摩天輪式立體車庫設(shè)計(jì)研究

陸金生 陳園園

關(guān)鍵詞：多樣化需求;立體車庫;摩天輪式;三維立體模型

“立體車庫”概念的出現(xiàn)是為了緩解城市因私家車數(shù)量增長過快而出現(xiàn)的停車難問題，僅是通過機(jī)械性的結(jié)構(gòu)來堆疊車輛，增大土地的利用率。但是，隨著時(shí)代更迭和生活水平的提高，放眼當(dāng)下的住宅小區(qū)，困擾住宅小區(qū)的棘手問題不僅是私家車多、沒有位置停放或亂停放的問題，還有小區(qū)內(nèi)自行車、電動(dòng)車、小型老年代步機(jī)等小型交通工具的安置問題以及在住居民和買房人對居住設(shè)施服務(wù)的心理需求：生活小區(qū)內(nèi)的車庫要實(shí)現(xiàn)方便安全;小區(qū)范圍內(nèi)要有便捷的超市等。

因此，立體車庫進(jìn)入住宅區(qū)具有積極意義和必要性。摩天輪式立體車庫借鑒了摩天輪的外形和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式，不僅結(jié)構(gòu)新穎、外形美觀，而且有很強(qiáng)的實(shí)用性，具有重要的社會(huì)意義。將摩天輪式立體車庫進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改造設(shè)計(jì)，留出中空部位，設(shè)置成小型超市、小型交通工具停放室或是休憩室，將會(huì)極大程度上改善車輛停放問題，并滿足車主的心理、身體需求問題，不乏是立體車庫未來的一個(gè)發(fā)展方向。

1摩天輪式立體車庫的設(shè)計(jì)解析

摩天輪式立體車庫是當(dāng)下研究的一個(gè)熱點(diǎn)，不少研究都是通過變換其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)轉(zhuǎn)形式來優(yōu)化停車流程，避免停車故障，并獲得具有一些特定需求的功能。這也是摩天輪式立體車庫未來發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn)，具有不可估量的價(jià)值。

1.1摩天輪式立體車庫的框架外形分析

摩天輪式立體車庫是以摩天輪這一標(biāo)志性游樂園建筑物為意象，將其映射到立體車庫的設(shè)計(jì)理念而形成的一種立體車庫形式。這種摩天輪意象實(shí)體化的過程不僅抓住了立體車庫解決實(shí)際問題的關(guān)鍵點(diǎn)，而且實(shí)現(xiàn)了外觀上的新穎別致，能夠很好地貼合現(xiàn)代化的建設(shè)風(fēng)格，適應(yīng)集成式的自動(dòng)化規(guī)劃。我們可以發(fā)現(xiàn)，垂直循環(huán)類立體車庫就是仿照摩天輪的運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行停取車輛，但其為了縮小垂直空間上的土地占有率而進(jìn)行了外觀平面上的壓縮，使停車艙之間緊密連接。目前，設(shè)計(jì)摩天輪式立體車庫的整體框架外型可以從兩種形式入手，一類是變形后的豎直橢圓型：二類是圓盤型（與摩天輪外形無差）。根據(jù)這種區(qū)分，可以對它們進(jìn)行對比分析（如表1）。

一類摩天輪式立體車庫雖然目前用的較多，但存在諸多缺陷，二類摩天輪式立體車庫還沒有像一類一樣在市面上推廣，存在較多的是理論上的研究成果，具有很大的潛在發(fā)展空間。

1.2摩天輪式立體車庫的設(shè)計(jì)前提分析

本文將摩天輪式立體車庫的投放地點(diǎn)選在占有率較高的城市住宅小區(qū)，通過分析與住宅小區(qū)相關(guān)的因素和人的生活需求，對摩天輪式立體車庫進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)改造：（1）立體車庫的主要作用是停取車輛，增大土地利用率;（2）調(diào)研在現(xiàn)代生活環(huán)境下，人們對居住地的設(shè)施要求、多樣化需求的內(nèi)容，能夠與立體車庫相結(jié)合的要點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)車庫的附加價(jià)值;（3）立體車庫投放到住宅區(qū)要與環(huán)境相匹配，做到住宅、車庫、道路、生態(tài)相融合;（4）車庫的設(shè)計(jì)要確保安全性、自動(dòng)化程度、美觀性，具有前瞻性;（5）為提升立體車庫的信息化、自動(dòng)化程度，提供更人性化的服務(wù)，設(shè)計(jì)將車庫網(wǎng)絡(luò)化，通過立體車庫的聯(lián)網(wǎng)，用戶能通過手機(jī)遠(yuǎn)程查詢車位、預(yù)約存取車等，既簡化了繁雜的操作，也使用戶易于接受。

2摩天輪式立體車庫的設(shè)計(jì)

2.1整體外觀設(shè)計(jì)

根據(jù)住宅小區(qū)場景，以適合其規(guī)模要求為前提，定位立體車庫的體型為中小型，這里設(shè)置車庫的載車輛為48輛。圖1為車庫的立體三維圖。

摩天輪式立體車庫以半圓分割形式設(shè)置為地上、地下兩部分。在車庫的外圍設(shè)置一圈的車艙，數(shù)量為12個(gè)，均勻分布。設(shè)計(jì)車庫的中間部位為空心狀態(tài)，地上的中空部位作為填補(bǔ)小區(qū)多樣化需求的承載空間;地下的中空部位為提供車庫運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力設(shè)備和控制中心，在左右端面開設(shè)出入口。經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，車庫的地面高度為14m，長度為28m，寬度為7m;留出的中空部位高度為8m，長度為13m，寬度為7m。

車庫的地上部分采用外罩進(jìn)行封閉處理，具有兩方面的作用：（1）保護(hù)作用：可以阻擋外界環(huán)境因素對車庫內(nèi)部裝置的損壞，提高部件的使用壽命;可以選用玻璃材質(zhì)以其透光作用可以清晰地觀察到車庫存取車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)過程，提高故障時(shí)的發(fā)現(xiàn)幾率;部分材質(zhì)的阻熱作用可以避免地上外圍停放車輛受到太陽暴曬而導(dǎo)致車內(nèi)溫度過高等一系列問題。（2）美觀作用：單純的開放式立體車庫將所有的支架構(gòu)件裸露在外表，與住宅小區(qū)的周圍環(huán)境形成沖突，違背了小區(qū)建設(shè)美好宜人居住條件的理念，如采用符合小區(qū)特色的材質(zhì)進(jìn)行外罩的包裝設(shè)計(jì)，可以極大程度地避免傳統(tǒng)立體車庫的敗景現(xiàn)象。

考慮到新能源汽車的發(fā)展，特別是目前可充電汽車的普及，必然會(huì)需要大量的停車位來保證其充電，這也是立體車庫未來發(fā)展必須要考慮的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。這里可以將地上部分外罩的半圓柱面鋪設(shè)太陽能電池板，為汽車充電和車庫運(yùn)轉(zhuǎn)供電。

再者，立體車庫與其周邊的綠化、建筑、交通相結(jié)合也是一個(gè)很重要的趨勢，這樣增加了立體車庫的整體性、實(shí)用性，巧妙地設(shè)計(jì)會(huì)大大降低立體車庫的成本。因此，除了對立體車庫進(jìn)行設(shè)計(jì)，其擺放的位置需要合理、合適，考慮住宅小區(qū)內(nèi)的居民樓、綠化面積及道路規(guī)劃，四者之間形成統(tǒng)一、融合的狀態(tài)。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的摩天輪式立體車庫采用鏈條傳動(dòng)進(jìn)行車艙的循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，停放在各個(gè)艙位的車輛都是依靠自身的重力保持水平，使車輛處于一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài)，存在很大的安全問題。這里采用齒輪傳動(dòng)，依靠結(jié)構(gòu)上的加固設(shè)計(jì)保證車艙始終處于水平狀態(tài)，安全系數(shù)高，組成部分圖如圖2。（1）車艙設(shè)計(jì)。車艙主要由上載車板、下載車板及圓環(huán)框架組成。其中圓環(huán)框架分為兩層，內(nèi)置夾層和軸貼合，如圖4。（2）最外層大齒輪與車艙連接處。由圖3所知，車艙通過夾層處的軸與最外層大齒輪連接，一同做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（3）水平加固結(jié)構(gòu)。水平加固齒輪由兩個(gè)加固齒輪、軸組成。兩個(gè)加固齒輪通過軸與車艙的上載車板連接，與最外層大齒輪同時(shí)旋轉(zhuǎn)，保持車艙始終處于水平狀態(tài)，如圖5。（4）伸縮平臺(tái)圖。單個(gè)車艙到達(dá)水平地面時(shí)，載車板距離地面邊緣還有一段空缺距離，并且上載車板和下載車板離地面邊緣的距離不相等。這里使用可伸縮平臺(tái)來解決問題，根據(jù)到達(dá)水平地面的載車板離地面邊緣的間距伸出相應(yīng)的長度，待車停入或取走后縮回，如圖6。（5）齒輪支撐結(jié)構(gòu)。最外層大齒輪以及兩個(gè)加固齒輪在邊緣一定厚度處延伸至中心半圓柱的外圍面，并以此為支撐做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如圖7。

2.3流程設(shè)計(jì)

最大限度提高摩天輪式立體車庫的存取車效率，減少住宅小區(qū)車主的等待時(shí)間是流程設(shè)計(jì)要解決的問題。尤其是存取車的早晚高峰期，效率低下可能會(huì)導(dǎo)致小區(qū)車主的長時(shí)間等待，造成周圍道路的擁堵，降低用戶的使用體驗(yàn)。因此，需要合理規(guī)劃車庫的運(yùn)轉(zhuǎn)過程和車主存取車流程。

3摩天輪式立體車庫中空部位的多功能運(yùn)用

現(xiàn)代立體車庫是人們生活質(zhì)量日益提高的一個(gè)產(chǎn)物，伴隨著人們的需求而朝著非定向的方向發(fā)展，從而帶給人們不一般的停車體驗(yàn)和生活便捷，會(huì)在一定程度上提高生活的滿意度。本文設(shè)計(jì)的摩天輪式立體車庫不僅立足于解決住宅小區(qū)停車難的問題，而且通過結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)置中空部位，并與住宅小區(qū)多樣化需求結(jié)合，進(jìn)而提高住宅區(qū)的居住條件。

3.1小型超市的運(yùn)用

目前，絕大多數(shù)的住宅小區(qū)內(nèi)沒有單獨(dú)區(qū)域開設(shè)超市供居民采購，部分小區(qū)允許私人開設(shè)小型超市，但租金昂貴，供應(yīng)商品范圍狹窄，不能持久運(yùn)營。這對小區(qū)內(nèi)居民購買物品造成了極大的不便，極大地阻礙了小區(qū)的建設(shè)發(fā)展。因此，將立體車庫的中空部位設(shè)置成小型超市不乏為一個(gè)有效的解決方案。小型超市作為附加價(jià)值與立體車庫進(jìn)行結(jié)合，為小區(qū)內(nèi)車主停車后及時(shí)購買必需品提供便利。根據(jù)住宅區(qū)內(nèi)居民的需求，小型超市可在早晨為車主取車期間提供早餐速食補(bǔ)給，在傍晚車主歸來購買生鮮做飯?zhí)峁┍憷＿@種符合居民需求的超市運(yùn)營和自動(dòng)化立體車庫運(yùn)作的結(jié)合將會(huì)開創(chuàng)嶄新的發(fā)展途徑，推動(dòng)住宅小區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)。

3.2小型交通工具停放室的運(yùn)用

居住區(qū)自行車停放和自行車的停放空間一直都是困擾居民的一個(gè)重要難題，如何合理規(guī)劃自行車停放區(qū)域、規(guī)范管理自行車停放成為了小區(qū)居民迫在眉睫需要解決的重大問題。在住宅小區(qū)內(nèi)，除了自行車，還有電動(dòng)車、老年代步機(jī)等小型交通工具，它們的停放應(yīng)該整體統(tǒng)一，停放空間要有具體規(guī)劃，避免違規(guī)占道，影響人們出行和居住，造成失竊事故的發(fā)生。因此，將立體車庫的中空部位存放這類小型交通工具，不僅可以做到機(jī)動(dòng)車和自行車統(tǒng)一規(guī)劃，有序管理，避免小型車輛占據(jù)轎車停車位，也可以提高住宅小區(qū)內(nèi)的環(huán)境美觀，營造友好的居住環(huán)境。值得一提的是，將自行車統(tǒng)一規(guī)劃在立體車庫的中空部位，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，定位每輛自行車的存取信息，杜絕偷盜現(xiàn)象的發(fā)生。另外，一些長時(shí)間無人使用、無人看管維護(hù)的“僵尸自行車”也可以得到有效地控制，車主只需要在網(wǎng)上消除車輛錄入的使用權(quán)，之后將由物業(yè)管理人員統(tǒng)一定期定量移除，避免占用大量的公共資源。

3.3候車室的結(jié)合運(yùn)用

毋庸置疑，車主取車時(shí)需要一段等待時(shí)間，特別是小區(qū)內(nèi)早晚高峰期。早晨，大部分車主需要取車上班;傍晚或夜晚，車主勞作歸回需要停車。在車主取車期間，車主通過手機(jī)預(yù)約取車或到達(dá)車庫旁點(diǎn)擊取車按鈕，輸入手機(jī)號(hào)，將由系統(tǒng)統(tǒng)—排號(hào)，發(fā)送至車主手機(jī)。將立體車庫中空處靠近取車口的部位隔出小部分作為候車室，與小型交通工具停放室或超市結(jié)合運(yùn)用，充分體現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)。候車室內(nèi)掛放顯示屏，顯示取車排號(hào)和對應(yīng)的車主手機(jī)號(hào)，放置座椅，緩解車主等待期間的疲勞感，符合現(xiàn)代以人為本的設(shè)計(jì)理念，從而提升小區(qū)的服務(wù)設(shè)施水平，創(chuàng)造和諧友好的生活狀態(tài)。

4結(jié)語

綜上所述，以適應(yīng)住宅小區(qū)多樣化需求為前提，對摩天輪式立體車庫進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、流程規(guī)劃，根據(jù)住宅區(qū)居民的多樣化需求定位立體車庫的結(jié)合點(diǎn)，使立體車庫能夠融入住宅小區(qū)的現(xiàn)代化建設(shè)，提升小區(qū)內(nèi)的設(shè)施服務(wù)水平，給予小區(qū)車主不一般的停車體驗(yàn)和生活便捷性。