京張高鐵車站設(shè)計創(chuàng)新研究

歐 寧

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司,北京 100055)

1 車站設(shè)計現(xiàn)狀與問題

車站是服務(wù)于鐵路旅客的重要設(shè)施，是城市綜合交通最重要的節(jié)點(diǎn)[1]。2008年北京奧運(yùn)會之后，隨著高鐵的建設(shè)，全國各地出現(xiàn)了一大批新型鐵路車站，例如，北京南站、上海虹橋站、廣州北站、青島站等，有別于高鐵之前的傳統(tǒng)火車站，這些車站呈現(xiàn)著新時代嶄新的設(shè)計理念，其使用功能、技術(shù)手段、施工工藝等都達(dá)到了一個新高度。

同時，車站與城市關(guān)系日趨緊密，其不僅是城市的重要門戶和名片，而且成為了城市建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大引擎。隨著國外TOD城市交通規(guī)劃理念的引入，高鐵車站與城市建設(shè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展日趨緊密，出現(xiàn)了“站城一體化”趨勢。鐵路與地方政府對車站各要素進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，車站與城市空間、交通組織、站場設(shè)施等基本實(shí)現(xiàn)了一體化，為乘客帶來了極大便利，各地方政府參與車站建設(shè)的熱情亦空前高漲。

然而，在高鐵高速發(fā)展的同時，車站建設(shè)也出現(xiàn)了一些問題，例如，由于拆遷費(fèi)用高、分割城市等方面原因，很多的高鐵站遠(yuǎn)離城市中心，給人們在城市與車站之間的交通出行帶來了諸多不便。對此，發(fā)改委、自然資源部、住建部與原中國鐵路總公司聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)高鐵站周邊區(qū)域合理開發(fā)建設(shè)的指導(dǎo)意見》。意見指出，合理確定高鐵車站選址和規(guī)模。新建鐵路選線應(yīng)盡量減少對城市的分割，新建車站選址盡可能在中心城區(qū)或靠近城市建成區(qū)，確保人民群眾乘坐高鐵出行便利[2]。

2 京張高鐵工程概況及設(shè)計挑戰(zhàn)

新建北京至張家口鐵路起自北京北站，西至張家口南站。正線全長174 km，設(shè)計速度350 km/h。全線共設(shè)9個車站:北京北、清河、昌平、八達(dá)嶺長城、東花園北、懷來、下花園北、宣化北、張家口南，詳見圖1。另延慶支線設(shè)延慶站，崇禮支線設(shè)太子城站。其中北京北、清河和張家口為始發(fā)站。中鐵設(shè)計集團(tuán)建筑院擔(dān)任車站總體設(shè)計，并承擔(dān)了其中8個車站的站房設(shè)計任務(wù)。

圖1 京張高鐵線路示意

京張高鐵對國家意義重大，既是2022年冬奧會的交通保障線，也是京津冀一體化發(fā)展的經(jīng)濟(jì)服務(wù)線，既是京張鐵路百年歷史的文化線，也是展示中國高鐵建設(shè)成果的示范線，為此，鐵路總公司提出了“精品工程，智能京張”的建設(shè)目標(biāo)。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，設(shè)計亦面臨巨大的挑戰(zhàn)。做到以現(xiàn)實(shí)問題為導(dǎo)向，總結(jié)高鐵車站的經(jīng)驗和教訓(xùn)，重點(diǎn)從車站功能定位、選址與城市的關(guān)系、綠色可持續(xù)發(fā)展、增強(qiáng)車站藝術(shù)感染力等方面作了重點(diǎn)思考與探索[3]。

(1)重新審視車站選址與城市的關(guān)系。

車站如何實(shí)現(xiàn)中心城區(qū)的建設(shè)，與城市空間融為一體，車站如何實(shí)現(xiàn)周邊交通的有效銜接，達(dá)到暢通融合的目的，如何避免特大城市終點(diǎn)站客流過度集中無法及時疏散，造成交通擁堵的問題，如何減小鐵路站場對城市的分割，減小對城市規(guī)劃的影響等是車站設(shè)計時思考的重點(diǎn)及難點(diǎn)。

(2)車站綠色可持續(xù)發(fā)展為設(shè)計的著力點(diǎn)。

以對自然及人文環(huán)境敏感點(diǎn)為設(shè)計策略，思考如何實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計、減少能源消耗。

(3)提升車站公共空間的藝術(shù)感染力。

如何改變車站室內(nèi)空間單一，缺少地域、文化藝術(shù)特色及感染力問題。

在設(shè)計過程中，設(shè)計團(tuán)隊堅持綠色開放理念，突出設(shè)計創(chuàng)新，通過艱苦的實(shí)踐，努力探求問題的解決方案，力爭為未來高鐵車站的規(guī)劃設(shè)計提供參考。

3 車站設(shè)計創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 站城融合——“始發(fā)站主輔客站模式+中心城區(qū)隧道”模式的應(yīng)用

京張高鐵線路選擇及選址的設(shè)計原則是：

(1)新建鐵路選線應(yīng)盡量減少對城市的分割；

(2)新建車站選址盡可能在中心城區(qū)或靠近城市建成區(qū)。

從方便旅客出行角度考慮，應(yīng)優(yōu)先考慮在市中心的北京北站始發(fā)。但北京北站附近巨大的交通壓力也是不得不考慮的重要因素。為解決旅客便捷出行與城中心車站帶來的交通壓力的矛盾，京張高鐵始發(fā)站采用的是主輔客站的思路。即北京北站作為主客站保留，在五環(huán)外增加清河站作為輔客站，兩個客站之間的鐵路采用地下隧道的方式，詳見圖2。規(guī)劃方案與城市規(guī)劃緊密結(jié)合，解決了以下3個問題。

(1)主車站設(shè)在中心區(qū)，輔客站設(shè)在北五環(huán)外，保障了主城區(qū)旅客及北部地區(qū)旅客出行便利。也避免了特大城市一條鐵路線只設(shè)一個始發(fā)站、客流過度集中造成的疏解難題。在這方面日本新干線東京站規(guī)劃值得借鑒，從圖3可以看到，在東京站北側(cè)有上野站，南側(cè)是品川站。

(2)鐵路在城區(qū)(五環(huán)內(nèi))采用地下隧道的方式，極大減少鐵路對城市的分割，兩側(cè)交通聯(lián)系極大改善。高鐵穿越中心城區(qū)，這在國內(nèi)特大城市還是第一次，尤其在地鐵、市政管網(wǎng)等密集的建成區(qū)，需要極大的技術(shù)和資金支持。

圖2 京張鐵路主輔客站模式

(3)鐵路在城區(qū)(五環(huán)內(nèi))采用地下隧道的方式，極大改善了城市空間環(huán)境。京張高鐵北京北站到北五環(huán)段采用地下隧道方式，在高鐵入地后，原來的地面空間將建設(shè)一個長達(dá)9 km的帶狀公園一京張鐵路遺址公園。鐵路兩側(cè)噪聲，臟亂差環(huán)境，城市景觀、慢行系統(tǒng)得到極大改善。

圖3 日本新干線線路

3.2 與自然人文環(huán)境融合

3.2.1 設(shè)站條件最差的高鐵站——清河站

清河站總建筑面積14.6萬m2，包括國鐵、地鐵、市政三部分工程，為綜合交通樞紐。清河站被譽(yù)為“設(shè)站條件最差的車站”，其西側(cè)緊鄰運(yùn)營中的城鐵13號線以及運(yùn)營中的京新高速，東側(cè)緊鄰城市現(xiàn)狀辦公及住宅，用地條件極為局促，且現(xiàn)狀用地被運(yùn)營中的線路及鐵路站場完全打斷，形成了割裂的城市局面，詳見圖4。

圖4 清河站割裂的城市空間現(xiàn)狀

怎樣在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)國鐵、地鐵、市政之間的高效換乘，怎樣將割裂的城市空間進(jìn)行“織補(bǔ)”，實(shí)現(xiàn)東西兩側(cè)居民的自由通行、與周邊建筑及環(huán)境融為一體是設(shè)計的重點(diǎn)和難點(diǎn)，詳見圖5。

圖5 清河站外部交通組織示意

首先將運(yùn)營中的地鐵13號線進(jìn)行改造，將13號線清河段的高架線路落地與鐵路站場同場設(shè)計，這樣不僅有效節(jié)約了空間，同時大大減少3條地鐵間、地鐵與國鐵間的換乘距離，提高了交通效率[4]。

其次有效利用周邊空間，節(jié)約土地資源。將西側(cè)京新高速橋下空間下挖處理，設(shè)計為站前廣場、公交車場及出租車場。利用東側(cè)有限的道路空間，采用立體交通的設(shè)計手法，使清河站與東部城區(qū)完美結(jié)合，達(dá)到了暢通融合的目的[5]，詳見圖6。

圖6 清河站剖透視

最后，在有限的建設(shè)用地上，合理布置國鐵、地鐵的各項功能空間，在國鐵、地鐵流線簡潔、暢通、不交叉的前提下，在地下一層實(shí)現(xiàn)了國鐵換乘地鐵，地鐵換乘國鐵的“零換乘”關(guān)系。并且在地下一層實(shí)現(xiàn)了東西兩側(cè)居民的自由通行，“織補(bǔ)”了城市空間[6]，詳見圖7。

圖7 清河站鳥瞰

3.2.2 世界最深的高鐵站——八達(dá)嶺長城站

京張高鐵途經(jīng)八達(dá)嶺長城，建站有兩個方案供選擇，一是在景區(qū)設(shè)站，方便游客出行；二是在景區(qū)外設(shè)站，避免對景區(qū)造成干擾，但游客需要通過擺渡車才能到達(dá)景區(qū)，詳見圖8。規(guī)劃階段爭議不斷，面對這一極為特殊的環(huán)境條件，如何體現(xiàn)高鐵為人們帶來的極大便利，又如何與自然人文景觀融合，出現(xiàn)了不同意見，最終確定了八達(dá)嶺長城站規(guī)劃設(shè)計原則：尊重歷史文化、強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)。在此基礎(chǔ)上，盡最大可能為游客提供便捷舒適的出行環(huán)境，即選擇了景區(qū)設(shè)站方案[7]。

圖8 八達(dá)嶺長城站整體鳥瞰

當(dāng)年老京張鐵路“人”形鐵路，克服了因周邊高落差地勢環(huán)境而導(dǎo)致火車難以安全爬坡的困難，如今隧道技術(shù)的發(fā)展，使得線路從景區(qū)的地下“悄無聲息”通過，對八達(dá)嶺風(fēng)景區(qū)得到了很好的保護(hù)。車站站臺層設(shè)于地下102 m，通過斜向通道與地面站房連接，地面站房位于八達(dá)嶺滾天溝停車場內(nèi)，以“消隱”的設(shè)計理念，通過景觀分析、文化遺產(chǎn)保護(hù)專題研究，嚴(yán)格控制地面建筑的體量，力爭對景區(qū)影響縮減到最小，詳見圖9。

圖9 八達(dá)嶺長城站放大鳥瞰

八達(dá)嶺長城站方案經(jīng)歷了反復(fù)論證，得到了北京市規(guī)劃、文物、園林等有關(guān)部門及知名專家的肯定。

作為世界上最深的高鐵站，創(chuàng)新設(shè)計離不開新技術(shù)的支撐[8]，例如，在防災(zāi)方面，深埋地下車站防災(zāi)救援技術(shù)是一個創(chuàng)新。車站設(shè)置了立體環(huán)形的疏散救援廊道，提供了緊急情況下快速無死角救援的條件，并且通過智能化的監(jiān)控平臺，實(shí)時監(jiān)測、采集、匯總監(jiān)測信息，全面掌握災(zāi)害狀態(tài)，提供及時準(zhǔn)確的三維可視化災(zāi)害報警和預(yù)警功能，詳見圖10及圖11。

圖10 八達(dá)嶺長城站環(huán)形快速救援系統(tǒng)

圖11 八達(dá)嶺長城站疏散通道示意

3.2.3 世界首座建在奧運(yùn)賽場內(nèi)的高鐵站——太子城站

張家口市崇禮區(qū)太子城，是2022年北京冬奧會的主賽場?；嘏c規(guī)劃中的冰雪小鎮(zhèn)相連，自然條件非常優(yōu)越，背山面水。為減少對周邊環(huán)境的影響，充分尊重自然，太子城站采用雙曲弧線造型，雙曲屋面直接落地，與周圍山勢相呼應(yīng)，強(qiáng)調(diào)建筑的“消隱”，詳見圖12。

圖12 太子城站鳥瞰

太子城站雖然規(guī)模不大，但功能要求極為特殊。經(jīng)過與奧組委等相關(guān)部門多次協(xié)調(diào)和論證，對奧運(yùn)期間客源、客流進(jìn)行深入調(diào)查和預(yù)測，深入分析冬奧客流、市郊客流、季節(jié)性客流的出行特征和個性化需求，統(tǒng)籌鐵路車站及站前交通設(shè)施規(guī)劃，滿足各種交通方式的便捷換乘，預(yù)設(shè)冬奧會賽前賽后功能的轉(zhuǎn)換。太子城站被國際奧委會稱為首座建在奧運(yùn)賽場內(nèi)的高鐵站。

3.2.4 紐帶——綜合交通樞紐張家口站

張家口站是京張鐵路的終點(diǎn)站，同時也是聯(lián)系京張、京包、張呼鐵路的重要節(jié)點(diǎn)站和紐帶。車站北臨城市老城區(qū)，南側(cè)規(guī)劃有新的經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，建成后的張家口站將成為城市南北發(fā)展的重要節(jié)點(diǎn)，城市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)對外聯(lián)系的大門和紐帶。

張家口站為高架式車站，站位及車場均為利舊，最大限度節(jié)約用地；鐵路生產(chǎn)生活房屋、市政交通建筑、落客及換乘場地緊密圍繞站房排布，有序布局組織，詳見圖13。車站在保證自身封閉性、便利性的前提下，兼顧整個片區(qū)布局的合理性，站房、站區(qū)房屋、市政房屋穿插在一起布局，最大程度滿足旅客乘降的便捷性，并節(jié)約用地[9]。

圖13 張家口站鳥瞰

站房北側(cè)緊鄰城市老城區(qū)，場地條件有限，主要設(shè)置人行廣場及車場。站房南側(cè)均為新征用地，限制少，面積大，故采用綜合開發(fā)模式，設(shè)置多種交通、換乘、商業(yè)功能。地下平面布局為綜合開發(fā)重點(diǎn)，以貫穿車站區(qū)域南北的城市通廊為軸線，設(shè)置樞紐地下?lián)Q乘廳、出租車接站、社會車輛接客區(qū)及停車場、地下配套商業(yè)等多種功能。該軸線也是換乘北側(cè)兩處、南側(cè)一處的城市軌道交通線路，以及換乘公交、長途的核心通道。

車站設(shè)計理念結(jié)合張家口的歷史文化以及自然風(fēng)貌，其正立面的曲線呼應(yīng)張家口著名地標(biāo)大境門；淺色建筑材質(zhì)，意向來自于張家口地區(qū)廣袤無垠的自然風(fēng)光，仿佛積雪山脈映于天際，呼應(yīng)了即將到來的2022年北京冬奧會。車站屋面采用“人字形”屋面，契合詹天佑先生“人字形”鐵路之創(chuàng)舉，詳見圖14。

圖14 張家口站

3.3 綠色站房設(shè)計

京張高鐵是國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)按照綠建標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的高鐵項目。清河、八達(dá)嶺、太子城站按照綠色三星級客站標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，張家口、下花園、懷來等其他車站按照綠色二星級客站標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。

清河站采用了諸多綠色可持續(xù)技術(shù)措施，如設(shè)置下沉庭院、光導(dǎo)管加強(qiáng)自然采光；采用可調(diào)節(jié)外遮陽構(gòu)件有效降低太陽輻射；采用磁懸浮變頻冷水機(jī)組顯著提升冷源部分負(fù)荷性能，全面配置LED節(jié)能燈具，中水利用，室內(nèi)污染物監(jiān)控，創(chuàng)造健康乘降環(huán)境等[10]。清河站獲得了由中國城市科學(xué)研究會頒發(fā)的綠色鐵路客站三星級設(shè)計標(biāo)識證書以及由美國綠色建筑委員會頒發(fā)的LEED金級預(yù)認(rèn)證證書，為全國首個采用TB/T10429—2014《綠色鐵路客站評價標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行評價，并獲得三星級設(shè)計標(biāo)識的鐵路客站項目。

3.4 全線景觀與文化藝術(shù)設(shè)計

京張鐵路為2022年冬奧會交通提供保障，冬奧期間舉世矚目。如何彰顯中國技術(shù)、中國速度的同時，通過藝術(shù)創(chuàng)新設(shè)計傳播中國文化，成為京張高鐵車站設(shè)計重要的課題。在前期設(shè)計階段，引入環(huán)境藝術(shù)設(shè)計團(tuán)隊，共同對全線及站區(qū)文化藝術(shù)景觀設(shè)計進(jìn)行了策劃[11]。

方便、舒適、安全是車站設(shè)計的基本目標(biāo)，如何讓旅客產(chǎn)生更舒適、更愉悅乘降體驗，顯然，沿線景觀及車站的空間環(huán)境等還具有很大的提升空間，這些場所不僅是滿足乘降的功能，更應(yīng)該成為獨(dú)特的文化、藝術(shù)載體，讓旅客每一次出行都產(chǎn)生心靈的愉悅與享受[12]。

本次文化藝術(shù)景觀設(shè)計，跳出了以往的工程設(shè)計先于藝術(shù)設(shè)計的模式，圍繞“景觀”“文化”“藝術(shù)”，從人文傳播和用戶體驗兩個角度，與工程設(shè)計同步進(jìn)行。

3.4.1 全線景觀設(shè)計、規(guī)劃創(chuàng)新要點(diǎn)

全線景觀根據(jù)安全性、功能性、生態(tài)性、整體協(xié)調(diào)性、經(jīng)濟(jì)適用性、地域性以及易維護(hù)性原則進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)沿線自然特征、地域特點(diǎn)，提出沿線景觀綠化五大景觀分區(qū)，即城郊風(fēng)光段、關(guān)塞風(fēng)光段、大澤風(fēng)光段、燕北風(fēng)光段、雪國風(fēng)光段[13-15]。

(1)通過對主要視角(列車上乘客視線、高速路行車視線、路上行人視線、高層建筑視線等)進(jìn)行分析，確定沿線景觀綠化設(shè)計的重點(diǎn)。

(2)針對鐵路自身特點(diǎn)，從景觀的動態(tài)性、移動的層次性、流暢的交融性、體驗的瞬間性進(jìn)行分析，進(jìn)而確定景觀綠化設(shè)計的手法，比如路基邊坡采用波浪式圖案、線路兩側(cè)綠化林帶的“內(nèi)灌外喬”搭配等。

(3)各站區(qū)選擇具有代表性的鄉(xiāng)土植物作為背景，配合各站區(qū)的文化元素進(jìn)行景觀設(shè)計?；跐M足各個季節(jié)觀賞性的需求，大面積采用常綠植被、整體設(shè)計以綠為主。

(4)考慮地域特點(diǎn)，路基邊坡重點(diǎn)區(qū)域植物選擇以觀賞性灌木為主，一般區(qū)域主要選擇紫穗槐或沙地柏。

(5)區(qū)間路基坡腳(塹頂)至地界及橋下綠化重點(diǎn)區(qū)域景觀設(shè)計以常綠樹種為主，一般區(qū)域景觀設(shè)計以落葉樹種為主，常綠樹種局部點(diǎn)綴。

(6)新八達(dá)嶺隧道進(jìn)出口采用城臺式洞門，實(shí)現(xiàn)了中國元素和長城文化與現(xiàn)代高鐵的有機(jī)結(jié)合，體現(xiàn)了高鐵隧道與區(qū)域環(huán)境和文化共生共榮的設(shè)計理念。

3.4.2 歷史建筑保護(hù)和利用。

老京張鐵路是中國近代自主設(shè)計施工的第一條鐵路，終結(jié)了中國沒有自主設(shè)計、建造鐵路的歷史，而新建京張高鐵是中國鐵路技術(shù)飛速發(fā)展、躋身世界一流的有力佐證。從老京張鐵路到新京張高鐵，中國鐵路人從學(xué)習(xí)、創(chuàng)新到超越，實(shí)現(xiàn)了幾代人的高鐵夢。因此京張文化成為中國鐵路文化的特殊載體，在國人心中具有非同一般的意義。

對老京張鐵路歷史建筑保留，如老西直門車站、人字形鐵路、青龍橋火車站，老清河站等均做了保護(hù)處理。其中對清河站老站房進(jìn)行了整體平移保護(hù)并進(jìn)行了修繕設(shè)計，擬作為博物館使用，旅客可以感受京張歷史，同時，呈現(xiàn)出在一條鐵路線上出新舊鐵路與站房的交替出現(xiàn)的壯觀景象[14]。

3.4.3 京張文化元素被融入到站房設(shè)計的每一個細(xì)節(jié)中[16]

京張鐵路建筑文化藝術(shù)性設(shè)計是在原來鐵路設(shè)計的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了全線的文化藝術(shù)梳理，形成全線渾然一體又各具特色的形象展示。

京張高鐵文化性藝術(shù)性表達(dá)核心理念為“天地合德，百年京張”，高度契合京張鐵路的文化藝術(shù)主題。清河站文化主題為“不息”，八達(dá)嶺長城站文化主題為“豐碑”，張家口站文化主題為“紐帶”，太子城站文化主題為“無界”。各站的文化主題也高度契合各站的具體特點(diǎn)，彰顯了新京張的藝術(shù)特色。詳見圖15～圖17。

圍繞線路文化性藝術(shù)性確立的文化形象識別表達(dá)視覺核心系統(tǒng)，衍生出 “人字紋”、“蘇州碼子”、“山水視界”、“五行五色”等基本元素，提供了標(biāo)準(zhǔn)化及可延展應(yīng)用的素材，在差異化空間中呈現(xiàn)關(guān)聯(lián)性、整體性識別信息，是京張鐵路建筑文化藝術(shù)性設(shè)計的延伸和細(xì)化。在具體應(yīng)用上，通過全線站房匾額、室內(nèi)主題雕塑、砂巖浮雕、絲網(wǎng)印刷圖案、全線“人”字百葉風(fēng)口等對全線車站進(jìn)行文化植入。

4 結(jié)語

在我國高鐵建設(shè)大跨步前進(jìn)的同時，當(dāng)前國際設(shè)計理念也在發(fā)生重大變化，縱觀當(dāng)前優(yōu)秀設(shè)計車站，無疑均在 “站城一體、功能復(fù)合、開放宜人、民族特色、地域表達(dá)”等方面有著深入的研究。京張鐵路是我國第一條智能鐵路，京張站房在 “暢通融合、綠色溫馨、經(jīng)濟(jì)藝術(shù)、智能便捷”等方面均進(jìn)行了深入的研究與設(shè)計創(chuàng)新，力爭建設(shè)成為國際領(lǐng)先的新時代鐵路樞紐，打造無愧于時代的精品智能站房，營造體現(xiàn)當(dāng)代文化自信、溫馨宜人、注重細(xì)部設(shè)計、具有工匠精神的新時代高鐵公共空間。同時亦希望通過本文的研究對我國后續(xù)高鐵站房的設(shè)計起到一定的參考和借鑒作用。