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天津站交通枢纽1号风亭方案设计
发布日期:2017-09-04 21:51
天津站交通枢纽1号风亭方案设计
 
摘  要:文章以天津站交通枢纽1 号风亭(与换乘中心 2 号出入口合建)的设计为例,探讨了风亭设计与周围环境结合的同时,如何尽量减少风亭对周边环境与居民生活的影响并且总结了地铁风亭设计的原则。
关键词:交通枢纽;地铁;风亭
 
      地面交通方式的相对饱和使地铁交通逐渐成为城市发展的焦点。地铁站客流量大,地下车站的环境相对密闭,若通风排气不良,较易发生生物性污染;而地铁风亭作为地铁通风系统的必要组成部分,被称为“活肺”。
      地铁用地内的建筑有出入口、风亭、服务建筑等设施,有时因为地铁地下线路的布置,需要采用出入口与风亭合建的方式。作为地铁出行的第一节点,它是城市轨道交通与其他交通方式结合的关键点,因此科学合理的规划设计和布局,能够提高车站用地的使用效率,促进城市交通顺畅,提高城市交通承载能力,提高城市规划管理水平。
 
1天津站交通枢纽工程轨道换乘中心概况
      天津站交通枢纽汇集了铁路,京津城际,地铁 2、3、9 号线以及前后广场的公交、长途客运,是多种交通方式集中换乘的综合交通设施。轨道换乘中心地下工程位于天津站后广场,华兴道、新广路与新兆路等交汇的四叉路口处。轨道换乘中心共分 4 层,地下 1 层为各种交通方式公用的交通层,地下 2 层为地铁 2、3、9 号线公共的站厅层,地下 3 层为地铁 2、9 号线的站台层及 3号线的设备层,地下 4 层为地铁 3 号线的站台层,工程总建筑面积 154 718 m2,共设 11 个出入口、2 个出租车出入口、6 座风亭。
2.1号风亭现状
      换乘中心的 2~6 号风亭均为换乘中心范围内规划建筑或与其他配套楼合建风亭,仅 1 号风亭与 2 号出入口合建于整个枢纽工程的西北角,汇和家园、新广路与华碧道交口处。建成后,接临住宅楼及办公楼各 1座,地理与环境位置较特殊。风亭净边界与住宅楼外墙距离为 13.51 m。
 
3方案设计与比选
3.1方案 1 与方案 2 比选
      从图 1 可以看出 1 号风亭自上而下分别为机械 /活塞风井、排风井、送风井,按照地铁设计所提需求,以上各风井有效通风面积要求至少是 25、36 和 21 m2。由于 1 号风亭直通至地下 4 层,受土建条件制约排水量较小,所以该风亭不能做成大面积顶部开口的敞口低风亭形式,只能优先选用侧出风形式。考虑到对 2 号出入口乘客及附近居民的影响,选用风口加设百叶形式,百叶通风面积按照 0.8 m2/m2折算。该风亭靠近汇合家园侧设置绿地,由 GB 50157—2003《地铁设计规范》可知,风亭开口底距地面可降至 1 m;而靠近新广路与华碧道侧风亭开口底距地面高度≮2 m。

      该风亭设计应以满足日照要求为基础,综合考虑采光、通风、消防、防灾、管线埋设、视觉卫生等要求确定并且不应使相邻住宅原有日照标准降低。作为交通建筑的组成部分,风亭应能反映出整个枢纽交通建筑的特征,保持与枢纽新建建筑风格的统一。基于以上的设计原则,产生图 2 的 2 种设计方案。

      从图 2 可以看出,2 种方案中送风亭与活塞 / 机械风亭很容易满足设计所需的过风面积。而对于方案 1,因排风亭的底边长仅为 6.5 m,故要满足大约 45 m2的过风面积,风亭百叶高度需达到 7.5 m,加上风亭开口底距地面 1 m 以及风亭屋面必要做法 1 m,此风亭最终高度将达到 9.5 m,相当于 3 层普通住宅楼的高度,势必对邻近风亭的低层居民的采光产生一定的影响,不过该方案中风亭距汇和家园的距离可达到 10 m 以上,噪声和排出气体的影响较小。
      考虑到方案 1 中风亭高度偏高的实际,寻求可以有效降低风亭高度的方法后发现,风亭高度主要受制于排风亭底边的有效长度,如果采用方案 2 双侧排风,可以使排风亭的底边长度达到 11.4 m,从而使风亭百叶降至 4.4 m,风亭总高合计为 6.4 m,仅为 2 层住宅楼高度,不会对周围居民采光产生影响,可该方案因增加了排风亭侧面的面积,对于 GB 50157—2003 中“当进、排风亭合建时,排风口应比送风口高出 5 m 或风口错开方向布置且进排风口最小间距应>5 m”,其送风与排风为错开及同向的双向布置,同向时水平间距仅 1.15 m,不满足规范要求的 5 m 间距的要求,同时风亭距离住宅楼的距离在 6 m 以内,将会增加噪声和排出气体对附近的居民的不利影响。
      再者,以上 2 种方案为使风亭与 2 号出入口整体显得较为低矮,而将 2 号出入口部分设计成斜坡,虽然看起来合建风亭体量减小,可对于此类人员进出较为密集的场所而言,有使人员误以为是可上人的屋面或坡道,有潜在的坠落危险,尤其对于附近玩耍的小朋友,此种危险更加不容忽视。
3.2风亭设计原则及新方案的产生
      基于以上对比,发现风亭设计中有 3 个方面需要注意:
      1)在合建的某类风亭侧开无法满足有效通风面积的情况下,考虑部分风口顶开,部分风口侧开的设计;
      2)尽量减少排风亭的占地面积可增加风亭与住宅楼的距离;
      3)将 2 号出入口设计的与风亭体量相当,在视觉上可有效降低合建风亭的高度。
基于对周边小区环境和居民健康考虑,风亭的出风口要避开小区方向,这势必给排风亭设计造成很大难度。经过方案论证,提出排风亭的部分风口采取顶开形式,其余部分风口采取侧开的形式。考虑到 1 号风亭与 2 号出入口合建的实际,侧开部分的风口需用风道引至合建体的东侧及南侧(东侧和南侧位于合建体后侧,为无行人通过侧),风道下设吊顶,吊顶高度为3.5 m,同时在南侧为 2 号出入口加设通风百叶,百叶面积 3.9 m2
      综上设计出符合以上 3 方面要求的风亭方案,见图 3- 图 9。

      从图 4 可以看出,排风井顶开部分靠近 b2-bb 轴,开口尺寸为 5.4 m×3.3 m,有效过风面积为 17.82 m2,侧开口部分分别位于 ba-b5 轴、b5-bb 轴,水平长度分别为2.7、7.9 m。兼顾 2 号出入口平时通风考虑,于ba-b2轴加设通风用百叶,长度 3.0 m,百叶正对 2 号出入口正门。
      图 5 和图 6 显示 2 号出入口的吊顶标高为 3.5 m,吊顶以上可以布置排风井的侧开口部分的连接风道。图 5 自左至右分别为送风井百叶、2 号出入口通风百叶和排风井南侧百叶。图 6 为排风井在 b2 轴上开 8.7m×2.5 m 洞口,此洞口与排风道相连,将侧排的排风引至南侧和东侧的排风百叶处。图 7 是排风井在 b5 轴上布置的侧百叶视图。图 8 是机械 / 活塞风井在 bc 轴上布置的侧百叶视图。图 9 是排风井顶开口百叶视图。
      采用方案的设计中,合建风亭最终高度为 6.8 m(室外地坪标高为 -0.45 m),长度为 28.95 m,风亭侧宽度为 15.9 m,出入口侧宽度为 14.48 m。该合建风亭的参数见表 1。

      从表 1 可以看出,风亭百叶设计通风面积比≯0.8,说明在实际施工中可以选择通风面积比略小的百叶产品,从而扩大了通风百叶的选择范围,为后期施工安装带来便利。另外将合建的 2 号出入口设计成矩形外观,并且增加了一定的百叶通风面积,给进出的乘客带来一个空气较为舒适、大空间感的环境。风亭最终距离汇和家园小区的距离 9.5 m,风亭高度 6.8 m,排风口布置为部分顶开、部分侧开形式,侧开的出风面向无行人侧。该风亭设计的进出风口为错开布置,水平和垂直间距>5 m,满足规范要求。
 
4总结及建议
      1)通过对天津站轨道换乘中心的 1 号风亭与 2 号出入口合建的方案对比与分析,得出风亭设计的 3个原则,即排风亭设计为部分风口顶开、部分风口侧开的形式;尽量减少风亭的占地面积;风亭与出入口合建时应使两者体量相当。
      2)地铁风亭的场地应结合周围环境,优先选择空气质量较好的场所作为送风口,周边最好有一定的绿化,将排风口、机械 / 活塞风口因地制宜设置在不影响周边环境的场所,减少噪声、废气等对环境的污染。
      3)不可将风亭设在居住区内,以免噪声、废气等影响周边居民的身体健康。
4)为使风亭与周围环境协调一致,可将风亭与出入口或其他建筑合建,统一考虑其建筑风格及布局,做到和谐统一并且隐蔽。考虑必要的防淹、防倒灌以及防坠落措施,确保风亭在保证正常使用的同时,也能确保周边人员的安全。
 
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