嚴寒地區地鐵車輛基地建筑設計

□文/孫 靚

車輛基地是地鐵建設中重要的組成部分，一般投資在4億～8億元人民幣，占工程總投資的4%～8%，是地鐵建設的主要控制環節之一[1]。

1 工程概況

新建呼和浩特市城市軌道交通1號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域內，鄂爾多斯西街以南、京包鐵路以東、呼準鐵路（西二環快速路）以西，三間房地區中間地塊內，占地約2.41 hm2，總建筑面積12.5萬m2。根據1號線布局及功能定位，三間房大架修車輛基地功能定位為路網性大架修段。

2 工程重難點

根據呼和浩特地區文化特征，從場地、氣候、自然條件和都市文脈中思考、設計，地域性建筑的微氣候設計方法成為本工程場地設計特點。通常地鐵車輛基地工程被鎖定在了一個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運用在建筑立面，成為本工程設計重難點之一；而滿足人體活動的舒適性與安全性以及防水構造等細節設計成為本工程設計的另一個重難點。

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，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境設計顯得尤為重要與關鍵，車輛基地設計，應貫徹節約用地、節約能源和資源的方針[3]。

3 場地設計

3.1 建筑選址

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，經過實地踏勘，選址在一片現狀較為平坦的農田內，周邊無高層建筑，多為一層磚房，125 m以外有6層磚混結構住宅小區。

為使車輛基地建筑群避免外來因素干擾而增加負荷，盡量少受輻射干擾，車輛基地用地范圍邊線距離西側京包鐵路最近點為200 m，距離東側呼準鐵路560 m。

3.2 外部環境設計

位址選定后，研究其微氣候特征，通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境，創造建筑節能的有利環境。

3.2.1 場地風環境

場地良好的風環境可以通過建筑規劃布局來實現，利用風壓、熱壓產生的空氣流動帶走室內熱量，是有效的降溫方式，改善空氣品質又降低空調能耗。

呼和浩特市屬于嚴寒地區，綜合考慮冬夏兩季的舒適性，建筑群體布局采用錯列式布局，左右錯開，既保證夏季良好的通風，又在冬季阻擋寒風侵入建筑群。根據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、大型檢修區、輔助生產區。

生活辦公區包含綜合樓、培訓中心及職工之家，由于出入口布局與場地限制等因素，三個單體的布局形成封閉式。生活辦公區東側留出43 m開敞空間；打破了封閉空間布局，風的出口小、流速減弱的狀況，使生活辦公區周邊降低大量的負壓，利于自然通風。大型檢修區中兩個大體量單體，即停車列檢庫與聯合檢修庫左右錯列布置，符合場地風環境要求。輔助生產區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，又在冬季阻當寒風侵入建筑群。總體布局三組建筑群體分散布置，相當于增大了建筑距離，可以減弱風速的衰減。

冬春季多大風，用地范圍線內退3 m設置實體圍墻。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和春季的風沙作用，建筑避風節能效果極為顯著。

3.2.2 綠化環境調節微氣候

由于呼和浩特地區冬季漫長且霧霾天氣出現頻率高，因此良好的綠化環境是車輛基地總圖設計重要環節。

三間房車輛基地因其特定的功能定位，段內無法種植大面積高大喬木，否則車輛入段遮擋司機視線；場地內大面積的股道用地無綠化，也無任何遮陽構筑物，這種特殊的場地形式如果不進行必要的綠化設計必定會產生夏季“熱島”現象。因此在建筑單體周邊種植灌木，廠區道路兩側種植喬木，采用常綠植物做成風障，設置在建筑物的冬季迎風面，使風速降到原來的30%。

結合海綿城市設計理念，段內分散設置雨水調節池，生活辦公區設置2處，預留用地南側設置1處，輔助生產區設置4處，共計7處；滿足城市接駁條件下，自行消納雨水。調節池結合景觀設計，為調節車輛基地內微氣候起到不可或缺的作用，同時通過“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，激發員工的工作積極性和設計創作的熱情。見圖1。

3.3 建筑總布局

三間房車輛基地為盡端式車輛段，整個車輛基地既要滿足工藝流程又要按功能分區布置，滿足生產的使用要求及辦公和生活的需要；生產區和辦公生活區的布置力求分區明確、布局合理、聯系方便簡捷；整個基地由于用地面積較大，設置3個對外出入口，區域內有環狀道路供消防與物資車、救援車及人員使用。

由西向東主要設置綜合樓及培訓中心、職工之家三個單體布置在基地的西北角并在培訓中心西南角設置一處對外出入口；職工之家東側設置停車列檢庫，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，聯合檢修庫平行停車列檢庫布置在基地的南側；基地的東南角布置工程車庫、材料棚、蓄電池間及物資總庫，物資總庫北側靠近咽喉區設置信號樓，方便對咽喉區進行監控和嘹望。另外為方便物資進出庫，在物資庫南側設置第二處對外出入口；線路咽喉區，基地東北側設置混合變電所、試車線用房、廢水處理站等配套設備房間，在線檢測棚東側設置第三處對外出入口。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。基地主干道道路寬度7 m，基于交通運輸、敷設管道、消防通道的要求。見圖2。

4 停車列檢庫建設計

停車列檢庫主要功能是負責車輛的停放，對運用車輛的技術檢查及一般故障的臨時處理，車內清掃、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，庫區屋面最大跨度30 m；排架結構體系，局部二層為框架結構體系，大庫屋面采用鋼骨架輕型屋面板，樓面采用現澆梁板；建筑結構設計使用年限50 a，火災危險等級為戊類。

停車列檢庫采用盡端式布置形式，共設34列位，其中17個列檢列位，17個停車列位。整個建筑體總長276.76 m、寬24.66 m。當建筑物沿街道部分的長度＞150 m或總長度＞220 m時，應設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置一道消防通道。邊跨辦公房間為信號、通信、工藝檢修設備房間及辦公房間組成，除設置直通室外的出入口，均設置通往庫區防火門（邊跨房間與大庫為兩個不同防火分區）。

停車列檢庫的總體設計以地域特色為主，呈現蒙古歷史建筑的記憶，采用鋼骨架輕型屋面板、實墻窄窗的設計手法且使用極其富有民族特點的元素，使得整個建筑厚重之外更富有親和力，充分尊重呼市地區獨特的氣候環境和地域文化，表達既有當代時代特征，又蘊含地域特色的工業建筑新形象。見圖3。

圖3 檐口女兒墻局部

5 細節設計

5.1 檢查坑深度確定

三間房車輛基地設計初期就將一些細節設計優先考慮，比如人體尺寸的應用。列檢列位設置柱式檢查坑，文獻［3］要求柱式檢查坑深度：鋼軌內側宜為1.3～1.5 m，鋼軌外側宜為1.1 m。大部分地鐵車輛基地無論是停車列檢庫還是聯合檢修庫，檢查坑深度均設置1.4 m便可滿足功能需求。但是，內蒙人相比較其他民族骨架較寬，身材魁梧，結合人體活動的舒適性和安全性要求；另外考慮到檢查坑內為受限作業空間，受限空間設計應當從實際的作業及活動的需要和特點出發，考慮體位、姿勢及肢體的各個方向活動范圍，考慮實用工具的空間[5]，檢查坑內還兼具通道的作用，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。

5.2 屋面天窗與天溝位置確定

停車列檢庫屋面采用鋼骨架輕型屋面板材，根據其屋面板版型特點，對屋面的天窗與天溝的定位提出了更細致的要求。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。結合實際情況，建筑專業與結構專業共同商定，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，不會出現由于天窗寬度過大或過小，需要現場切割屋面板，增加施工難度。天溝位置的確定需要結合屋面板排布考慮，可將天溝附近的屋面板寬度調整為1.2 m，滿足天溝雨水流量要求。

圖4 停車列檢庫檢查坑

6 結語

本工程從策劃開始，逐步實現建設場地、建筑形式、工程技術和諧共生；使之成為適用經濟發展及科技進步需要的工業建筑設計，也不失地區特點的地鐵車輛基地建筑新形象。