坡道拐彎的行駛速度約5 km/h(1.4 m/s)。以上行駛速度是后文計(jì)算車(chē)庫(kù)通行能力的重要數(shù)據(jù)。

5 通過(guò)精確計(jì)算，消滅堵車(chē)

道路基本通行能力是單位時(shí)間內(nèi)在單車(chē)道上，車(chē)道斷面通過(guò)的最大車(chē)輛數(shù)，用公式表示:N=1 000v/L0(輛/h)。其中，L0為最小車(chē)頭間距;v為行車(chē)速度。

在遇到突發(fā)狀況時(shí)，最小車(chē)頭間距即L0=Vt+L安+L車(chē)。其中，V為車(chē)速;t為制動(dòng)過(guò)程行駛時(shí)間，包括駕駛員看到車(chē)和做出反應(yīng)的時(shí)間，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般為1.2 s～2 s，因地下車(chē)庫(kù)車(chē)速較慢，制動(dòng)時(shí)間取1.2 s;L安為車(chē)輛安全距離，取1 m;L車(chē)為車(chē)輛長(zhǎng)度，取5 m。

具體計(jì)算分支路，次干道和主干道三種情況:

支路基本通行能力:

行駛速度為5 km/h(1.4 m/s)，最小車(chē)頭間距L0=Vt+L安+ L車(chē)=1.4×1.2+1+5=7.68 m。其基本通行能力為N=1 000×5/ 7.68=651輛/h。

次干道基本通行能力:

行駛速度為10 km/h(2.8m/s)，最小車(chē)頭間距L0=2.8×1.2+ 1+5=9.36 m。

基本通行能力N=1 000×10/9.36=1 068輛/h。

主干道基本通行能力:

行駛速度為20 km/h(5.6m/s)。最小車(chē)頭間距為L(zhǎng)0=2.8× 1.2+1+5=12.7 m。

基本道路通行能力N=20×1 000/12.7=1 575輛/h。

道路可能通行能力是指考慮到道路多車(chē)道和交通條件的影響，對(duì)道路基本通行能力進(jìn)行修正后的通行能力，是道路所能承擔(dān)的最大交通量。地下車(chē)庫(kù)幾乎沒(méi)有非機(jī)動(dòng)車(chē)和行人通行的干擾，其行駛環(huán)境比地面道路較為理想，所以對(duì)通行能力的折減一般僅考慮車(chē)道寬度和多車(chē)道系數(shù)的折減，詳見(jiàn)表1。

表1 車(chē)道寬度對(duì)道路通行能力的影響系數(shù)表

當(dāng)單向車(chē)道數(shù)多于一條時(shí)，設(shè)計(jì)通行能力應(yīng)予以折減。折算系數(shù)如表2所示。

表2 多車(chē)道通行能力折算率

以筆者參與的地下車(chē)庫(kù)為例，其道路是單向雙車(chē)道，車(chē)道寬3.25 m。其可能通行能力公式:N可能=N×K寬度×K車(chē)道數(shù)。

1)時(shí)速5 km時(shí)，N可能=651×0.96×1.89=1 181輛/h;2)時(shí)速10 km時(shí)，N可能=1 068×0.96×1.89=1 938輛/h;3)時(shí)速20 km時(shí)，N可能=1 575×0.96×1.89=2 858輛/h。

計(jì)算出各種車(chē)道可能通行能力后，再計(jì)算和調(diào)整地下車(chē)庫(kù)高峰時(shí)段關(guān)鍵部位的疏散時(shí)間。

1)每個(gè)停車(chē)區(qū)有兩個(gè)支路出入口，一進(jìn)一出，500輛車(chē)需要500/1 181輛×60=25.4 min，即可全部駛?cè)牖蝰偝觥?/p>

2)5 000輛車(chē)通過(guò)10個(gè)停車(chē)區(qū)的20個(gè)次干道連接口通向主干道，十進(jìn)十出，需要5 000/10/1 938輛×60=15.5 min。

3)主干道通向10個(gè)出入口，上班高峰時(shí)段九進(jìn)一出(即使上班高峰也難免有逆行車(chē)輛，為防止逆行造成混亂，保留1個(gè)出口供車(chē)出行)，5 000輛車(chē)需要5 000/9/2 858輛×60=11.67 min，即可全部駛?cè)牖蝰偝觥?/p>

4)地下2層聯(lián)通地下1層的2 500輛車(chē)通過(guò)4個(gè)弧形坡道，上班高峰時(shí)段三下一上，需要2 500/3/1 181輛×60=42.35 min。

5)如10個(gè)出入口不用等候，上班高峰時(shí)段九進(jìn)一出，5 000輛車(chē)需要5 000/9/1 938輛×60=17.2 min。

6)如每輛車(chē)在收費(fèi)口停留5 s，5 000輛車(chē)需要5 000/9×5/60+ 17.2=63.5 min。

綜上所述，在不考慮空車(chē)位、部分高峰時(shí)段仍停在車(chē)庫(kù)的車(chē)輛(包括物業(yè)用車(chē)和工程車(chē)等)的情況下，5 000輛車(chē)全部駛?cè)牖蝰偝鲕?chē)庫(kù)收費(fèi)口需63.5 min，收費(fèi)點(diǎn)成為車(chē)輛行駛的第一大瓶頸。第二大瓶頸是4個(gè)地下2層連接地下1層的弧形坡道(需42.35 min)。我們以將出入口通行時(shí)間縮短到第二瓶頸的42.35 min為目標(biāo)。為此把需要停留5 s的收費(fèi)車(chē)設(shè)為X輛，則:5X/9+3 600X/9/ 1 938+3 600×(5 000-X)/9/1 938=2 541 s(即42.35 min)，得出X=2 716輛。因此，出售、物業(yè)使用、按月交費(fèi)、營(yíng)業(yè)廳交費(fèi)的車(chē)位總數(shù)應(yīng)安排為5 000-2 716=2 284輛。假如再壓縮第二大瓶頸的通過(guò)時(shí)間，則必須增加通向地下2層的車(chē)道寬度、車(chē)道數(shù)量甚至于增加坡道數(shù)量，這樣做，成本將大幅提高。

雖然車(chē)輛等待最長(zhǎng)時(shí)間42.35min還有些長(zhǎng)，安排2 716輛普通收費(fèi)車(chē)也未必一定能做到面面俱到。但是只要在設(shè)計(jì)中按照上述計(jì)算方法從解決瓶頸入手，設(shè)計(jì)者便可根據(jù)建設(shè)方的需求，通過(guò)調(diào)整出入口個(gè)數(shù)、車(chē)道寬度、車(chē)道數(shù)、車(chē)位屬性、付費(fèi)方式、物業(yè)管理辦法等，得出最優(yōu)化的解決方案。希望筆者對(duì)超大型地下汽車(chē)庫(kù)的交通和功能流線(xiàn)設(shè)計(jì)的點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)，對(duì)超大型地下汽車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)難點(diǎn)提供參考。

［1］ JGJ 100—98，汽車(chē)庫(kù)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］ GB 50067—97，汽車(chē)庫(kù)、修車(chē)庫(kù)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范［S］.

［3］ 張小濤.超大型多層地下停車(chē)庫(kù)交通組織研究［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013(9):51-54.

On exploration for traffic design for super-large underground garage

Liu Hui

(Shanghai Johnson Architectural＆Engineering Checkup Co．，Ltd，Shanghai200062，China)

Taking some underground garage program with the capacity about5 000 cars，the paper leads the underground city to the design，analyzes the traffic and functional streamline organization of the super-large garages，and studies the design difficulties for the super-large underground garages，so as to provide some reference.

super-large garage，traffic，underground city，design

TU984.191

A

1009-6825(2015)29-0010-03

2015-08-05

劉 卉(1977-)，男，工程師