淺埋車站端廳空間設(shè)計(jì)及自然光引入研究

閆 陽

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100037）

城市的發(fā)展離不開便捷的市政公共交通體系，其中作為城市交通出行主動(dòng)脈的軌道交通線路起到了舉足輕重的作用。軌道交通在服務(wù)社會(huì)公共交通系統(tǒng)的同時(shí)，其前期巨大資金投入和后期設(shè)備更新、運(yùn)營費(fèi)用也逐漸成為城市財(cái)政的主要支出項(xiàng)目。同時(shí)，乘客對(duì)地鐵乘車環(huán)境舒適性要求也越來越高，對(duì)地鐵車站服務(wù)設(shè)施、車站照度、潔凈空氣及陽光能否引入地鐵內(nèi)部空間有了更高的需求和愿望。另外，近幾年的氣候變化及新冠疫情的突發(fā)，使得乘客對(duì)空氣質(zhì)量及自然光攝入地下空間的健康要求更加迫切。因此，如何減少軌道交通前期建設(shè)成本、提高軌道交通地下空間環(huán)境效果和健康性、引入自然光和清新空氣、提升軌道交通建筑品質(zhì)、降低項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模和減少后期運(yùn)營費(fèi)用已成為設(shè)計(jì)師需要思考的主要問題。

合肥軌道交通1號(hào)線工程，創(chuàng)新推出了端廳自然通風(fēng)、采光型式車站。該車站站廳候車空間設(shè)計(jì)采用端廳出地面的結(jié)構(gòu)形式，形成自然通風(fēng)采光模式，減少了通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備投資及車站燈具的數(shù)量，整體節(jié)能、降低投資及后期運(yùn)維費(fèi)用效果十分明顯，而且寬敞明亮的自然光攝入站廳，大大提高了建筑的品質(zhì)和乘客候車過程的舒適感，可通過自然通風(fēng)、采光滿足地鐵站廳正常運(yùn)營，體現(xiàn)了地下空間地面化、交通空間公建化的設(shè)計(jì)思路。同時(shí)，淺埋結(jié)構(gòu)降低了土建工程造價(jià)，創(chuàng)新的站廳設(shè)計(jì)、舒適的空間效果提升了客流舒適度和疏散效率。截至目前，合肥市軌道交通1號(hào)線已經(jīng)成功建設(shè)并投入運(yùn)營此類型車站4座，節(jié)能及服務(wù)乘客成效顯著。

1 車站選取

軌道交通承擔(dān)了城市主要交通運(yùn)量，串聯(lián)起軌道交通重大客流聚集點(diǎn)的地鐵車站，成為城市建筑藝術(shù)整體一個(gè)有機(jī)組成部分和城市交通功能順利運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，因此在車站的型式和建筑藝術(shù)方面，既要有交通建筑的共同特點(diǎn)，又能體現(xiàn)各自車站獨(dú)特性、城市文化背景、場地的適用性、投資的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)需要研究健康的空氣和自然光能否更好地引入地下建筑空間，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等效果[1]。

為更好結(jié)合區(qū)域市政道路規(guī)劃條件和周邊公共建筑規(guī)劃及步行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選取合肥軌道交通1號(hào)線濱湖科學(xué)城范圍內(nèi)4座車站，從線路標(biāo)高控制、綠色節(jié)能環(huán)保、節(jié)約造價(jià)等方面進(jìn)行了研究，分析對(duì)比車站高架、地下、地面等多種敷設(shè)模式的優(yōu)缺點(diǎn)，最終創(chuàng)新思路確定“淺埋地下端廳”車站型式。該站型不僅車站客流流線組織合理，而且結(jié)構(gòu)淺埋設(shè)計(jì)節(jié)約建設(shè)投資，端頭廳型式減少了設(shè)備系統(tǒng)的規(guī)模，站廳自然通風(fēng)采光的設(shè)計(jì)也降低了后期運(yùn)營成本。該淺埋車站型式經(jīng)過幾年來的實(shí)際運(yùn)營檢驗(yàn)，乘客體驗(yàn)舒適性、運(yùn)營及節(jié)能效果明顯。圖1為淺埋明挖端廳車站鳥瞰照片，圖2為淺埋明挖端廳車站總圖。

圖1 淺埋明挖端廳車站鳥瞰圖Figure 1 A bird’s-eye view of the end hall station built by open cutting with shallow overburden

圖2 淺埋明挖端廳車站總圖Figure 2 The general layout of the end hall station built by open cutting with shallow overburden

淺埋車站站臺(tái)位于地面標(biāo)高9 m以下，頂板覆土約3 m，站臺(tái)采用側(cè)式，為縮小工程規(guī)模節(jié)約造價(jià)，站廳則采用結(jié)合地面綠化帶整體設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)突出地面的半地下端廳設(shè)計(jì)，站廳出地面部分設(shè)置側(cè)窗和天窗，站廳可滿足自然通風(fēng)采光，陽光可以直接照射進(jìn)站廳，節(jié)能環(huán)保的同時(shí)創(chuàng)造了良好的乘客候車空間[2]。

2 設(shè)計(jì)思路

濱湖科學(xué)城廬州大道段4座車站線路標(biāo)高受周邊地形限制，設(shè)計(jì)方案如采用標(biāo)準(zhǔn)地下島式兩層車站難度大，且地下二層車站投資相比淺埋車站投資增加約2 000萬元；如采用地面車站敷設(shè)模式，地面軌道線路必然會(huì)截?cái)鄵P(yáng)子江路、南京路、紫云路等周邊道路與廬州大道的水平接駁，同時(shí)道路交叉口的紅綠燈組織需要同時(shí)考慮軌道交通和既有地面車流、人流的組織放行，間接導(dǎo)致交通系統(tǒng)通行能力大大降低。如道路采用立交設(shè)計(jì)，上跨軌道線路或者道路隧道型式下穿軌道線路，兩個(gè)方案均會(huì)增加道路建設(shè)的土建投資約700萬～1 100萬元，同時(shí)未來區(qū)域化商業(yè)氛圍也將會(huì)被擬建的高架橋或下穿隧道引路分割、破壞，對(duì)于未來商業(yè)地塊的土地價(jià)值提升帶來負(fù)面影響，因此幾種方案均不是最優(yōu)方案。圖3為站位設(shè)置分析示意圖。

圖3 站位設(shè)置Figure 3 Locations of the station

綜合了城市規(guī)劃、市政管線、周邊商業(yè)地塊開發(fā)業(yè)態(tài)及空間布局等多方面因素；采取在擬建道路東側(cè)地塊退讓既有道路紅線的30～80 m綠化帶內(nèi)設(shè)置車站，站廳單層出地面高度4 m，凈空8 m；站臺(tái)地下設(shè)計(jì)覆土3 m。地面客流由人行道進(jìn)入地面集散廣場，通過廣場設(shè)置的樓梯下至站廳門廳集散空間進(jìn)站購票乘車。淺埋明挖的地鐵車站敷設(shè)方式，減少了地鐵車站在既有道路下方敷設(shè)帶來的道路路面、市政管線遷改對(duì)城市交通出行的影響[3]。

由于地鐵擬建位置位于道路紅線外的綠化帶內(nèi)，沒有遠(yuǎn)期規(guī)劃管線，可以淺基坑開挖，車站土建結(jié)構(gòu)投資也會(huì)有所降低，站廳利用設(shè)置在地面綠化帶內(nèi)的優(yōu)勢，采用半地下端廳設(shè)計(jì)，可形成挺拔、開闊的站廳空間，不僅綠色節(jié)能環(huán)保，還可通過頂窗和側(cè)窗引入自然光，形成公共交通空間特有的光影效果；站臺(tái)為地下一層，采用淺埋側(cè)式站臺(tái)設(shè)計(jì)，站廳入口設(shè)置下沉空間，即可區(qū)分軌道和市政的空間界限，又形成了二者有機(jī)的空間延續(xù)點(diǎn)，同時(shí)整體車站淺埋減小了工程規(guī)模，側(cè)式站臺(tái)結(jié)合端廳設(shè)計(jì)，在站臺(tái)兩側(cè)各設(shè)計(jì)一組疏散樓、扶梯，乘客出站后很自然地向站臺(tái)兩側(cè)疏散，流線便捷安全；車站整體設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、節(jié)約能源，同時(shí)提高了乘車舒適感[4-5]。圖4為淺埋明挖端廳車站站廳平面圖，圖5為淺埋明挖端廳車站站臺(tái)平面圖。

圖4 淺埋明挖端廳車站站廳平面圖Figure 4 Plan of the end hall station built by open cutting with shallow overburden

圖5 淺埋明挖端廳車站站臺(tái)平面圖Figure 5 Platform layout of the end hall station built by open cutting with shallow overburden

3 精細(xì)化設(shè)計(jì)方案

3.1 設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)和空間理念

地鐵淺埋端廳側(cè)式車站，沒有任何成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒；淺埋思路除了要節(jié)約造價(jià)，還應(yīng)該綜合考慮客流的便捷出行、消防安全及車站設(shè)備系統(tǒng)功能的合理運(yùn)行，所有的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)均需要結(jié)合現(xiàn)場情況和各專業(yè)間的認(rèn)真配合，一步步地去推敲、論證。圖 6為車站站廳室內(nèi)照片。

圖6 車站站廳室內(nèi)Figure 6 The underground part of the hall

車站設(shè)置在市政80 m綠化帶下面，相比道路下方建設(shè)車站，減少了道路及市政管線的遷改、還建費(fèi)用近千萬元，同時(shí)車站地面建筑融入了80 m綠化帶，間接提升了景觀效果。

其次，考慮站廳的客流組織和空間效果，如何使進(jìn)出站的客流組織流暢不產(chǎn)生交叉，如何帶給乘客一個(gè)舒適、健康的候車體驗(yàn)、如何引入自然光、空氣，如何節(jié)能環(huán)保等是設(shè)計(jì)應(yīng)該首要解決考慮的問題。

淺埋車站設(shè)計(jì)控制標(biāo)高就是線路的軌頂標(biāo)高，軌頂標(biāo)高限定了車站的基底深度，經(jīng)過計(jì)算，車站站臺(tái)結(jié)構(gòu)頂部預(yù)留滿足市政管線后期穿越覆土的厚度，站廳結(jié)構(gòu)部分則為爭取更好的采光和照明，結(jié)合站廳內(nèi)部的設(shè)備管線及監(jiān)控設(shè)備的安裝，將站廳結(jié)構(gòu)適度突出地面；利用自身優(yōu)勢結(jié)合出地面的站廳高度，形成了尺寸為24 m×32 m，凈空8 m左右的空間。同時(shí)為進(jìn)一步營造更好的空間感受效果，在站廳頂部設(shè)置采光天窗，配以明亮色調(diào)的裝飾飾面，使乘客進(jìn)入車站后看到的是地鐵列車的呼嘯而過，感受到的是微風(fēng)撲面、陽光的緩緩灑落，光影斑駁[5-6]。

同時(shí)，采用端廳設(shè)計(jì)理念后，車站站臺(tái)的疏散樓、扶梯設(shè)置在有效站臺(tái)兩端，相比傳統(tǒng)車站中間設(shè)置樓、扶梯和殘疾人電梯，空間效果更加通透，客流的疏散引導(dǎo)性更加直接、通暢，客流的疏散時(shí)間和效率相比傳統(tǒng)地下兩層車站也有優(yōu)化。

車站站廳自然通風(fēng)、采光的系統(tǒng)模式，取消了大量的送排風(fēng)系統(tǒng)的管線，減少了通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備，使得站廳的空間更加簡潔和開敞。圖7為淺埋明挖端廳車站剖面圖。

圖7 淺埋明挖端廳車站剖面圖Figure 7 Profile of the end hall station built by open cutting with shallow overburden

3.2 建構(gòu)與城市空間的融合

車站地面廳造型及外立面裝修設(shè)計(jì)風(fēng)格與周邊已建及擬建建筑方案統(tǒng)一，結(jié)合市政綠化帶景觀設(shè)計(jì)方案匹配地鐵地面廳自身綠化種植，不僅簡化了市政建設(shè)和地鐵建設(shè)的接口管理，而且達(dá)到整體融合街區(qū)景觀和城市綠化帶的效果。站臺(tái)部分頂板結(jié)構(gòu)覆土設(shè)計(jì)，種植灌木和草坪，使車站頂板綠化帶慢慢延伸至市政綠化帶景觀內(nèi)，弱化了地面構(gòu)筑物的體塊大小，減少了對(duì)綠化帶后面商業(yè)地塊景觀和沿街立面的影響，同時(shí)加強(qiáng)了建筑融入市政綠化的代入感。圖8為車站站廳地面部分照片。

圖8 車站站廳地面部分Figure 8 The ground part of the hall

站臺(tái)結(jié)構(gòu)淺埋設(shè)計(jì)標(biāo)高，考慮了遠(yuǎn)期可能穿越地鐵站臺(tái)區(qū)域結(jié)構(gòu)頂板的市政管線，為今后周邊項(xiàng)目建設(shè)預(yù)留了管線穿越條件，所以線路標(biāo)高的選取不僅考慮減少車站的埋深，而且結(jié)合站臺(tái)限界控制高度進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，最終確定在車站站臺(tái)頂板以上預(yù)留了3 m左右的覆土，以便今后的市政管線穿越和滿足地面景觀植被種植土的厚度，實(shí)踐驗(yàn)證經(jīng)過數(shù)年的周邊商業(yè)項(xiàng)目、市政管線、園林綠化建設(shè)，3 m的覆土空間滿足了后期項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)方案選取的數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)合理。

3.3 運(yùn)營便捷

車站設(shè)計(jì)考慮最多的是如何服務(wù)運(yùn)營、服務(wù)乘客，快捷地疏散乘客。該站型將車站樓梯設(shè)置在站臺(tái)的兩端，一改常規(guī)地鐵車站中部樓、扶梯的視野遮擋，建成后站臺(tái)中部形成通透的空間，沒有任何構(gòu)筑物遮擋。

通過幾年的運(yùn)營已檢驗(yàn)出該類車站的使用效果不錯(cuò)，乘客入站后可在站臺(tái)柱子外部的候車區(qū)域候車，出站乘客則從站臺(tái)柱子后面的寬通道快速向兩側(cè)疏散，流線清晰，整體視覺通暢，緩解了候車乘客的焦慮感；同時(shí)兩股客流通過結(jié)構(gòu)柱子分隔，避免了客流繞行交叉。乘客下車后不用思考選擇樓梯的具體位置，直接向車站左右疏散，一眼望去就可見端部聯(lián)系站廳的樓、扶梯，便于乘客快速找到疏散口，直觀便捷。圖9為車站站臺(tái)。

圖9 車站站臺(tái)Figure 9 The platform

3.4 商業(yè)融合及節(jié)能效果

車站方案設(shè)計(jì)除考慮滿足地鐵的功能需求外，還保證了周邊道路及商業(yè)空間邊界聯(lián)系、連貫。因此車站設(shè)計(jì)時(shí)依托城市規(guī)劃，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、同期建設(shè)，紫廬車站建成后，地鐵站廳及下沉出入口廣場空間標(biāo)高與鄰建的商業(yè)建筑地下一層商業(yè)共享空間標(biāo)高一致，兩個(gè)室外廣場空間直接貫通水平接駁。部分車站采取利用地鐵下沉廣場側(cè)墻進(jìn)行開洞，建設(shè)專用通道聯(lián)系地鐵和商業(yè)的空間，使商業(yè)的客流、地鐵乘客之間可以便捷地聯(lián)系。商業(yè)為地鐵培育客流，地鐵為商業(yè)輸送乘客，真正做到了利益最大化，軌道、商業(yè)共贏(見圖10)。

圖10 下沉出入口廣場與商業(yè)空間結(jié)合Figure 10 The sunken plaza and the commercial area of the station

通過周邊商業(yè)項(xiàng)目多形式地與地鐵緊密結(jié)合，足以體現(xiàn)該類站型商業(yè)空間方案的價(jià)值，不僅方便了乘客購物，為乘客提供了延伸服務(wù)功能，還吸引了客流，提高了周邊商業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了軌道交通引領(lǐng)的區(qū)域“TOD”效應(yīng)[7-8]。

4 實(shí)際運(yùn)營效果

淺埋明挖車站自開通運(yùn)營以來，從客流組織、周邊商業(yè)、環(huán)境結(jié)合上都取得了較好的效果。地面廳的自然通風(fēng)、采光使乘客候車舒適感提高很多，乘客置身其中感覺非常溫馨；端頭廳設(shè)計(jì)使得客流組織方向性、導(dǎo)向性加強(qiáng)，陌生的乘客第一次進(jìn)出站也能快速疏散和乘車；單層結(jié)構(gòu)側(cè)式站臺(tái)的設(shè)計(jì)減少了投資的同時(shí)，還很好地節(jié)約了后期車站設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用；地面廳的型式和配套綠化景觀設(shè)計(jì)方案與周邊市政、商業(yè)開發(fā)項(xiàng)目整體規(guī)劃思路統(tǒng)一，達(dá)到了區(qū)域整合、融合的目的；地面廳的廣場不僅成了百姓的集散休閑廣場，還形成了一個(gè)地鐵和周邊商業(yè)結(jié)合的靈活節(jié)點(diǎn)，可以通道接駁，也可以側(cè)面打開將商業(yè)的下沉廣場和地鐵進(jìn)出站廣場完全聯(lián)通，乘客直接從地下一層就可以順暢進(jìn)出商業(yè)和地鐵，減少了地面步行系統(tǒng)的交通壓力[9-10]。

5 結(jié)語

未來的地鐵車站設(shè)計(jì)越來越人性化，城市區(qū)域之間融合度的需求越來越高，軌道交通車站不僅承擔(dān)著巨大的客流運(yùn)輸壓力，還有服務(wù)城市整體功能的責(zé)任，但是軌道交通建設(shè)的大發(fā)展也帶來了巨大的資金投入。淺埋端廳設(shè)計(jì)思路縮減了土建規(guī)模、降低了結(jié)構(gòu)埋深、優(yōu)化了設(shè)備系統(tǒng)功能和減少了設(shè)備數(shù)量，整體降低了軌道建設(shè)的資金投入，減少了政府財(cái)政負(fù)擔(dān)。

同時(shí)，應(yīng)根據(jù)各個(gè)城市的特點(diǎn)和區(qū)域建設(shè)條件的差異性，車站空間設(shè)計(jì)方案應(yīng)精益求精，通過深入調(diào)研，有針對(duì)性地創(chuàng)新，淺埋(下沉)端廳空間設(shè)計(jì)，利用自然通風(fēng)采光模式，結(jié)合市政綠化帶統(tǒng)一設(shè)計(jì)，使得最終建成的車站不僅能保證客流的運(yùn)營組織安全，而且達(dá)到節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、自然光引入、通風(fēng)換氣流暢、美化城市環(huán)境的效果，符合新時(shí)代軌道交通建設(shè)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能環(huán)保的整體要求。