模塊標準化設計理念在地鐵車站建筑設計中的應用

劉坤

（廣州地鐵設計研究院股份有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

目前，我國一些中大型城市均開展城市軌道交通建設，并通過城市軌道交通緩解城市地面交通壓力，地鐵車站作為整個城市軌道交通的核心組成部分，其設計質量關系到車站能否實現合理及科學的客流組織。地鐵車站涉及專業多，在開展建筑設計時需要考慮的因素眾多，過程中為滿足各專業的需求及制約條件的影響，時常出現設計方案的調整。模塊標準化設計理念通過將地鐵車站分解為若干具有相互關聯的模塊，能夠讓地鐵車站建筑設計工作化繁為簡。在模塊標準化設計理念下，地鐵車站建筑主要可分解為公共區模塊、設備及管理用房模塊、附屬建筑模塊這三大模塊，模塊分解后，對模塊進行標準化設計，最后根據各模塊之間存在的相互關聯，將這些模塊聯系在一起，從而實現地鐵車站的整體設計[1]。從類型來看，地鐵車站主要分為地下站、地面站以及高架站三大類，由于其類型不同，使得各類地鐵車站的設計要點也存在明顯差異[2]。本文結合實際工程，以常見的地下車站為例，對模塊化設計理念在該項目建筑設計中的實際應用及應用效果進行分析，從而為類似地鐵工程建筑設計提供經驗支持。

1 工程概況

國內某地鐵車站位于搬遷后區域，周邊尚未實現規劃，車站建設范圍內無建（構）筑物，車站設于兩條規劃道路交叉路口以東200m 處，沿規劃道路東西向設置（見圖1）。根據客流及行車方案，全線選取的是6 輛編組的B 型車。車站為11m 站臺標準站，車站的主體建筑長度214.5m，標準段寬為19.7m，車站共設3個出入口，出入口均勻分布于規劃道路南北兩側，便于吸引客流，其中無障礙電梯設于1 號出入口處。車站共設2 組風亭和1 組冷卻塔，風亭和冷卻塔均設置于規劃道路南側規劃醫院用地內，風亭均為矮風亭。車站設置一個安全出口，安全出口位于車站大里程端。

圖1 某地鐵車站總平面圖

2 模塊標準化設計理念的應用價值

車站的總體布局應符合城市總體規劃、城市交通規劃、環境保護和城市景觀的要求，妥善處理好與地面建筑、地下管線、地下構筑物等之間的關系，盡量減少房屋拆遷、管線遷移和施工時對相鄰建筑物、城市交通及市民生活的影響[3]，結合以上各種制約因素及限制條件，車站的整體設計難度也會因此增加。以該項目為例，車站選址位于搬遷后區域，周邊尚未實現規劃，因此不存在以上所述既有建（構）筑物的制約，但正因為周邊均屬規劃階段，車站的設計方案除需要考慮與周邊規劃建筑的空間關系及先后實施的順序外，還需考慮如何合理及科學地實現客流組織，減少車站規模，實現車站功能的最優解。將模塊標準化設計理念應用到該項目中，能夠有效降低地鐵車站建筑設計難度，并提升地鐵車站建筑的設計效率。

2.1 整合車站建筑信息

在地鐵車站設計過程中，采用模塊標準化設計，可有效利用BIM 技術對車站建筑的各模塊信息進行整合，例如，可以充分利用BIM 建立各標準化模塊三維模型，借助模型數據信息為模塊標準化設計提供數據支持，同時實現對各標準化模塊信息的調用，從而使地鐵車站建筑設計的效率和準確度提升[4]。與此同時，通過對車站建筑的相關信息進行整合（見圖2），還可以使各模塊之間的關聯性更加清晰，有效避免后續設計變更問題出現，進而避免工程造價、進度、質量等方面因此受到影響。

圖2 車站建筑標準化模塊BIM 三維模型

2.2 降低車站設計難度

在地鐵車站設計時，需要從整體著眼，開展方案的總體設計，一般專業需求及周邊環境的制約，車站設計的難度較大。采用模塊標準化的設計理念后，可以將整個車站主體根據功能及用途拆分為公共區模塊、設備及管理用房模塊、附屬建筑模塊這三大模塊，并根據各模塊標準化設計方案，將各標準化后的模塊結合總平面用地條件及制約因素進行調整銜接，從而形成車站的整體設計，有效提高設計質量及效率，降低設計難度及風險。

2.3 控制車站合理規模

開展模塊標準化設計后，依據流線進行合理的公共區布局，并且在不影響客流匯集且滿足規范的情況下有效利用站臺兩端空間，根據設備布置及管理需求，對設備及管理用房模塊標準化布置。通過精細的模塊標準化布置，能夠有效控制各模塊規模，從而達到降低車站整體規模、節省工程造價及降低對周邊環境影響的目的。

3 模塊標準化設計理念的實際應用

該項目為地下二層標準站，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層，車站中心里程處為公共區，公共區兩側為站廳、站臺的設備及管理用房區域。在模塊化的理念下，根據功能又可以將該車站的公共區模塊、設備及管理用房模塊、附屬建筑模塊這三大模塊進行細分。公共區模塊可細分為站廳公共區模塊、站臺公共區模塊和連接站廳及站臺的通道模塊，設備及管理用房模塊可細分為設備用房模塊和管理用房模塊，附屬建筑模塊可細分為出入口模塊和風道、風亭模塊，模塊劃分后通過對細分模塊的精細化設計，可形成統一標準，從而實現有效節省設計時間、控制建筑規模、實現精細化設計、減少設計問題、控制工程投資及質量的目的。

3.1 公共區模塊標準化設計

在開展公共區模塊標準化設計過程中，需要將客流流線作為設計考慮的出發中心點，公共區功能劃分的作用主要表現在進出站的流線方面，一般乘客進站的流線是：進站→購票→進閘機→通過樓扶梯→下站臺→上車，乘客出站的流線與進站流線恰好相反，進出站屬于逆向通行的關系（見圖3）。

圖3 乘客進出站流線

3.1.1 站廳公共區模塊標準化設計

站廳公共區可為乘客提供多項服務，如檢票服務、售票服務以及補票服務等，與此同時，還需要與過渡空間配套，使乘客能夠獲得準確的引導。通常站廳公共區模塊所承載的功能比較多，因此在對該模塊進行區域劃分時，可將其劃分為兩個區域，即付費區域以及非付費區域，這兩個區域之間可以設置固定柵欄以及檢票閘機，使兩個區域之間能夠實現分隔，以此將該車站的功能分區的劃分實現標準化。以該項目為例，對于網絡中的每一條線路，同類型車站內部布置采用標準化設計，站廳公共區長度一般采用9 跨，跨距為9m。站廳公共區平面根據車站形式、客流流線、安檢設施、售檢票方式以及樓扶梯、無障礙電梯和其他乘客服務設施的布局綜合確定（見圖4）。

圖4 站廳公共區模塊標準化布置（單位：mm）

3.1.2 站臺公共區模塊標準化設計

站臺公共區一般應用于乘客的疏散以及乘客在上車和下車時的空間轉移需求，該模塊可以依照模塊標準化設計理念將各方面設計要素進行充分整合，將設計的首要目標確定為實用性功能的實現，從而為乘客通行創造便捷、效率的服務。以該項目為例，車站站臺寬度為11m，有效站臺長120m，并設計了與之配套的3 組樓扶梯。站臺公共區平面根據車站形式、客流流線，以及樓扶梯、無障礙電梯和其他乘客服務設施的布局綜合確定，側站臺寬度計算時應取初、近、遠期客流分別計算并取其中最大值（見圖5）。

圖5 站臺公共區模塊標準化布置（單位：mm）

3.1.3 通道模塊標準化設計

結合模塊標準化設計理念，在對通道模塊進行設計時，應該充分發揮通道模塊所具備的通行及銜接作用，通道模塊銜接了站臺及站廳公共區模塊，根據標準化設計要求，全線同類型車站站廳至站臺的無障礙電梯宜布置在相同位置且應布置在付費區內，同時站臺上的樓扶梯宜按2 節車廂對應一組樓扶梯均衡布置。以該項目為例，站臺兩端分設一部上、下行自動扶梯及與其并列設置的凈寬不小于1.8m 的樓梯，中部設置一部連接站廳及站臺公共區的無障礙電梯，無障礙電梯與一部“T”型樓梯組合設置。在通道模塊進行設計時，需要結合該地鐵車站的客流數據，對通行能力及疏散進行驗算，同時還需要進行細節設計，例如，應該對地面的防滑功能進行設計，避免往來乘客滑倒造成人員受傷，保證通道的安全性。

3.2 設備及管理用房模塊標準化設計

車站的設備及管理用房分別設置于站廳與站臺的兩端，因涉及專業多，功能需求不同，因此設備及管理用房模塊的標準化設計是整個項目開展建筑設計的核心環節。在對該項目車站建筑進行模塊標準化設計時，必須確保設備與管理用房模塊之間實現協調統一，將模塊標準化設計所具備的優勢全面發揮出來，從而使地鐵車站配置水平和整體設計效果得以提升，保證地鐵車站能夠實現高效化運行，且設備及管理用房區的通道宜順直，通道內的設備箱應嵌入墻體內，并采取有效的防護措施，通道寬度需考慮設備管線的敷設和維修空間，并考慮外開門扇開直時，不應影響走道的疏散寬度。

3.2.1 設備用房模塊標準化設計

設備用房模塊主要包括信號設備室、民用通信設備室、弱電整合電源室、公安通信電源室、變電所等用房。因各專業用房較多，且面積需求較大，所以在設計時必須確保各類用房之間具備密切的關聯性。按照標準化設計原則，對該模塊中主要設備用房需作具體要求，如在對變電所進行設計時，應根據標準化布置方案控制其規模，且變電所宜在站臺層布置；車站通信、信號等自動化設備用房應集中布置，并盡量遠離具有較強電磁輻射的房間，如受條件所限應采取適當的屏蔽措施；信號設備室、通信設備室宜靠近車站控制室布置，通信、信號電纜間應和通信、信號設備室相鄰布置；通風空調電控室和通風空調機房應相鄰布置。

3.2.2 管理用房模塊標準化設計

管理用房模塊主要包括車控室、站長室、警務室、AFC 票務室、交接班、會議室、更衣室、安檢用房、設備區衛生間等用房。該模塊在進行標準化設計時，必須對管理用房的位置以及功能等多項要求進行考慮。首先，必須將管理用房的管理功能集中度予以提升，將該類用房集中設置，并靠近站廳公共區，這一做法的主要優點是能夠將布局緊湊化，使人員之間的溝通和管理高效開展。車站的設備和管理用房布置應緊湊合理，主要管理用房應集中布置于一端，車控室和站長室應相鄰布置。

3.3 附屬建筑模塊標準化設計

附屬建筑通常與周邊環境結合較為緊密，在開展附屬建筑設計時，應根據周邊環境及限制條件，結合標準化設計方案進行方案調整，在實現該模塊功能的前提下，實現減少對周邊環境的影響及控制附屬建筑規模的目的。

3.3.1 出入口模塊標準化設計

客流是車站出入口位置、數量及寬度予以確定的重要因素，車站出入口位置應以吸引客流、方便進出站為原則，應與客流的方向一致，并根據車站站位及周邊環境進行確定，且出入口設置應方便與地面公交的換乘，滿足規劃要求，宜跨路口多向布設。車站出入口的樓梯寬度需依照客流疏散的實際要求進行確定，同時自動扶梯數量需依照服務品質的相關要求進行確定，每個出入口寬度應按遠期分向設計客流量乘以1.1～1.4 的不均勻系數綜合計算確定，出入口樓扶梯及通道的通過能力應大于車站內部樓梯和自動扶梯的疏散能力之和。以該項目為例，標準化出入口通道寬度為6500mm，通道吊頂下凈高不小于2800mm，設置雙扶梯一樓梯（樓梯凈寬不應小于1800mm），困難情況下寬不小于5000mm；通道吊頂下凈高不小于2800mm，設置一扶梯一樓梯（樓梯凈寬不應小于2400mm），敞口段長13m；出入口通道地面裝修厚度為100mm（人防段根據人防要求設置）。

3.3.2 風道、風亭模塊標準化設計

地鐵車站風道、風亭承擔著地下車站及隧道的通風換氣功能，該模塊的設計應遵循附屬建筑模塊標準化的設計原則，以功能為前提，結合周邊環境進行設計。風亭和冷卻塔的位置、造型和色彩應符合城市規劃、環保和景觀的要求，地面風亭的設置宜與地面建筑相結合，獨立建造的地面風亭宜采用低風亭，并應注意與周圍環境相協調[5]，以減少對城市景觀的不利影響。風亭口部高度不應低于車站出入口防洪、防澇設防高度，且不得低于1m，風亭內應設檢查梯及照明等設施，風亭及風道均應有防水和排水設施。

4 模塊標準化設計理念的應用效果分析

依照地鐵車站的總體設計，必須將客流的集散需求作為主要導向，從而使車站建筑內部形成便捷、順暢的流線，具體需要遵從客流進出站的流程。根據乘客進出站流程可以將地鐵車站的功能模塊標準化設計著重放在出入口、公共區、通道、設備及管理用房幾個方面。地鐵車站既要將自身的基礎功能提供給乘客，又要保證車站以及列車運行的穩定性和安全性。例如，設備用房和管理用房必須對給排水、通信信號、供配電等多個系統安裝和控制提供服務，而與行車相關的管理用房則需要對站務和票務等相關工作人員提供必要的服務支持，還要為這些工作人員提供日常休息和工作的場所。在對各模塊基礎功能和輔助功能同時兼顧的條件下，為了控制車站規模及空間利用率得到提升，還必須對便民設施進行合理布局設計。

將模塊化標準設計理念應用于車站建筑設計后，能夠將設備用房和管理用房的整體設計水平有效提升，在確保該項目的每一項功能均能夠正常有效運行的同時，通過模塊標準化設計可以將一些設備及管理用房和輔助用房的空間進行適當壓縮，使功能相近的用房所占空間得以有效整合，從而為車站空間的利用效率提升創造條件。在模塊化設計理念下，還可以提升該項目車站綜合服務水平，從而使車站能夠在各種運營模式下均能夠實現穩定運行。

從該項目所達到的模塊標準化設計成果來看，以功能為前提開展的模塊標準化設計工作較為重視每一個區域之間的有機結合，例如，出入口通道與非付費區域、付費區的結合，通過合理的方案設計，使乘客疏導效率得以提升。通過車站所處站址、周邊環境及客流需求，通過多種標準化模塊的組合調整，可以快速形成多種設計方案，通過對各方案進行比選，擇優確定設計方案，進而使該項目車站建筑設計的效果全面提升，并且能夠為地鐵車站后續開展的各項工作提供有力支持。采用模塊化設計理念下，通過對各功能模塊進行設計，可以有效縮減設計時間和設計成本，提升整體設計質量，使各功能模塊的空間得以合理控制和設計，避免空間出現浪費。由此可見，模塊化標準設計理念可以使地鐵車站建筑設計工作取得良好的社會經濟效益，比較適用于地鐵車站建筑設計工作。

5 結語

在城市軌道建設的各環節中，地鐵車站建筑的設計工作屬于關鍵環節，可以對地鐵線路綜合服務水平產生重要、明顯的影響，并且能夠對乘客乘車過程的舒適度以及安全性產生影響。因此，本文以模塊標準化設計理念作為研究內容，對該理念在地鐵車站建筑設計中的應用進行分析。通過分析得出，地鐵車站各模塊在開展標準化設計時，必須遵循布局集約、功能優先等方面原則，對地鐵車站的每一個功能分區進行有效調整，使地鐵車站各模塊功能區之間的聯動性得以增強，最終為乘客出行提供便捷服務，更好地實現地鐵車站的社會經濟效益，以提升城市的整體形象。