3D打印公交站模塊化設(shè)計(jì)

楊雨

（河北美術(shù)學(xué)院）

一、設(shè)計(jì)的意義

本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)在于將3D打印建筑技術(shù)與公交站結(jié)合為大眾設(shè)計(jì)，滿足候車者人人可坐或者倚靠的需求。不同于傳統(tǒng)公交站由少數(shù)公共座椅、半開敞遮雨棚、站牌、廣告牌等組成的模式，采用不同尺寸的模塊化單元，依據(jù)公交站點(diǎn)的道路類型及建筑環(huán)境需求進(jìn)行組合搭配。增加可移動(dòng)衛(wèi)生間、可移動(dòng)母嬰室的單元模塊，醫(yī)院附近的站點(diǎn)在流感或傳染疾病等疫情暴發(fā)后可以用作疫情隔離屋，方便看護(hù)與就診。居民住宅區(qū)密集地附近的公交站點(diǎn)在地震后可以用作震后建筑應(yīng)急等。具有多功能、可移動(dòng)、隨需而變的特點(diǎn)。并且3D打印建筑技術(shù)施工速度快、建設(shè)成本低、抗震能力強(qiáng)、順應(yīng)未來綠色建筑的發(fā)展趨勢(shì)，具有很大潛力。

二、國內(nèi)3D打印公交站設(shè)計(jì)

2017年12月，上海市金山區(qū)用3D打印建筑的方式完成了全球首個(gè)公交車站的設(shè)計(jì)，首批3D打印公交站位于上海金山區(qū)楓涇鎮(zhèn)興寒路4路公交線上投放使用，目前共有16個(gè)，站臺(tái)外觀是長(zhǎng)方體的閉環(huán)設(shè)計(jì)。車站外部墻體上留有3D打印時(shí)線條疊加的原始痕跡，利用建筑拆遷的回收材料，也更直觀地體現(xiàn)出機(jī)器操作時(shí)的工序。

2018年7月31日，盈創(chuàng)新材料（蘇州）有限公司在浙江省湖州市南潯區(qū)橫街村，投放了2個(gè)簡(jiǎn)潔大方的3D打印公交站，是第一批上海金山區(qū)3D打印公交站的二代創(chuàng)新升級(jí)版，設(shè)有供乘客休息的長(zhǎng)條座椅、案臺(tái)、三塊廣告牌。外型與設(shè)施都是一體化打印后，用車輛直接運(yùn)輸擺放而成。

2019年1月，位于南京江北新區(qū)研創(chuàng)園，由南京綠色增材智造研究院、南京嘉翼數(shù)字化增彩技術(shù)研究院有限公司和東南大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的，站臺(tái)主要由電子站牌信息屏、攝像頭、6塊廣告顯示屏、太陽能板、多功能手機(jī)充電站、掃碼無人售貨機(jī)、人機(jī)交互觸屏的查詢機(jī)器組成，科技感十足。

圖1 全球首個(gè) 3D 打印公交站 來源：萬造 3D 打印

圖2 3D 打印二代升級(jí)公交站 來源：51打印

將公交站模型拆分成幾個(gè)模塊，進(jìn)行3D打印并組裝。打印4天時(shí)間，消耗10噸建筑垃圾，組裝4小時(shí)，是普通公交站施工完成時(shí)間的三分之一，有效減少了公共財(cái)政支出，符合我國綠色建筑發(fā)展方向。

圖3 南京云馳街接駁站及夜景效果 來源：小藍(lán)鯨的深海代碼

2020年3月我國盈創(chuàng)建筑科技（上海）有限公司設(shè)計(jì)的3D打印智能便民惠民防疫公交站，主要功能是提供零排放公廁、防疫用品自助售賣。站臺(tái)具有人臉識(shí)別、體溫檢測(cè)、霧化消毒、紫外線殺菌、異常警報(bào)功能等，可以隨時(shí)檢測(cè)進(jìn)入公交站臺(tái)候車者的溫度，當(dāng)有溫度異常著將會(huì)發(fā)出異常顯示，預(yù)防及降低出行者感染風(fēng)險(xiǎn)。

圖4 盈創(chuàng)公司3D打印智能便民惠民防疫公交站臺(tái) 來源：盈創(chuàng)建筑科技

三、3D打印公交站設(shè)計(jì)的特性及尺寸

（一）3D打印公交站設(shè)計(jì)的特性

1.3D打印公交站設(shè)計(jì)的特性

3D打印建筑技術(shù)是全部使用機(jī)械自動(dòng)化操作，不用耗費(fèi)人工資源，節(jié)約人力成本的公交站具有施工速度快、建設(shè)成本低、抗震能力強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保、保溫效果好的特點(diǎn)，可以適應(yīng)惡劣環(huán)境（極寒冷的情況）。

2.模塊化公交站設(shè)計(jì)的特性

模塊化候車空間與傳統(tǒng)的公交站等候模式不同，傳統(tǒng)的公交站臺(tái)只含有1~2個(gè)雙人座椅，僅為老幼病殘?jiān)械忍厥馊巳悍?wù)，但公交站絕大多數(shù)的使用人群都是上班族、學(xué)生群體，他們?cè)谌粘９ぷ魃钪幸裁媾R著較大的體力消耗。因此模塊化候車空間的設(shè)計(jì)初衷是打造大眾都可以坐倚的候車空間。

設(shè)計(jì)采用車找人（在指定公交車的候車模塊內(nèi)）模式，不僅減少了候車者上車的距離，也減少了公交車停靠的時(shí)間，雙向節(jié)約了時(shí)間，方便換乘，省時(shí)高效。

3.3D打印防疫模塊化公交站設(shè)計(jì)的特性

隔離屋/臨時(shí)避難所10.5㎡（含衛(wèi)生間），平時(shí)用作常規(guī)等候空間，可容納8人。公交站點(diǎn)雖然面積不大，但是數(shù)量多，在突發(fā)疫情的情況下可用于隔離屋/地震臨時(shí)避難所。模塊化公交站的設(shè)計(jì)要素是在公交站寬度有限的前提下，延長(zhǎng)公交站臺(tái)的長(zhǎng)度，像快速公交站（BRT）長(zhǎng)20m，可在站點(diǎn)投放更多的候車模塊。

圖5 盈創(chuàng)3D隔離屋及內(nèi)部裝飾 來源：盈創(chuàng)建筑科技

4.3D打印模塊化公交站設(shè)計(jì)的未來性

首先是排列多樣化，凹凸、斜線、鋸齒形、弧形等，公交站模塊化單體擺放可以沿具體邊緣進(jìn)行錯(cuò)位布置與擺放進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)。其次是功能多元化，公交站是公共交通工具的配套服務(wù)設(shè)施，公共交通工具的發(fā)展，使得道路形式多樣化，進(jìn)而影響著公交站臺(tái)未來的發(fā)展模式。

公共交通工具的未來將會(huì)是無人駕駛，國內(nèi)公共交通的未來組合模式是以BRT快速公交系統(tǒng)為核心，普通公交車為輔助搭配軌道交通的運(yùn)行模式，是小型縱向公交樞紐。

圖6 未來立體公交站 來源：騰訊視頻

（二）3D打印公交站設(shè)計(jì)的類型及尺寸

模塊化設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：多功能（隨需而變）、可移動(dòng)組合。依據(jù)公交站1.5~2m寬的占地寬度，設(shè)計(jì)了 寬 度1.5m：1500mm×2500mm=3㎡ 和 寬 度2m：2000mm×2500mm×2500mm=5㎡兩種模塊尺寸。

1.座椅模塊設(shè)計(jì)

3㎡空間，可以容納6人坐下，5㎡空間，可以容納8人坐下。布局采用面對(duì)面的朝向，促進(jìn)乘客的溝通交流。空間采用雙向開門的通行方式，可以兩邊同時(shí)上下，座椅可以拉出一個(gè)小桌子進(jìn)行辦公。

圖7 3㎡、5㎡座椅模塊、隔離屋模塊效果圖 來源：自制

圖8 座椅模塊；隔離屋模塊平面圖 來源：自制

2.隔離屋模塊設(shè)計(jì)

突發(fā)疫情的情況下可以將座椅模塊的座椅翻折下來組合成單人床，并增加臨時(shí)衛(wèi)生間與淋浴屋的設(shè)備，即刻變成隔離屋使用。在醫(yī)院附近增設(shè)隔離屋，方便患者就近診治。并且在地震等自然災(zāi)害突發(fā)的情況下也具有臨時(shí)庇護(hù)所的功能。獨(dú)立空間的設(shè)置也可以為夜晚獨(dú)自出行的女性候車者提供人身及財(cái)產(chǎn)安全保障。

隔離屋是在座椅模塊的基礎(chǔ)上演變而成的。3㎡隔離屋空間是在寬度為1.5m原有座椅模塊基礎(chǔ)上，將6個(gè)座椅翻折下來組合而成單人床。5㎡隔離屋是寬度為2m在原有座椅模塊基礎(chǔ)上，將一邊4個(gè)座椅翻折下來形成一個(gè)單人床，另一邊將4個(gè)座椅折疊起來靠在墻壁上，并放入1100mm×1100mm×2500mm的單人可洗手的衛(wèi)生間和900mm×900mm×2500mm的淋浴屋組成。

3.母嬰室模塊設(shè)計(jì)

三胎政策的放開和我國政策《關(guān)干加快推進(jìn)母嬰設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》中指出到2020年底，所有應(yīng)配置母嬰設(shè)施的公共場(chǎng)所和用人單位基本建成標(biāo)準(zhǔn)化的母嬰設(shè)施。2017年12月6日中山市首個(gè)公交站3.2㎡母嬰室建成。2018年11月1日武漢首個(gè)公交站12.9㎡母嬰室開放。公交站母嬰室的設(shè)置一定程度上彌補(bǔ)了地鐵站未設(shè)置母嬰室的空缺。

母嬰室模塊分為3㎡和5㎡兩個(gè)尺寸空間，3㎡空間內(nèi)部主要設(shè)施有：置物臺(tái)、嬰兒護(hù)理臺(tái)、一次性衛(wèi)生襯墊、洗手液、紙巾、洗手池、垃圾桶、衣物烘干機(jī)、成人座椅，主要功能是護(hù)理空間；5㎡空間在基礎(chǔ)護(hù)理空間的功能上增加了備餐空間與設(shè)施。

圖9 3㎡、5㎡母嬰模塊、衛(wèi)生間模塊效果圖 來源：自制

4.衛(wèi)生間模塊設(shè)計(jì)

對(duì)于旅行者來說或者出門在外的老年人來說，對(duì)于衛(wèi)生的尋找具有一定的難度，尤其是所在地點(diǎn)附近沒有地鐵站、公園、商場(chǎng)等地方，因此公交站設(shè)置衛(wèi)生間會(huì)對(duì)乘客帶來很大的便利。單人衛(wèi)生間最小尺寸為1100mm×1100mm×2500mm=1.21㎡內(nèi)含洗手池，一個(gè)模塊可以分隔成2個(gè)衛(wèi)生間，3㎡模塊用“X”分隔，不能穿行通過。5㎡模塊普通分隔，并配有鏡子，可穿行通過。

圖10 3㎡、5㎡母嬰模塊、衛(wèi)生間模塊平面圖 來源：自制

5.商店模塊設(shè)計(jì)

人流量較大的公交站點(diǎn)會(huì)設(shè)置售貨亭，提供早餐、食品、飲品等服務(wù)，隨著科技的發(fā)展自動(dòng)售貨機(jī)開始投入公交站使用，但投放率很低。

6.無障礙模塊設(shè)計(jì)

無障礙模塊是為滿足特殊人群使用的人性化擋風(fēng)遮陽避雨的候車模塊。公交站的設(shè)計(jì)應(yīng)與公交車底盤高度相一致，同時(shí)根據(jù)人體活動(dòng)空間的尺寸需求及輪椅的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，3㎡模塊內(nèi)輪椅可以原地進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，5㎡模塊內(nèi)輪椅可以進(jìn)行更大活動(dòng)范圍的移動(dòng)并且可以容納推車人輔助操作。

圖11 商店模塊；無障礙模塊平面圖 來源：自制

圖12 模塊空間+預(yù)留外部倚靠空間 來源：自制

四、結(jié)語

3D打印公交站以模塊化為設(shè)計(jì)原則，對(duì)公交站候車空間單元模塊的功能類型、空間特點(diǎn)、造型尺寸方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。候車模式上改變了傳統(tǒng)公交站“人找車”的上車模式，轉(zhuǎn)變成“車找人”，車輛到站直接會(huì)停靠在相對(duì)應(yīng)候車模塊所在地點(diǎn)，并且候車模塊內(nèi)設(shè)有電子牌及語音車輛到站提醒，從根本上緩解了候車者在等候行為過程中的焦躁情緒，滿足了候車者信息預(yù)知的需求。將未來公交站功能多元化、智能化、通用化的發(fā)展趨勢(shì)納入考慮并進(jìn)行展望。按照公交車站臺(tái)的最小寬度1.5m到最大寬度3m的范圍區(qū)間，設(shè)計(jì)了3㎡和5㎡兩個(gè)尺寸的模塊，可以根據(jù)具體公交站臺(tái)的寬度大小進(jìn)行組合搭配，具有多功能、可移動(dòng)、隨需而變的特點(diǎn)。