□文/孫 靚
車輛基地是地鐵建設(shè)中重要的組成部分,一般投資在4億~8億元人民幣,占工程總投資的4%~8%,是地鐵建設(shè)的主要控制環(huán)節(jié)之一[1]。
新建呼和浩特市城市軌道交通1號(hào)線一期工程三間房大架修車輛基地位于呼和浩特市土默特左旗區(qū)域內(nèi),鄂爾多斯西街以南、京包鐵路以東、呼準(zhǔn)鐵路(西二環(huán)快速路)以西,三間房地區(qū)中間地塊內(nèi),占地約2.41 hm2,總建筑面積12.5萬m2。根據(jù)1號(hào)線布局及功能定位,三間房大架修車輛基地功能定位為路網(wǎng)性大架修段。
根據(jù)呼和浩特地區(qū)文化特征,從場地、氣候、自然條件和都市文脈中思考、設(shè)計(jì),地域性建筑的微氣候設(shè)計(jì)方法成為本工程場地設(shè)計(jì)特點(diǎn)。通常地鐵車輛基地工程被鎖定在了一個(gè)牢不可破的方案模式中,未曾改變也不可改變[2],因此如何將地域文化特征恰當(dāng)運(yùn)用在建筑立面,成為本工程設(shè)計(jì)重難點(diǎn)之一;而滿足人體活動(dòng)的舒適性與安全性以及防水構(gòu)造等細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)成為本工程設(shè)計(jì)的另一個(gè)重難點(diǎn)。
呼和浩特市屬典型的蒙古高原大陸性氣候,四季氣候變化明顯,年溫差大,日溫差也大。春季干燥多風(fēng),冷暖變化劇烈;夏季短暫、炎熱、少雨;秋季降溫迅速,常有霜凍;冬季漫長、嚴(yán)寒、少雪。極端最低氣溫在-41.5℃。在這種特殊氣候條件下,車輛基地的選址與外部環(huán)境設(shè)計(jì)顯得尤為重要與關(guān)鍵,車輛基地設(shè)計(jì),應(yīng)貫徹節(jié)約用地、節(jié)約能源和資源的方針[3]。
尊重氣候條件,為避免冬季冷空氣在凹地形成建筑物的“霜洞”效應(yīng),經(jīng)過實(shí)地踏勘,選址在一片現(xiàn)狀較為平坦的農(nóng)田內(nèi),周邊無高層建筑,多為一層磚房,125 m以外有6層磚混結(jié)構(gòu)住宅小區(qū)。
為使車輛基地建筑群避免外來因素干擾而增加負(fù)荷,盡量少受輻射干擾,車輛基地用地范圍邊線距離西側(cè)京包鐵路最近點(diǎn)為200 m,距離東側(cè)呼準(zhǔn)鐵路560 m。
位址選定后,研究其微氣候特征,通過合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)來改善既有的微氣候環(huán)境,創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境。
3.2.1 場地風(fēng)環(huán)境
場地良好的風(fēng)環(huán)境可以通過建筑規(guī)劃布局來實(shí)現(xiàn),利用風(fēng)壓、熱壓產(chǎn)生的空氣流動(dòng)帶走室內(nèi)熱量,是有效的降溫方式,改善空氣品質(zhì)又降低空調(diào)能耗。
呼和浩特市屬于嚴(yán)寒地區(qū),綜合考慮冬夏兩季的舒適性,建筑群體布局采用錯(cuò)列式布局,左右錯(cuò)開,既保證夏季良好的通風(fēng),又在冬季阻擋寒風(fēng)侵入建筑群。根據(jù)車輛基地特有的功能需求,建筑群體分為三部分:生活辦公區(qū)、大型檢修區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)。
生活辦公區(qū)包含綜合樓、培訓(xùn)中心及職工之家,由于出入口布局與場地限制等因素,三個(gè)單體的布局形成封閉式。生活辦公區(qū)東側(cè)留出43 m開敞空間;打破了封閉空間布局,風(fēng)的出口小、流速減弱的狀況,使生活辦公區(qū)周邊降低大量的負(fù)壓,利于自然通風(fēng)。大型檢修區(qū)中兩個(gè)大體量單體,即停車列檢庫與聯(lián)合檢修庫左右錯(cuò)列布置,符合場地風(fēng)環(huán)境要求。輔助生產(chǎn)區(qū)受工藝流程特定要求,工程車庫、材料棚、物資總庫及蓄電池間分散布置,類似自由式布置,既保證夏季良好的通風(fēng),又在冬季阻當(dāng)寒風(fēng)侵入建筑群。總體布局三組建筑群體分散布置,相當(dāng)于增大了建筑距離,可以減弱風(fēng)速的衰減。
冬春季多大風(fēng),用地范圍線內(nèi)退3 m設(shè)置實(shí)體圍墻。圍墻的布局不僅起到界定用地范圍的作用,而且起到充分阻擋冬季的寒風(fēng)和春季的風(fēng)沙作用,建筑避風(fēng)節(jié)能效果極為顯著。
3.2.2 綠化環(huán)境調(diào)節(jié)微氣候
由于呼和浩特地區(qū)冬季漫長且霧霾天氣出現(xiàn)頻率高,因此良好的綠化環(huán)境是車輛基地總圖設(shè)計(jì)重要環(huán)節(jié)。
三間房車輛基地因其特定的功能定位,段內(nèi)無法種植大面積高大喬木,否則車輛入段遮擋司機(jī)視線;場地內(nèi)大面積的股道用地?zé)o綠化,也無任何遮陽構(gòu)筑物,這種特殊的場地形式如果不進(jìn)行必要的綠化設(shè)計(jì)必定會(huì)產(chǎn)生夏季“熱島”現(xiàn)象。因此在建筑單體周邊種植灌木,廠區(qū)道路兩側(cè)種植喬木,采用常綠植物做成風(fēng)障,設(shè)置在建筑物的冬季迎風(fēng)面,使風(fēng)速降到原來的30%。
結(jié)合海綿城市設(shè)計(jì)理念,段內(nèi)分散設(shè)置雨水調(diào)節(jié)池,生活辦公區(qū)設(shè)置2處,預(yù)留用地南側(cè)設(shè)置1處,輔助生產(chǎn)區(qū)設(shè)置4處,共計(jì)7處;滿足城市接駁條件下,自行消納雨水。調(diào)節(jié)池結(jié)合景觀設(shè)計(jì),為調(diào)節(jié)車輛基地內(nèi)微氣候起到不可或缺的作用,同時(shí)通過“景觀式辦公”的全新理念,營造了高效率、高舒適度的辦公空間,激發(fā)員工的工作積極性和設(shè)計(jì)創(chuàng)作的熱情。見圖1。
三間房車輛基地為盡端式車輛段,整個(gè)車輛基地既要滿足工藝流程又要按功能分區(qū)布置,滿足生產(chǎn)的使用要求及辦公和生活的需要;生產(chǎn)區(qū)和辦公生活區(qū)的布置力求分區(qū)明確、布局合理、聯(lián)系方便簡捷;整個(gè)基地由于用地面積較大,設(shè)置3個(gè)對(duì)外出入口,區(qū)域內(nèi)有環(huán)狀道路供消防與物資車、救援車及人員使用。
由西向東主要設(shè)置綜合樓及培訓(xùn)中心、職工之家三個(gè)單體布置在基地的西北角并在培訓(xùn)中心西南角設(shè)置一處對(duì)外出入口;職工之家東側(cè)設(shè)置停車列檢庫,與停車列檢庫平行的洗車庫及鏇輪庫平行布置在基地北側(cè),聯(lián)合檢修庫平行停車列檢庫布置在基地的南側(cè);基地的東南角布置工程車庫、材料棚、蓄電池間及物資總庫,物資總庫北側(cè)靠近咽喉區(qū)設(shè)置信號(hào)樓,方便對(duì)咽喉區(qū)進(jìn)行監(jiān)控和嘹望。另外為方便物資進(jìn)出庫,在物資庫南側(cè)設(shè)置第二處對(duì)外出入口;線路咽喉區(qū),基地東北側(cè)設(shè)置混合變電所、試車線用房、廢水處理站等配套設(shè)備房間,在線檢測棚東側(cè)設(shè)置第三處對(duì)外出入口。房屋間距除滿足防火間距要求外,兼顧考慮景觀綠化美觀要求?;刂鞲傻赖缆穼挾? m,基于交通運(yùn)輸、敷設(shè)管道、消防通道的要求。見圖2。
停車列檢庫主要功能是負(fù)責(zé)車輛的停放,對(duì)運(yùn)用車輛的技術(shù)檢查及一般故障的臨時(shí)處理,車內(nèi)清掃、定期消毒等。列檢庫主體地上一層,局部二層,總建筑面積約28 695 m2,建筑高度11.70 m,庫區(qū)屋面最大跨度30 m;排架結(jié)構(gòu)體系,局部二層為框架結(jié)構(gòu)體系,大庫屋面采用鋼骨架輕型屋面板,樓面采用現(xiàn)澆梁板;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限50 a,火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為戊類。
停車列檢庫采用盡端式布置形式,共設(shè)34列位,其中17個(gè)列檢列位,17個(gè)停車列位。整個(gè)建筑體總長276.76 m、寬24.66 m。當(dāng)建筑物沿街道部分的長度>150 m或總長度>220 m時(shí),應(yīng)設(shè)置穿過建筑物的消防車道[4]。由于長度過大,無法滿足消防救援要求,因此在列檢列位與停車列位之間設(shè)置一道消防通道。邊跨辦公房間為信號(hào)、通信、工藝檢修設(shè)備房間及辦公房間組成,除設(shè)置直通室外的出入口,均設(shè)置通往庫區(qū)防火門(邊跨房間與大庫為兩個(gè)不同防火分區(qū))。
停車列檢庫的總體設(shè)計(jì)以地域特色為主,呈現(xiàn)蒙古歷史建筑的記憶,采用鋼骨架輕型屋面板、實(shí)墻窄窗的設(shè)計(jì)手法且使用極其富有民族特點(diǎn)的元素,使得整個(gè)建筑厚重之外更富有親和力,充分尊重呼市地區(qū)獨(dú)特的氣候環(huán)境和地域文化,表達(dá)既有當(dāng)代時(shí)代特征,又蘊(yùn)含地域特色的工業(yè)建筑新形象。見圖3。
圖3 檐口女兒墻局部
三間房車輛基地設(shè)計(jì)初期就將一些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮,比如人體尺寸的應(yīng)用。列檢列位設(shè)置柱式檢查坑,文獻(xiàn)[3]要求柱式檢查坑深度:鋼軌內(nèi)側(cè)宜為1.3~1.5 m,鋼軌外側(cè)宜為1.1 m。大部分地鐵車輛基地?zé)o論是停車列檢庫還是聯(lián)合檢修庫,檢查坑深度均設(shè)置1.4 m便可滿足功能需求。但是,內(nèi)蒙人相比較其他民族骨架較寬,身材魁梧,結(jié)合人體活動(dòng)的舒適性和安全性要求;另外考慮到檢查坑內(nèi)為受限作業(yè)空間,受限空間設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)從實(shí)際的作業(yè)及活動(dòng)的需要和特點(diǎn)出發(fā),考慮體位、姿勢及肢體的各個(gè)方向活動(dòng)范圍,考慮實(shí)用工具的空間[5],檢查坑內(nèi)還兼具通道的作用,綜合以上因素,三間房車輛段檢查坑深度采用1.5 m的尺度。見圖4。
停車列檢庫屋面采用鋼骨架輕型屋面板材,根據(jù)其屋面板版型特點(diǎn),對(duì)屋面的天窗與天溝的定位提出了更細(xì)致的要求。通常情況下,庫房采用鋼筋混凝土框架體系,在這一體系下,天溝與天窗的定位更多的是滿足功能與建筑外立面要求即可。結(jié)合實(shí)際情況,建筑專業(yè)與結(jié)構(gòu)專業(yè)共同商定,將屋面板選型確定為板長6 m、寬1.5 m,屋面板尺寸確定后,天窗的位置除了滿足使用功能要求,天窗寬度也隨之確定下來,天窗寬度與屋面板同寬,這樣一來,無論是施工難度、防水做法都能更好的處理,不會(huì)出現(xiàn)由于天窗寬度過大或過小,需要現(xiàn)場切割屋面板,增加施工難度。天溝位置的確定需要結(jié)合屋面板排布考慮,可將天溝附近的屋面板寬度調(diào)整為1.2 m,滿足天溝雨水流量要求。
圖4 停車列檢庫檢查坑
本工程從策劃開始,逐步實(shí)現(xiàn)建設(shè)場地、建筑形式、工程技術(shù)和諧共生;使之成為適用經(jīng)濟(jì)發(fā)展及科技進(jìn)步需要的工業(yè)建筑設(shè)計(jì),也不失地區(qū)特點(diǎn)的地鐵車輛基地建筑新形象。