基于成本控制和安全保障的地下車庫優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

楊旭艷

（福建省工大工程設(shè)計(jì)有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

近年來，地產(chǎn)項(xiàng)目地下車庫的建設(shè)在成本和安全上備受業(yè)主重視。地下室的建設(shè)成本占整個(gè)項(xiàng)目的配比較大，在控制造價(jià)成本方面，方案及施工圖階段要根據(jù)實(shí)際及業(yè)主的需求優(yōu)化設(shè)計(jì)；另外，地下室部分相對于地上建筑工程，地下室建筑未開設(shè)門窗，整體的通風(fēng)性差，采光性差，火災(zāi)時(shí)人員往地面層疏散更困難，消防人員撲救能力更差，火災(zāi)引起意外事故造成的損失更加慘重，必須通過合理有效的建筑防火分區(qū)、防火單元、安全疏散出口、安全疏散距離等設(shè)計(jì)及水暖電設(shè)備設(shè)施的布置來提高地下室車庫的火災(zāi)應(yīng)對能力；由于地下室受地下水的影響，出現(xiàn)漏水、滲水等問題，很難查明其原因，地下室排水也比地上部分更加困難，一旦發(fā)生漏水、滲水，對地下室的使用會(huì)產(chǎn)生很大的影響，問題很難解決。因此，為了更好地實(shí)現(xiàn)地下車庫的功能、安全及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，本文著眼成本控制和安全保障兩方面對福建一地下車庫進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 工程概況

莆田物流園區(qū)快遞電商園一期地下室一、地下室二項(xiàng)目位于福建省莆田市，于2019年8月出圖。兩個(gè)地下室均在地下一層，主要為機(jī)動(dòng)車車庫，戰(zhàn)時(shí)局部轉(zhuǎn)化為人防工程?？偨ㄖ娣e為61615.88m2（人防面積為11928.26m2），總長約378m，總寬約253m，建筑層高4.95m，局部設(shè)備用房5.6m，耐火等級為一級，停車數(shù)量為1851個(gè)。該項(xiàng)目的成本和安全備受業(yè)主重視。

2 基于成本控制的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化

（1）地下車庫規(guī)模：項(xiàng)目實(shí)際設(shè)計(jì)車位比規(guī)劃規(guī)定配建車位更多，導(dǎo)致地下室車庫面積超出原規(guī)劃面積，造成成本增加。因此，在正常情況下，設(shè)計(jì)車位滿足報(bào)批需求即可。地下車庫車位的基本尺寸：依據(jù)《車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 100-2015）[1]，小型車的總長為4.8m，總寬為1.8m，總高為2.0m。最小停車位及車道尺寸如下：垂直式2400mm×5300mm，中間車道寬為5500mm，平行式（后退停車）2400mm×6000mm，中間車道寬為3800mm。

（2）地下室輪廓：地下室輪廓處理不正確是造成地下室無效空間產(chǎn)生的原因之一。因此地下室輪廓盡量避免窄長形，最好做到方正簡潔，盡量避免大量無效面積、銳角、尖角、折邊、斜邊等。

（3）設(shè)備用房的合理布置：設(shè)備用房（防排煙機(jī)房、強(qiáng)弱電間、配電間、水泵房等）的合理布置可以提高地下室空間的使用率，增加車位的布置數(shù)量，提高整個(gè)車庫的停車效率。

地下車庫設(shè)備用房布置原則：

（1）每個(gè)防火分區(qū)的防排煙風(fēng)機(jī)房能合用的盡量考慮合并，盡量減少占用車位；

（2）充分利用地下車庫坡道下方停車高度不夠的位置布置設(shè)備用房；

（3）充分利用主樓投影下的位置（由于主樓剪力墻柱網(wǎng)的影響無法停車）布置設(shè)備用房；

（4）設(shè)備用房盡量布置在不能停車的拐角、死角區(qū)域，避免車位的浪費(fèi)；

（5）盡量按設(shè)備用房的最小尺寸設(shè)計(jì)，避免機(jī)房面積過大造成浪費(fèi)。

以莆田物流園項(xiàng)目為例：7#樓投影范圍內(nèi)，剪力墻柱網(wǎng)影響無法停車，利用這種無效空間做設(shè)備用房，且送風(fēng)機(jī)房按最小的凈尺寸2.9m設(shè)計(jì)，避免機(jī)房面積的浪費(fèi)，見圖1所示。

圖1 設(shè)備用房布置在主樓下部

風(fēng)機(jī)房布置在死角不能停車的地方，不占用車位（見圖2所示）。

圖2 設(shè)備用房布置在“死角”位置

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

2.2.1 柱網(wǎng)設(shè)計(jì)

評估地下車庫設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)之一就是單車停車效率，也就是地下室面積均攤到每輛車所占的面積數(shù)。1000車位的地下車庫，停車效率指標(biāo)每減少1m2/車就能節(jié)省約300萬。所以，在設(shè)計(jì)地下車庫時(shí)，車位的面積控制是非常重要的。而車位的有效布置又跟結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸設(shè)計(jì)有很大關(guān)聯(lián)，柱網(wǎng)設(shè)計(jì)合理，車位布置才能緊湊，從而有效提高停車效率。而柱網(wǎng)設(shè)計(jì)合理必須在滿足結(jié)構(gòu)要求的經(jīng)濟(jì)跨度范圍內(nèi)，才能達(dá)到地下車庫設(shè)計(jì)全方位的合理性，節(jié)約成本。

地下室柱網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合地下車位布置及地上建筑（比如建筑密度、建筑間距、主體建筑的上部柱網(wǎng)及剪力墻等），綜合考慮車位尺寸及行車道尺寸，合理設(shè)置柱網(wǎng)，盡可能減少車庫總面積，最大化提高車庫的使用效率。以下為幾種柱網(wǎng)形式：

（1）“大柱網(wǎng)”形式。正常情況設(shè)計(jì)7800mm×8100mm的柱網(wǎng)形式，對于檔次較高或者公建項(xiàng)目可加大至8100mm×8100mm；

（2）“中柱網(wǎng)”形式。正常情況設(shè)計(jì)7800mm×（5000～6100）mm的柱網(wǎng)形式，可結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目的具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化調(diào)整；

（3）“小柱網(wǎng)”形式。正常情況設(shè)計(jì)5300mm×（5000～6100）mm的柱網(wǎng)形式。由于“小柱網(wǎng)”形式對視覺舒適性和停車影響都不好，且結(jié)構(gòu)不經(jīng)濟(jì)，所以現(xiàn)在很少設(shè)計(jì)此形式。

以莆田物流園項(xiàng)目為例（主樓外樓棟之間的柱網(wǎng)），主要大空間部分采用了8100mm×8100mm，8100mm×5500mm等。

2.2.2 層高與梁高及覆土間合理設(shè)計(jì)

地下停車庫層高每增加0.1m，地下車庫成本平均約增加20元/m（2層高的加高涉及到地下室土方開挖量、運(yùn)輸量，基坑圍護(hù)費(fèi)用，抗拔樁、抗浮錨桿費(fèi)用等）。因此合理地控制層高（較為經(jīng)濟(jì)的層高一般控制在3.6m以內(nèi)），才能有效控制建筑成本。地下室頂板覆土厚平均每增加0.1m，地下車庫成本平均約增加10 元/m2。覆土厚度增加，結(jié)構(gòu)荷載增加，結(jié)構(gòu)的梁高也增加，降低了地下室凈高的要求，又需增加地下室層高，且覆土增加，地下室本身層高又相應(yīng)增加。梁的高度也決定了層高，梁高的控制應(yīng)合理選用樓蓋體系。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選用的形式一般有標(biāo)準(zhǔn)跨下十字梁、井字梁、大板、加腋大板、單向梁等結(jié)構(gòu)[2]。

莆田物流園地下室面積為61615.88m2，規(guī)模非常大，地下室總高度每降低0.1m，節(jié)省的造價(jià)是非?？捎^的，做擴(kuò)初階段扣除底板找平層200mm，層高為3700mm，覆土1100mm，后經(jīng)施工圖設(shè)計(jì)優(yōu)化（各專業(yè)之間的綜合考慮后），覆土減少100mm，層高降低100mm。優(yōu)化之后對整個(gè)項(xiàng)目的成本控制起到了很大的作用。

2.3 綜合管線布置的優(yōu)化

綜合管線主要有消防管道，通風(fēng)管道，給排水管道，強(qiáng)弱電橋架等，這些管線如何緊湊布置，尤其是各管線的交叉位置的處理，對提高地下室的使用空間，車庫凈高的控制起到很關(guān)鍵的作用，地下室凈高的控制對地下室成本的控制有非常大的影響。

布置原則如下：

（1）合理排布，減少繞行和交叉，有效利用車庫頂上的水平空間；

（2）同類管線盡量合并設(shè)計(jì)，既簡潔明了，也可減少支吊架的數(shù)量，還可以減少同類管線的交叉；

（3）電氣橋架、暖通風(fēng)管、冷凝水管、噴淋管等均貼梁底敷設(shè)；

（4）管線與結(jié)構(gòu)主體梁平行敷設(shè)時(shí)，距離主體粱邊保持400mm以上間距，便于其余管線從其上方繞行；

（5）電橋架與暖通風(fēng)管交叉、水管與暖通風(fēng)管交叉時(shí)，均從暖通風(fēng)管上方繞行；電橋架與水管交叉時(shí)，從水管上方繞行；噴淋支管均在電橋架下方敷設(shè)，以減少繞行；

（6）管線高度（不含噴頭）控制不大于500mm，包含噴頭管線高度控制不大于550mm。

3 基于安全保障的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 防火設(shè)計(jì)的優(yōu)化

隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地下室已成為各個(gè)建設(shè)項(xiàng)目不可或缺的主體之一。防火設(shè)計(jì)對于地下室建筑至關(guān)重要，直接影響整個(gè)工程的安全性能和使用可靠性[3]，因此需結(jié)合建筑的使用性質(zhì)、建筑的安全等級、火災(zāi)安全隱患特點(diǎn)等進(jìn)行消防設(shè)計(jì)，從而提高地下室建筑的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)防控及應(yīng)對能力，確保人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.1.1 防火分區(qū)及人員安全疏散距離設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)地下室時(shí)，合理有效地劃分防火分區(qū)及防火單元，設(shè)計(jì)有效的安全出口及相應(yīng)的疏散距離，對于地下車庫突發(fā)火災(zāi)時(shí)阻止火勢蔓延，防止煙氣擴(kuò)散，保證地下室內(nèi)人員有足夠的時(shí)間安全疏散，這對贏得撲救時(shí)間以及減少火災(zāi)帶來的重大損失都具有很大的作用。

根據(jù)《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50067-2014）[4]及《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016-2014）（2018年版）[5]相關(guān)規(guī)范條文：地下室設(shè)置噴淋自動(dòng)滅火系統(tǒng)，地下機(jī)動(dòng)車庫防火分區(qū)面積不超過4000m2；地下非機(jī)動(dòng)車庫防火分區(qū)面積不超1000m2。設(shè)備用房防火分區(qū)面積不超過2000m2；防火分區(qū)之間采用防火墻或防火卷簾及甲級防火門分隔。根據(jù)規(guī)范要求，項(xiàng)目都需配建相應(yīng)的充電樁車位，且在地面部分很難滿足，所以一般在地下室設(shè)計(jì)了充電樁車位，地下室充電樁停車位所在的防火分區(qū)按不大于1000m2劃分防火單元。地下車庫除特別規(guī)定外每個(gè)防火分區(qū)的安全出口不應(yīng)少于2個(gè)，車庫室內(nèi)任一點(diǎn)至最近人員安全出口的疏散距離不應(yīng)大于45m，當(dāng)設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)時(shí)，其距離不應(yīng)大于60m。

在地下車庫設(shè)計(jì)的時(shí)候并不是僅僅按規(guī)范要求就能完成的，還需結(jié)合相應(yīng)的地下室輪廓范圍，結(jié)合上部建筑的退距，建筑的柱網(wǎng)等，要合理利用上部建筑的疏散樓梯，盡量利用上部樓梯下達(dá)地下室，在劃分防火分區(qū)時(shí)，還需盡量考慮能讓防火分區(qū)內(nèi)的最遠(yuǎn)點(diǎn)距離上部主體樓下的樓梯不超過60m。

以莆田物流園為例：地下室停車數(shù)量為1851個(gè)，為Ⅰ類地下停車庫，地下室人員安全出口不應(yīng)少于兩個(gè)。本項(xiàng)目地下室一期上部為8棟一類高層住宅建筑，設(shè)計(jì)了剪刀梯（兩個(gè)安全出口），地下室防火分區(qū)的劃分考慮按每棟樓的范圍切割，防火分區(qū)的面積都盡量接近防火分區(qū)最大極限4000m2，減少防火分區(qū)的數(shù)量，因此可以減少樓梯的數(shù)量，且保證分區(qū)內(nèi)最遠(yuǎn)點(diǎn)到剪刀梯的距離都不大于60m（本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了噴淋自動(dòng)滅火系統(tǒng)），減少了樓梯位置的布置，增加了車位數(shù)，也達(dá)到防火分區(qū)的要求。既滿足了規(guī)范要求，又增加地下室車位利用率。

3.1.2 水暖電設(shè)備設(shè)施的設(shè)計(jì)

電氣設(shè)計(jì)：地下室電氣根據(jù)上部建筑的性質(zhì)定性來確定電氣用電負(fù)荷等級，消防設(shè)備用電采用雙回路末端自動(dòng)切換的供電方式，地下室設(shè)置有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)等。

水專業(yè)設(shè)計(jì)：地下室按規(guī)范要求設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。室內(nèi)消火栓按建筑防火分區(qū)進(jìn)行布置，保證有二股水柱同時(shí)到達(dá)室內(nèi)各個(gè)部位，消火栓布置在明顯易取及不影響汽車的通行和車位位置；地下室自動(dòng)噴水系統(tǒng)按地下室的使用性質(zhì)、危害程度等來確定危險(xiǎn)等級。

暖通專業(yè)設(shè)計(jì)：地下室發(fā)生火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的大量煙霧及有毒、有害氣體是造成火災(zāi)傷亡的重要原因。因此合理地進(jìn)行防排煙、通風(fēng)設(shè)計(jì)，有效地劃分防煙分區(qū)并及時(shí)將煙霧排出，是有效減少火災(zāi)傷亡及財(cái)產(chǎn)損失的重要途徑。

3.2 地下車庫防水設(shè)計(jì)的優(yōu)化

地下室滲漏水是十分常見的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，將防、排、截、堵、疏有機(jī)結(jié)合起來，提高施工技術(shù)水平，加強(qiáng)滲漏問題的控制，保證地下室工程的防水效果。

3.2.1 結(jié)構(gòu)自防水

依據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB 50108-2008）[6]3.1.4規(guī)定，地下工程迎水面主體結(jié)構(gòu)應(yīng)采用防水混凝土。防水混凝土通過調(diào)整其配合比，或摻外加劑、摻合料等配制而成，防水混凝土應(yīng)滿足抗?jié)B等級要求，其抗?jié)B等級不得小于P6。防水混凝土結(jié)構(gòu)厚度、裂縫寬度、鋼筋保護(hù)層厚度等應(yīng)符合規(guī)范相關(guān)規(guī)定。

3.2.2 防水材料防水

防水材料的品種、規(guī)格非常多，其厚度、層數(shù)等的選擇應(yīng)結(jié)合地下建筑的防水等級，地下水位、設(shè)防要求等來合理選取，防水材料應(yīng)鋪設(shè)在混凝土結(jié)構(gòu)主體的迎水面。在設(shè)計(jì)時(shí)防水材料應(yīng)合理使用，以達(dá)到其防水效果。

3.2.3 細(xì)部節(jié)點(diǎn)防水

常見的細(xì)部節(jié)點(diǎn)防水包括施工縫（水平縫、垂直縫）、沉降縫、后澆帶、穿墻（盒）、預(yù)留孔（槽）、孔口等部位。在地下室防水設(shè)計(jì)時(shí)要依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求做好這些節(jié)點(diǎn)防水處理，保證其細(xì)部構(gòu)造的防水性能。

該工程防水等級為二級，地下室頂板防水等級為一級，采用C40混凝土主體結(jié)構(gòu)自防水，混凝土抗?jié)B等級為P6，防水卷材主要采用4.0mm厚SBS改性瀝青防水卷材（一級防水等級采用兩道防水卷材），該工程的防水設(shè)計(jì)做法均詳見《地下建筑防水構(gòu)造》（10J301）[7]。

4 結(jié)束語

本文結(jié)合莆田物流園區(qū)快遞電商園一期地下室設(shè)計(jì)的實(shí)際案例，不僅對基于成本控制的建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和綜合管線布置的優(yōu)化進(jìn)行介紹，還對基于安全保障的建筑防火和防水設(shè)計(jì)的優(yōu)化進(jìn)行介紹，詳細(xì)分析和總結(jié)了地下車庫建設(shè)的成本控制和防火防水設(shè)計(jì)的原則及關(guān)鍵點(diǎn)。文章的優(yōu)化成果能更好地促進(jìn)地下車庫的功能、安全及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)?？傊?，在土地資源稀缺的今天，地下室建設(shè)已成為城市建設(shè)項(xiàng)目中不可或缺的主體，必須從全方面綜合考慮，合理設(shè)計(jì)出最優(yōu)的地下室布置形式，使地下車庫的功能及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)到最充分的發(fā)揮。