超大型地下汽車庫交通設計探討

劉卉

(上海中森建筑工程審圖有限公司，上海 200062)

超大型地下汽車庫交通設計探討

劉卉

(上海中森建筑工程審圖有限公司，上海 200062)

以某地下汽車庫項目(約5 000輛)為例，將地下城的概念引入設計中，對超大型汽車庫的交通和功能流線組織進行了深入分析和探討，并對超大型地下汽車庫設計難點作了研究，以供參考。

超大型汽車庫，交通，地下城，設計

0 引言

現在超大型建設項目越來越多，項目規模越大，與之配套的停車數量也就越多。我國現行的JGJ 100—98汽車庫建筑設計規范和GB 50067—97汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范，對于大于500輛的汽車庫，除了要求必須設置3個出入口外，沒有其他規定。各地只有浙江省出臺過大于500輛汽車車庫的規定。該規定僅對車庫出入口的個數有描述，很難對設計進行指導。筆者查閱了一些超大型汽車庫的設計文件，發現很多設計只是將小型汽車庫的內容以“陣列”方式“堆”出一個超大型汽車庫。設計者并沒有意識到交通設計不到位所產生的危害。至于超大型汽車庫的人防、防火等安全問題，暫不在本文探討范圍。

筆者曾參與河南省一個約5 000輛地下汽車庫項目的設計。該項目規模龐大，建筑面積達22萬m2，給筆者留下了深刻的印象。下面結合該項目，談一下超大型地下汽車庫的交通和功能流線設計的體會。

1 5 000輛汽車的尺度

按照小型車停車位尺寸3 m×6 m計算，將5 000輛小型車一字排開，有30 km長。5 000輛小型車以時速5 km駛過地面坡道出口需要6 h。假設每輛車在收費口停留5 s且單向行駛，5 000輛車全部駛離車庫約需13 h。在墻、柱、行車道、設備用房等都沒有特殊要求的情況下，按照傳統方式設計一個車位約需30 m2～35 m2，5 000輛汽車大約需要建筑面積為15萬m2～17.5萬m2。

2 影響車庫交通設計的因素

2.1 基地周邊規劃環境

基地周邊環境和相關部門的要求決定了基地出入口個數和位置，從而決定了基地干道的分布、走向和寬度，以及高峰時段基地的車流方向。基地周邊環境還影響著基地內各個單體的性質、規模和位置，進而影響到地下車庫的范圍與規模。反之，5 000輛超大型汽車庫出入口高峰時段有大量汽車通行，也影響著基地主次干道的布置和地上建筑單體的布局。

2.2 基地總平面布置

基地總平面布置是影響車庫交通的一個重要因素。為了減少車庫對基地的不良影響，車庫出入口一般靠近基地出入口，并避開對噪聲敏感的建筑;垃圾車通道應避開餐飲等對衛生要求高的建筑;地上停車位應與地下車庫結合設計;無障礙車位應方便輪椅進出;工程車等大型車輛應設置專用出入口。

2.3 物業管理方式

物業管理方式也是影響車庫交通的一個重要因素。比如5 000輛車位中哪些是物業使用的，哪些用于出租，哪些用于出售。出租車位哪些是按年出租，哪些是按月租，哪些是臨時停車。有的車位高峰時段長期租給一方，等到夜間轉租給專門夜間使用的客戶。通過物業管理對車道和出入口進行劃分，比如哪些出入口是免費的，哪些出入口是收費的，哪些出入口供工程車等大型車輛通過，垃圾車走哪些車道，哪些出入口供物業使用等。為了減少車輛在收費口的滯留時間，是否安排部分車輛先柜臺交費再出車等。對物業管理做預見性的框架設計，這樣即便將來車庫發生變化，只要不脫離框架，都可從容應對。

3 將地下城的概念引入地下車庫的交通設計

當建筑規模大到一定程度時，建筑就會出現一些小城市的屬性。有人說:“某大學校園就像一個小城市”，其實該大學校園除了教學以外，還增加了很多城市的屬性。它融入了工作、生活、商業和娛樂等諸多因素。當車庫規模大到一定程度時，也會出現一些小城市的屬性。我們把車庫道路像城市道路那樣分成主干道、次干道和支路。當地下車庫發生堵車時，也可像城市道路那樣利用支路進行車輛分流。占地下車庫九成以上的普通車位也像住宅小區和組團那樣進行劃分。大型工程車車位、垃圾車和特種車車位等相當于城市里的工業區，這樣可減少干擾，方便管理。

JGJ 100—98汽車庫建筑設計規范規定不超過500輛的車庫需設2個出入口，超過則需設3個出入口。我們把不超過500輛的停車位設置成一個“停車區”，每個停車區相當于一個設有2個車行出入口的車庫(人員出入口另計)。這樣整個地下車庫就由若干停車區組成。停車區之間以次干道連通并由次干道匯集到主干道上。在停車區內部，其道路(相當于支路)按照汽車庫規范要求的寬度、轉彎半徑等設計，做法與普通的小型汽車庫一致。筆者參與的超大型地下車庫分為兩層，在基地四角各設置了1個單向雙車坡道聯通上下兩層，每層建筑面積約11萬m2。兩層共分為12個區，其中10個是不超過500輛的停車區，剩下2個分別是商業區和物業辦公及設備用房區。每個區的邊界同時也是防火分區和防煙分區的分界線。在此基礎上，每個區內部再各自劃分防火分區和防煙分區。

4 影響地下車庫車輛疏散時間的其他因素

4.1 汽車出入口的個數

出入口個數太少會導致高峰時段車輛阻塞。由于每個出入口都要占用大量的坡道面積，都要配置管理人員、管理用房和排水設施等，所以出入口也非越多越好。筆者接觸的超大型汽車庫僅設有10個車行出入口。

4.2 車行出入口的位置

車輛出入口位置是否合適，對減少車輛進出車庫的時間至關重要。車庫出入口應設在方便車流疏散且對地面建筑干擾小的位置，多靠近基地出入口。車庫出入口受多種因素影響，須經多方案比較論證后確定。

4.3 道路寬度和運行方式

在滿足規范要求的前提下，道路寬度是可以經過計算得出的量化值。當道路滿足不了汽車通過量時，可以用局部增加道路寬度(或車道數)的方法來調整。車庫道路多采用單向行駛的方式，這樣可以有效地減少堵車。

4.4 收費口通過時間

汽車收費出入口多采用“一桿一車”、刷卡或現金支付的模式，一般需要滯留3 s～10 s。收費點是車庫交通的最大瓶頸。一旦收費口產生阻塞，會導致部分車輛逆向開往其他出口，從而造成更大的阻塞。為了緩解該瓶頸的交通壓力:

一是可以調整部分車輛的使用時間，盡量避開上下班高峰時段;

二是部分采用月付費或營業廳付費再上車等方式;

三是使用激光掃描等先進付費方式。

4.5 汽車在地下車庫的行駛速度

經調查，地下車庫主干道的行駛速度約20 km/h(5.6 m/s)，次干道的行駛速度約為10 km/h(2.8 m/s)，支路的行駛速度約為5 km/h(1.4 m/s)，汽車在干道拐彎和坡道的行駛速度約10 km/h (2.8 m/s)，在坡道拐彎的行駛速度約5 km/h(1.4 m/s)。以上行駛速度是后文計算車庫通行能力的重要數據。

5 通過精確計算，消滅堵車

道路基本通行能力是單位時間內在單車道上，車道斷面通過的最大車輛數，用公式表示:N=1 000v/L0(輛/h)。其中，L0為最小車頭間距;v為行車速度。

在遇到突發狀況時，最小車頭間距即L0=Vt+L安+L車。其中，V為車速;t為制動過程行駛時間，包括駕駛員看到車和做出反應的時間，根據經驗一般為1.2 s～2 s，因地下車庫車速較慢，制動時間取1.2 s;L安為車輛安全距離，取1 m;L車為車輛長度，取5 m。

具體計算分支路，次干道和主干道三種情況:

支路基本通行能力:

行駛速度為5 km/h(1.4 m/s)，最小車頭間距L0=Vt+L安+ L車=1.4×1.2+1+5=7.68 m。其基本通行能力為N=1 000×5/ 7.68=651輛/h。

次干道基本通行能力:

行駛速度為10 km/h(2.8m/s)，最小車頭間距L0=2.8×1.2+ 1+5=9.36 m。

基本通行能力N=1 000×10/9.36=1 068輛/h。

主干道基本通行能力:

行駛速度為20 km/h(5.6m/s)。最小車頭間距為L0=2.8× 1.2+1+5=12.7 m。

基本道路通行能力N=20×1 000/12.7=1 575輛/h。

道路可能通行能力是指考慮到道路多車道和交通條件的影響，對道路基本通行能力進行修正后的通行能力，是道路所能承擔的最大交通量。地下車庫幾乎沒有非機動車和行人通行的干擾，其行駛環境比地面道路較為理想，所以對通行能力的折減一般僅考慮車道寬度和多車道系數的折減，詳見表1。

表1 車道寬度對道路通行能力的影響系數表

當單向車道數多于一條時，設計通行能力應予以折減。折算系數如表2所示。

表2 多車道通行能力折算率

以筆者參與的地下車庫為例，其道路是單向雙車道，車道寬3.25 m。其可能通行能力公式:N可能=N×K寬度×K車道數。

1)時速5 km時，N可能=651×0.96×1.89=1 181輛/h;2)時速10 km時，N可能=1 068×0.96×1.89=1 938輛/h;3)時速20 km時，N可能=1 575×0.96×1.89=2 858輛/h。

計算出各種車道可能通行能力后，再計算和調整地下車庫高峰時段關鍵部位的疏散時間。

1)每個停車區有兩個支路出入口，一進一出，500輛車需要500/1 181輛×60=25.4 min，即可全部駛入或駛出。

2)5 000輛車通過10個停車區的20個次干道連接口通向主干道，十進十出，需要5 000/10/1 938輛×60=15.5 min。

3)主干道通向10個出入口，上班高峰時段九進一出(即使上班高峰也難免有逆行車輛，為防止逆行造成混亂，保留1個出口供車出行)，5 000輛車需要5 000/9/2 858輛×60=11.67 min，即可全部駛入或駛出。

4)地下2層聯通地下1層的2 500輛車通過4個弧形坡道，上班高峰時段三下一上，需要2 500/3/1 181輛×60=42.35 min。

5)如10個出入口不用等候，上班高峰時段九進一出，5 000輛車需要5 000/9/1 938輛×60=17.2 min。

6)如每輛車在收費口停留5 s，5 000輛車需要5 000/9×5/60+ 17.2=63.5 min。

綜上所述，在不考慮空車位、部分高峰時段仍停在車庫的車輛(包括物業用車和工程車等)的情況下，5 000輛車全部駛入或駛出車庫收費口需63.5 min，收費點成為車輛行駛的第一大瓶頸。第二大瓶頸是4個地下2層連接地下1層的弧形坡道(需42.35 min)。我們以將出入口通行時間縮短到第二瓶頸的42.35 min為目標。為此把需要停留5 s的收費車設為X輛，則:5X/9+3 600X/9/ 1 938+3 600×(5 000-X)/9/1 938=2 541 s(即42.35 min)，得出X=2 716輛。因此，出售、物業使用、按月交費、營業廳交費的車位總數應安排為5 000-2 716=2 284輛。假如再壓縮第二大瓶頸的通過時間，則必須增加通向地下2層的車道寬度、車道數量甚至于增加坡道數量，這樣做，成本將大幅提高。

雖然車輛等待最長時間42.35min還有些長，安排2 716輛普通收費車也未必一定能做到面面俱到。但是只要在設計中按照上述計算方法從解決瓶頸入手，設計者便可根據建設方的需求，通過調整出入口個數、車道寬度、車道數、車位屬性、付費方式、物業管理辦法等，得出最優化的解決方案。希望筆者對超大型地下汽車庫的交通和功能流線設計的點滴經驗，對超大型地下汽車庫設計難點提供參考。

［1］ JGJ 100—98，汽車庫建筑設計規范［S］.

［2］ GB 50067—97，汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范［S］.

［3］ 張小濤.超大型多層地下停車庫交通組織研究［J］.科技創新與應用，2013(9):51-54.

On exploration for traffic design for super-large underground garage

Liu Hui

(Shanghai Johnson Architectural＆Engineering Checkup Co．，Ltd，Shanghai200062，China)

Taking some underground garage program with the capacity about5 000 cars，the paper leads the underground city to the design，analyzes the traffic and functional streamline organization of the super-large garages，and studies the design difficulties for the super-large underground garages，so as to provide some reference.

super-large garage，traffic，underground city，design

TU984.191

A

1009-6825(2015)29-0010-03

2015-08-05

劉 卉(1977-)，男，工程師