關于西安地鐵風亭建設和后期管理的幾點建議*

韓 云 趙 蕾 朱常琳

(西安建筑科技大學環(huán)境與市政工程學院,710055,西安∥第一作者,碩士研究生)

風亭是地鐵車站及區(qū)間隧道與外界進行空氣交換的端口,是地鐵通風空調系統(tǒng)不可缺少的部分。作為地鐵線路和車站的地上附屬建筑,每一個區(qū)間段或車站附近都須設3～8個風亭。地鐵沿線的風亭數(shù)目增多,會帶來與城市規(guī)劃及建筑風格難以和諧、影響周邊空氣質量、噪聲大等一系列問題。對于建筑特色鮮明的古城西安,如何在滿足通風功能的前提下做到風亭與城市景觀協(xié)調融合,是地鐵建設初期值得重視的問題。為此,筆者對廣州地鐵地面附屬建筑物進行了實地調研和周邊環(huán)境的實測,指出存在的問題,并對西安地鐵風亭建設提出幾點建議。

1 地鐵風亭的分類和設置原則

1.1 地鐵風亭的分類

按照通風功能來分,地鐵風亭包括新風亭、排風亭和活塞風亭。根據(jù)地面可獲得的建設風亭的空間狀況不同,各風亭可以分設也可以合建。活塞風亭的風道長度以小于40 m為宜。為防止灰塵進入地鐵車站,一般新風亭風口距地面2 m以上。各風亭口間距應不小于5 m,以避免風亭間相互串風,確保車站和區(qū)間的空氣品質。

按照建造形式,地鐵風亭大致可分為三種形式：

(1)獨立布置的有蓋風亭。作為獨立設置的有頂蓋建筑物,其高度約為3～12 m,多采用鋼筋混凝土框架結構,通過風亭側墻出風,可包含一個或多個風口,占地面積較大,通風效果良好,不需要采取專門的防雨和防淹措施。若有蓋風亭臨近地鐵出入口時,應使出入口方向與風亭的排風口及活塞風口錯開,或保持5 m以上的水平距離,以防止排出的氣體經(jīng)出入口重新進入車站內。這種風亭造價較高,設計和建造時應盡可能使其外形與周圍建筑風格保持協(xié)調一致,成為城市中的系列建筑小品。

(2)獨立布置的敞口風亭。這種風亭形式簡潔,可分為敞口矮風亭和敞口高風亭。敞口矮風亭需滿足防淹的最低高度要求,一般適用于地面空間較大、周圍衛(wèi)生條件較好(如有綠化的廣場或綠化率較高的公園等處),以及較開闊的城鄉(xiāng)結合部。敞口風亭初次投資低,但需要加設排水設施(如排污泵等)進行定期或雨季排污,并安排人員定期打掃,運行費用會有所增加。

(3)與建筑物合建的風亭。將風亭作為建筑物的一部分與既有建筑、同步建設的建筑或待建建筑合建。這種方式能夠解決車站附近用地緊張的問題,對已有周圍建筑的布局影響較小。但是,其通風效果因合建建筑的約束會受到一定程度的影響,且對建筑周圍局部范圍內的空氣品質影響較大。這種風亭主要適用于地面建筑物較密集、沒有條件設置獨立風亭的情況下,如城市繁華地段及人流密集的商業(yè)區(qū)等。

1.2 地鐵風亭的設置原則

地鐵風亭作為城市景觀的構成部分,可成為城市文化的載體。應根據(jù)車站的位置、地面現(xiàn)有建筑物的狀況,綜合考慮地面未來建筑及道路的規(guī)劃等來確定風亭的設置位置,盡量避免過長的風井,以免影響通風效果。采取與地面既有建筑合建的方案時,應盡量以最小的代價對已有建筑進行改造,避免破壞建筑的主體結構,尋找安置風亭的最佳部位以達到最佳的通風效果。采用與未來規(guī)劃建筑合建的方案時,應考慮未來建筑的形狀、風格和功能,來確定風亭的開口方向、尺寸,以減小對周圍環(huán)境的影響。

2 關于西安地鐵風亭建設的思考

西安作為古都,城市的發(fā)展格局為十字網(wǎng)格狀。其地鐵線路的規(guī)劃亦保留了十字交叉、貫通東西南北的風格。沿地鐵主干線路的已有道路和建筑狀況如圖1所示。結合西安的城市特色和氣候特點,筆者提出以下幾點建議,供地鐵建設者參考。

2.1 合建風亭可作為西安老城區(qū)內的優(yōu)先方案

在周圍既有建筑較密集的區(qū)域設置地鐵風亭時,應優(yōu)先考慮采用與地面建筑相結合的方案。這一方案在廣州的地鐵風亭設置中很多見。例如：廣州地鐵3號線華師站——崗頂站區(qū)間活塞風亭(含上下行線路兩個風口)充分利用華師操場看臺側下部月牙形空間,與其圍墻合建,風亭采用了與原圍墻統(tǒng)一風格的材料和用色,保持了與周邊景觀和諧統(tǒng)一。崗頂站C出口處于人流密集的商業(yè)地段,設置了與商業(yè)大廈合建的風亭(見圖2);各風亭間隔和位置都符合地鐵設計規(guī)范要求,風口氣流對人流不會造成明顯的不良影響,可保證良好的通風效果。

圖1 西安地鐵沿線地面道路及建筑分布圖

圖2 崗頂站的合建風亭

但是,風亭與建筑合建時一定要注意盡可能減小對周圍環(huán)境的影響。例如,華師站E出口排風亭和活塞風亭的風口分設在某3層學生宿舍樓的2層上(見圖3)。它雖符合《地鐵設計規(guī)范》中“設于路邊的風亭開口底邊距地面高度不小于2 m”的要求,風口間隔亦大于5 m,活塞風口面積為4.0 m×2.5 m,機械風口設2個,風口截面積均為4.0 m×3.0 m;但在2008年7月 29日11：00對機械風口的排風速度進行現(xiàn)場實測時(室外溫度為31.4℃,風速為0.5 m/s,風速測點分別選在距2層樓地面為1.8 m、1.0 m和0.5 m的高度上),測得風口格柵外的局部迎面風速分別為4.9 m/s、4.38 m/s和3.95 m/s,出風溫度約為 29.7℃,0.5 m高度處的出風溫度為30.0℃。可見,風亭格柵局部迎面風速大于4 m/s。這很可能是受建筑構造限制而使氣流擴散不暢的緣故。風速過大,易對過往行人造成強烈的吹風感,也導致風亭口附近噪聲較大。

圖3 設置于建筑2層的風亭出風口

對于氣候濕熱的廣州,吹風對行人不會帶來太強烈的不適感。但是,在氣候干燥炎熱的地區(qū),設計時就必須注意這一點。如利用建筑來提高風亭出風口的高度,使排風及活塞風能夠迅速在周圍自由擴散,避免隧道風井進、出口污濁的熱濕氣流對主干道行人造成不適的吹風影響。

西安城墻以內的老城區(qū)人流密度大、商業(yè)建筑多、高度有限、道路較窄,為降低風亭對城市景觀和周圍環(huán)境的影響,可優(yōu)先考慮與既有建筑合建風亭的方案。

2.2 敞口風亭應重視防塵和及時清掃

敞口風亭的結構簡單,造價低,若能夠得到廣泛應用,則可減少地鐵的造價,也因其隱蔽性而減少對周圍環(huán)境的影響。例如,廣州地鐵3號線的大石站和番禺廣場站、4號線的官洲站B出口等均采用了敞口矮風亭。這些車站人流較少,地面建筑數(shù)量不多,植被很好。官洲站B出口處的矮風亭如圖4所示,風口高度能夠達到防淹要求,風井底部設有排水設施,開口處裝有安全格柵,符合規(guī)范對矮風亭的要求。該風亭機械風口尺寸為4 m×5 m,活塞風口尺寸為4 m×5 m,新風井口尺寸為3 m×3 m。2008年8月2日13：00時,室外溫度33.4 ℃,風速0.25 m/s,測得機械風井出口風速為0.45 m/s,出風溫度為36℃;新風井口風速為1.25 m/s,進風溫度為33.3℃;有列車經(jīng)過時,活塞風井出口風速為0.78 m/s,出風溫度為34.1℃。各風口參數(shù)均符合設計規(guī)范的要求。

圖4 官洲站的矮風亭

西安地鐵線路穿越周邊的城鄉(xiāng)過渡區(qū)和遠郊區(qū),道路寬闊,對設置風亭的限制較少,有許多符合設置敞口矮風亭的環(huán)境,如大雁塔、鼓樓廣場、張家堡、北郊和東郊城鄉(xiāng)結合部等處,可以優(yōu)先考慮采用敞口風亭。但是,西安地處黃土高原,干燥,灰塵較大,采用敞口矮風亭方案時,應重視對周邊的綠化,重視定時進行清掃。

2.3 注重風亭建筑形式的多樣性及與周圍建筑環(huán)境的和諧

風亭是體現(xiàn)城市風格和特色的一種重要載體,應力求與周圍環(huán)境完美融合。例如,廣州地鐵1號線烈士陵園站的風亭帽就采用了與烈士陵園大門及圍墻風格和色調一致的琉璃瓦,風口百葉在烈士陵園中樹木的掩映下不顯得十分醒目,沒有因為其后建及功能特殊而對周圍環(huán)境造成不良的影響(見圖5)。又如,廣州地鐵2號線越秀公園站一端的獨立有蓋風亭在平面上作了擴展處理,通過不同方向出風或吸風,保持了5 m以上的風口距離,壓縮了風亭的總體高度;新風、排風和區(qū)間活塞風井共4個風口,采取分格處理的風口格柵,與背后建筑玻璃窗分格呼應,裝修及用色互相協(xié)調,突出了輕巧、現(xiàn)代的特點,減少了對后面建筑主立面的影響。再如,客村站設在珠影集團門口的風亭;其造型給城市送去了一份藝術和時尚(見圖6),它用富有動感的曲線取代了剛勁挺拔的直線作為建筑的輪廓,形式活潑,其曲線化造型也與珠影的功能相符合。天河體育場等車站的風亭也以簡單的曲線化建筑形式與周圍的建筑風格保持了和諧的依存關系。

圖5 烈士陵園站地鐵風亭

地鐵風亭外形靈活多樣,設計時應避免機械地生搬硬套,避免風亭造型過于單一。設計人員應充分重視地鐵站及地面附屬建筑的美學效果,使風亭的外型更加多樣化,與城市的文化氛圍和建筑風格相匹配。這對于歷史文化名城西安來說是至關重要的。西安古建筑和近代仿古建筑眾多,不同區(qū)域建筑風格差異很大,因此,設計風亭時應相應地保持與所在地段的建筑及環(huán)境的和諧。如在老城區(qū)附近的地鐵風亭,可力求與周圍的古建筑及仿古建筑風格統(tǒng)一;2號線南門站風亭與雄偉壯觀的明城墻的配合、大雁塔南北廣場站風亭與千年古剎間的配合等,都應反復論證和比較來確定。而在穿越高校密集的南郊和東郊的線路段,可考慮利用校園中較大的綠地來設置風亭。

圖6 客村站的曲線化風亭

2.4 注重風亭的后期化管理,確保其通風功能,減少對環(huán)境的影響

地鐵風亭對站內的空氣品質、防排煙效果有決定性作用,所以,風亭的日常管理是一項不容忽視的工作。廣州地鐵對風亭的管理理念很先進,但仍存在一些管理方面的問題。比如,客村站的風亭超過1/3的風口有效面積受到廣告設施的遮擋(見圖7),這會嚴重影響到風亭的通風及排煙功能的正常發(fā)揮。筆者認為,地鐵的運營管理應將經(jīng)濟效益置于系統(tǒng)正常安全運行之后。

圖7 受到遮擋的風亭

另外,地鐵排風亭中的風機是長期的低頻噪聲源,影響范圍為6～20 m。為減小其影響,應盡量選用小風量、低風壓、聲學性能優(yōu)良的風機,必要時應在風亭出風口加消聲百葉或者在風機上加裝消聲器。

由于排風時會攜帶隧道及站內各類裝修材料散發(fā)的有機揮發(fā)氣體及積塵,因此,定期對地鐵進風、排風系統(tǒng)及其過濾裝置進行清潔也是一項值得長期重視的工作。

3 結語

在滿足地鐵風亭通風功能的前提下,通過多樣化的風亭型式來保持其與地面建筑及周邊環(huán)境的和諧,是承載城市文化、渲染城市特色的一種方式,在地鐵工程設計中應得到重視。采取合理的設計方案、設備配置和科學的管理,可以減小排風及活塞風對周邊熱環(huán)境及空氣品質的影響,降低噪聲。

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