鐵路一體化綜合交通樞紐綠色建筑設(shè)計應(yīng)用

韋家俊

(中鐵四院集團南寧勘察設(shè)計院有限公司 廣西南寧 530003)

1 引言

現(xiàn)代新型鐵路綜合交通樞紐采用站城融合理念，是滿足鐵路樞紐、公路樞紐、城市軌道、城市公交、城市功能五位一體的要求，隨著城際間高鐵逐漸公交化演變而來的[1]。鐵路綜合交通樞紐設(shè)計遵循因地制宜、土地集約原則，各單體工程的功能流線、結(jié)構(gòu)空間、設(shè)備通信等進行一體化設(shè)計，減少接口，從而完善城市交通的網(wǎng)絡(luò)布局。在一體化規(guī)劃設(shè)計的同時考慮各自的獨立運營管理，遵循人車分流、流線簡潔、以人為本原則。旅客以各種接駁集散換乘，采用立體交通零換乘連接模式，提高旅客的出行舒適便捷性以及效率和安全性。本研究以廣州某綜合交通樞紐一體化建設(shè)配套場站工程為例(見圖1)，依據(jù)《綠色建筑評價標準》(GB/T 50378—2019)，對建筑全壽命周期內(nèi)性能進行綜合評價，探索鐵路一體化綜合交通樞紐綠色建筑星級評價設(shè)計的技術(shù)思路和發(fā)展趨勢，為其他類似工程綠色建筑設(shè)計提供實踐經(jīng)驗。

圖1 項目鳥瞰效果圖

2 項目概況

本項目工程是一個集公交樞紐、旅游大巴、長途樞紐、運營中心、東西廣場等多功能組成的綜合交通樞紐。項目總用地面積129 325 m2，總建筑面積423 029 m2(含地下室)，容積率1.3。建筑設(shè)計造型新穎獨特、富有現(xiàn)代感，與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，充分體現(xiàn)生態(tài)特征、科技內(nèi)涵、現(xiàn)代景觀的建設(shè)風貌。項目結(jié)合地區(qū)土地開發(fā)、交通功能與城市功能，構(gòu)建高效通達、綠色低碳的一體化綜合交通體系，滿足旅客多層次出行需求。項目以綠色建筑二星級為目標，采取成熟的技術(shù)和經(jīng)驗，統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，打造項目綠色科技建筑理念，全面提升建筑品質(zhì)與建筑形象。

3 綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)與措施

3.1 便捷綜合交通流線

現(xiàn)代綜合鐵路交通樞紐與各交通方式間的銜接和站場車場及站房的布置密不可分，必須一次規(guī)劃、分部實施；同時項目涉及不同體制、不同投資主體，應(yīng)劃清工程界面，為今后投資及管理界面的劃分打下基礎(chǔ)。總體規(guī)劃立足于空間形態(tài)、平面組合、功能要求以及建筑可實施性的高度統(tǒng)一。項目功能復(fù)雜，具有較強的交通產(chǎn)生吸引能力，大量的人流、車流，極易產(chǎn)生相互干擾，給綜合體內(nèi)部及周邊道路造成較大的交通壓力[2]。設(shè)計將所有銜接功能站場與站房主體及周圍配套服務(wù)功能進行立體環(huán)繞式疊合布局，確?？臻g利用率同換乘便捷率達到最佳舒適，縮短與國鐵站房的換乘距離，在水平層和立體交通均實現(xiàn)人車分流，達到無縫連接的交通換乘目的。四角分別設(shè)置各功能用房，以環(huán)形交通與四周各區(qū)域中心部位銜接，通過四個交通核心筒，實現(xiàn)無縫銜接(見圖2)。

圖2 項目總平面功能示意

3.2 建筑節(jié)能與資源節(jié)約

廣州市屬于夏熱冬暖地區(qū)，建筑圍護結(jié)構(gòu)以隔熱功能為主，采用被動式節(jié)能措施。被動式節(jié)能設(shè)計技術(shù)的原則是運用低技術(shù)、低成本的設(shè)計手法降低建筑對能源的需求量從而達到節(jié)能的目的[3]。項目利用建筑空間和構(gòu)件降低運行能耗，通過優(yōu)化建筑空間布局、體型、朝向以及院落、天井與日照、自然采光通風等形成最優(yōu)化的對應(yīng)方式。室內(nèi)主要功能空間至少60%面積比例區(qū)域的采光照度值不低于采光要求的小時數(shù)，平均不低于4 h/d(見圖3)。地下空間采光主要將廣場及四角區(qū)塊地面空間的采光、通風、景觀，延伸引入地下，使樞紐的整體空間設(shè)計更為生態(tài)、低碳和有機。

圖3 采光系數(shù)分析

外圍護結(jié)構(gòu)中，屋頂采取保溫隔熱措施及綠化等減少建筑的太陽輻射得熱量，從而降低空調(diào)能耗。加強外墻、屋面保溫隔熱措施，外墻采用保溫砂漿，屋面采用絕熱擠塑聚苯乙烯板等保溫材料，外表面采用淺色涂料，控制東、西外墻及屋面內(nèi)表面溫度不超過限值36.70℃。項目立面設(shè)計在保持外立面美觀的同時，優(yōu)化飄板、構(gòu)架等構(gòu)件的外形和位置，使其具有更好的遮陽、導風等功能。

給排水、電力、暖通空調(diào)等節(jié)能設(shè)計都屬于建筑設(shè)備節(jié)能，而建筑設(shè)備節(jié)能比重占建筑總節(jié)能的1/2，其主要是電力節(jié)能和暖通空調(diào)節(jié)能[4]。室內(nèi)按功能分區(qū)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，全空氣空調(diào)系統(tǒng)采取全新風運行或可調(diào)新風比的措施。項目空調(diào)冷凍水及大型全空氣空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備采用變頻控制方式。人員較多且集中的用房設(shè)置集中舒適性空調(diào)，采用水冷冷水機組。新風系統(tǒng)及全空氣系統(tǒng)均考慮變頻；各房間均可獨立控制溫度。

照明系統(tǒng)根據(jù)各場所功能要求、作息差異性、自然采光等因素確定。對于公共區(qū)域可采取定時、感應(yīng)等節(jié)能控制措施，或采用照度調(diào)節(jié)的節(jié)能控制裝置。給排水系統(tǒng)選用耐腐蝕、耐久性能、密閉性能好的管材管件；室外埋地管采用有效措施避免管網(wǎng)漏損。用水點供水壓力不大于0.20 MPa。地下室二層采用市政壓力直接供水，三層及以上采用變頻設(shè)備加壓供水。采用非傳統(tǒng)水源(雨水)，經(jīng)處理后回用于綠化灌溉和循環(huán)冷卻水補水。

3.3 生活便利與智慧運行

交通無障礙環(huán)境建設(shè)的完整性、連續(xù)性、系統(tǒng)性是保障老年人及殘障人士基本出行需求的基礎(chǔ)[5]。設(shè)計中考慮行動不便乘客的乘車需求，各空間均考慮設(shè)置無障礙電梯、標識等與國鐵或地方工程連接。

信息系統(tǒng)按照“安全實用、穩(wěn)定可靠、技術(shù)先進、投資合理、功能完善、擴展靈活、使用方便、維護簡單”的總體設(shè)計思路，通過對各類智能化信息的綜合應(yīng)用，集架構(gòu)、系統(tǒng)、應(yīng)用、管理及優(yōu)化組合為一體，使系統(tǒng)具有感知、傳輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧能力，提供安全、高效、便利及可持續(xù)發(fā)展功能環(huán)境的國際一流綜合交通樞紐。能連續(xù)24 h長期不間斷運行，滿足項目建成國際一流綜合交通樞紐的總體要求。通信信息系統(tǒng)設(shè)置交通樞紐綜合信息管理平臺，完成各通信信息子系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控管理、信息資源共享和系統(tǒng)功能的聯(lián)動，具備作為“五主三輔”交通樞紐運營中心的能力。

由于樞紐內(nèi)各運營主體的信息系統(tǒng)相對獨立，僅存儲管轄范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，各類信息的集中程度比較低，需要通過統(tǒng)一的樞紐數(shù)據(jù)資源管理中心實現(xiàn)與運輸企業(yè)的數(shù)據(jù)共享與交換[6]。通信信息系統(tǒng)在正常情況下保證交通樞紐安全高效運營、在緊急情況下能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楣┓罏?zāi)救援和事故處理的應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)。

3.4 環(huán)境宜居與健康舒適

景觀設(shè)計除滿足交通功能外，應(yīng)結(jié)合空間總體布局、建筑功能等以系統(tǒng)性、科學性及特色性構(gòu)建區(qū)域景觀系統(tǒng)[7]。項目場地內(nèi)綠化選擇適宜鄉(xiāng)土植物，采用喬灌結(jié)合的復(fù)層綠化形式，使場地內(nèi)綠化體系更富有層次感。種植區(qū)域覆土深度符合相關(guān)要求。項目下凹式綠地率達到60%。景觀設(shè)計充分考慮海綿城市設(shè)計要點，結(jié)合屋頂、廣場、道路設(shè)置種植屋面、透水地面、停車場、雨水花園、滯留地、下凹式綠地等，建立一個交通、游憩一體化的多維生態(tài)格局[8]。

大體量建筑群影響當?shù)仫L的正常走向，建筑物風環(huán)境涉及行人舒適、安全以及建筑的設(shè)計功能是否合理[9]。室外風環(huán)境的評價方法目前主要采用方法有風洞試驗、網(wǎng)絡(luò)法及數(shù)值計算方法。本項目模擬計算采用的Phoenics軟件，可以對本項目周邊風環(huán)境進行模擬分析。報告中綜合考慮流場、風速、風壓三個因素，對本項目周邊的風環(huán)境狀況進行分析評價，并進一步為其室內(nèi)自然通風適用性及舒適性分析提供參考數(shù)據(jù)(見圖4)。

圖4 夏季主導風速分布

地下室設(shè)置離心風機進行機械排風，機械補風量不小于排風量的80%。地下車庫設(shè)置CO濃度檢測系統(tǒng)，CO檢測點與通風系統(tǒng)聯(lián)動。聲環(huán)境設(shè)計應(yīng)盡可能簡單化、模塊化，用最少的投入獲得最大的收益[10]。項目設(shè)備集中放置，做好隔聲減震措施。外窗采用斷熱鋁合金低輻射中空玻璃幕墻及鋁合金裝飾格柵，具有較好的隔聲性能。外墻空氣聲隔聲性能采用隔聲構(gòu)造處理，綜合考慮其內(nèi)外表面敷設(shè)一定厚度的砂漿，內(nèi)墻可采用質(zhì)量較大材料，樓板的空氣聲隔聲性能，采用普通110 mm厚的鋼筋混凝土樓板。

3.5 建筑安全與耐久

目前，綠色建筑呈現(xiàn)出鮮明的發(fā)展趨勢，向更高質(zhì)量、更注重人文關(guān)懷與環(huán)境友好的方向轉(zhuǎn)變[11]。項目柱網(wǎng)間距采用9×12 m、18×20 m，靈活布置提升建筑適變性，減少室內(nèi)空間重新布置時對建筑構(gòu)件的破壞。建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)備管線分離設(shè)計的方式，既有利于建筑長壽化，又便于設(shè)備管線維護更新，從而達到延長建筑使用壽命目的。

填充墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，高厚比需滿足穩(wěn)定性計算要求。附屬設(shè)施通過焊接、鉚接或螺栓機械等方式連接；各類設(shè)備采用機械固定、焊接、預(yù)埋等牢固性構(gòu)件連接方式或一體化方式與建筑主體結(jié)構(gòu)可靠連接，明確連接方式、連接件材料及連接件的力學性能參數(shù)。

室內(nèi)給水系統(tǒng)采用銅管或不銹鋼管，電氣系統(tǒng)采用低煙低毒阻燃型線纜、礦物絕緣類不燃性電纜、耐火電纜等，提升建筑部品部件耐久性。門窗反復(fù)啟閉性能達到相應(yīng)產(chǎn)品標準的2倍，遮陽產(chǎn)品機械耐久性達到相應(yīng)產(chǎn)品標準的最高級，水嘴、閥門壽命達到相應(yīng)產(chǎn)品標準要求的1.5倍。結(jié)構(gòu)材料盡可能采用工業(yè)化生產(chǎn)的建筑預(yù)制構(gòu)件?；炷两Y(jié)構(gòu)中梁、柱縱向受力普通鋼筋采用不低于400 MPa級的熱軋帶肋鋼筋。

4 建筑信息模型(BIM)技術(shù)運用

通過BIM技術(shù)應(yīng)用，使項目建筑達到精細致設(shè)計與方案優(yōu)化、提高協(xié)同設(shè)計質(zhì)量與效率、交付與展示多樣化、輔助施工減少誤差的目的[12]。通過為施工的建筑和機電設(shè)備管線進行三維建模，并采用BIM技術(shù)可視化模型及管線碰撞檢測功能，對現(xiàn)有建筑信息模型的各專業(yè)管線綜合布置進行碰撞檢查，避免施工過程中的返工、停工等現(xiàn)象發(fā)生，減少設(shè)計變更以確保施工質(zhì)量和進度要求。向業(yè)主交付綜合管線BIM設(shè)計模型，預(yù)留BIM模型在施工、運營階段的應(yīng)用接口，使BIM設(shè)計模型應(yīng)用于工程全生命周期。

5 結(jié)束語

項目以低碳經(jīng)濟適用的綠色技術(shù)原則，在建筑全生命周期內(nèi)為旅客帶來最大實惠，提升了公共交通空間的性能與環(huán)境質(zhì)量。通過綠色技術(shù)研發(fā)及其在發(fā)展中的推廣應(yīng)用以及節(jié)約和集約利用能源，提高了能源利用率，減少碳排放。通過以自然系統(tǒng)和諧、人與自然和諧為基礎(chǔ)的社會和諧、經(jīng)濟高效、生態(tài)良性循環(huán)，形成互惠共生結(jié)構(gòu)，建成具有“舒適、健康、智能、安全”的公共生態(tài)環(huán)境空間。