浅谈地铁车站的建筑设计

所属栏目：建筑设计论文
发布时间：2011-10-02 20:26:51  更新时间：2011-10-02 20:37:50

 浅谈地铁车站的建筑设计
叶妙峰
摘要：六十年代以来,城市经济迅猛发展,城市用地范围膨胀,城市人口和汽车不断增加,引起交通量剧增。地面交通拥挤,车速下降,事故频繁,噪音干扰和空气污染严重,造成森林死亡,疾病蔓延,对城市居民的生活带来威胁,这些已成为当今世界各大城市亟待解决的社会问题。建设地下铁道正是解决上述问题的有效途径之一。地铁车站是本着 “以人为本”的设计原则进行设计的，承担着多种纷繁芜杂的功能,成为人们出行、换乘以及购物等活动的重要场所。本文结合工程实例，阐述了地铁车站建筑的设计思路以及不同形式车站的比较。
关键词：地铁车站；高架站；地下站；建筑设计
一、 总体发展趋势概况
地铁是一种规模浩大的交通性公共建筑，它是现代城市中主要快速轨道交通之一，是解决城市交通的非常有利的运输工具。自1863年在英国伦敦开通世界上第一条地铁以来，到目前位置，已有38个国家的86座大城市开通了近300条地铁线路，总长度超过了5200km，设有近5000座地铁车站。但是地铁建设初期发展较缓慢，直到20世纪60年代，城市经济发展，交通量剧增，城市道路拥挤，地面公交已不能满足交通需要，地铁的建设得到了迅速发展，在其后不到30年的时间里，地铁线路的总长度翻了数倍，在大城市公共交通客运中充当起主力军的作用。近些年，一些城市的地铁建设，已摆脱了单一线路的模式，逐步向多条地铁线路相互联网，与城市公交系统综合连接，地面的公共汽车、出租车作为补充的方向发展，建立起城市公共交通的骨架，形成一个地下、地面多层次的立体交通网络，为城市居民停工了更加便捷的交通服务。
地铁的建设方式一般根据城市总体规划的要求；城市建成区的建筑空间、密度、道路红线宽度；城市景观的要求来选择建成地下或地上，其中地上包括地面线和高架线，地面线包括堤式和路两种形式，高架线为桥梁形式。地下一般为隧道形式。
深圳市是中国第一个经济特区，与港澳毗邻，改革开放以来工农业迅速发展，但是地面交通堵塞，严重影响城市的正常生活，乘车难已成为急待解决的突出问题，无疑修建地铁就是根治该市交通的有效途径之一。建设地铁不可能一蹴而就，深圳地铁根据总体规划要求，人们出行、购物的便捷，交通拥堵等，分清先后缓急，就是说需要和可能完全要从实际出发。就车站建筑设计而言，要建成什么样，很多问题需要认真加以考虑。
二、 地铁车站的安全、舒适、多变性
地铁经历了140多年的发展历程，地铁车站的设计也越来越成熟完善、丰富多样。现代的地铁车站，不仅注重内部空间的组织和交通流线的安排，而且还十分强调安全性和舒适性，并力求通过运用各种先进的技术手段和多种艺术处理方法，为乘客创造方便和快捷高效的乘车环境。
内部现代化设备、设施的配置方面，发达国家很多城市中的地铁，为了乘客旅途的方便快捷，在车站内部适当设置了自动扶梯；普遍设置了自动售票和自动检票装置。近年来，一些新建的车站还在站台与路轨之间，装有屏蔽门，站台门与列车门自动开启与关闭，提高了旅客在站台上乘车的安全性。
在内部空间设计方面，创造美好的室内环境和舒适条件，也成为近几年来地铁车站建设中所关注的热点。建筑师在地铁站的多样化和突出个性方面，做出了不懈的努力，越来越多的富于变化、风格各异、具有良好视觉效果的车站不断出现。建筑师利用结构形式的变化、建筑材料的质感和颜色的不同，以及照明方式的变化等等，增强了车站的可识别性和室内空间的艺术性，同时，艺术小品、雕塑、壁画等也被引进到地铁车站之中。
在交通指示标志设计方面，车站内的各种站牌、指示牌也不只是出于功能的要求，而且同时还兼有一定程度的装饰作用，例如，巴黎地铁中的指示牌的设计就非常讲究实用性和装饰性的结合。车站内各种站牌、指示牌趋向齐全、醒目，乘客凭借指示牌可以方便地找到目的地。站台上的站牌、广告牌等亦结合灯光布局，光彩夺目，满足明确的指示功能之外，还起到了很好的装饰效果。
三、 地铁车站的基本组成部分
地铁车站一般根据总体规划、经济性确定一定的位置及规模。地铁车站的组成主要由车站主体（站台、站厅，设备房）建筑设计、车站附属建筑设计（出入口及通道，通风道及地面通风亭等）两大部分组成。地铁车站主体的组成基本上分为两大部分，一是公共空间，出入口及通道的设计为乘客提供无太阳晒、无雨淋的乘车条件，二是涉及车站运营的技术设备用房及管理用房。
①站台位于上下行车线路之间，这种站台布置形式称为岛式站台。站台位于上下行车线路的两侧，这种站台布置形式称为侧式站台。站台宽度计算：
岛式站台设计宽度的计算公式为：B=2b+n•z+t(m)
其中：B-岛式站台宽度（m）；
b=Q上×P/L+ba 两个b 中取大者为站台计算宽度；
式中：b——侧站台宽度；n一横向柱数；Z——横向柱宽（m ）；
t ——每组楼扶梯宽度之和；
Q上——远期每列车高峰小时单侧上车设计客流量；
Q上、下——远期每列车高峰小时单侧上、下车设计客流量；
P——站台上人流密度0.33～0.75㎡/人；
L——站台计算长度(m )；
M——站台边缘至安全门立柱内侧的距离(m )；
ba ——站台安全防护宽度取0.48 m ,采用屏蔽门时以M替代ba 值。
侧站台设计宽度的计算公式为：
b = Q上、下P/L+M
2、楼扶梯宽度计算：
上、下行楼扶梯数量由上、下车客流确定：
晚高峰（或早高峰）两个方向上车客流之和（或下车客流之和）×车站超高峰系数÷每小时楼扶梯通过能力
根据上面的计算公式所得，设计此站站台的宽度。
②站厅根据车站的规模及防火、疏散的要求，人流交通的便利，布置公共空间里的楼扶梯、闸机、服务中心的位置；设备区的布置，按照各设备专业提供的房间要素表布置房间的位置、大小及地面高度。
地铁车站属于重要公共建筑，重要公共建筑的耐火等级不应低于二级，耐火等级为一、二级的建筑，防火分区的最大允许面积为2500㎡。建筑内设置自动灭火系统时，该防火分区的最大允许建筑面积可按规定增加1.0 倍。局部设置时，增加面积可按该局部面积的1.0 倍计算。
紧急疏散时间按下列公式计算：
T=1+{（Q1+Q2）/0.9[A1（N—1）+A2B]}
式中：
Q1—列车乘客数（人）；
Q2—站台上候车乘客；
A1—自动扶梯通过能力（人/mim.m）；
A2—人行楼梯通过能力（人/mim.m）；
N—自动扶梯台数；
B—人行楼梯总宽度（m）；
车站楼扶梯的宽度最后计算得出满足紧急疏散小于6分钟的要求就可以了。
③出入口的位置相对的较灵活布置，以便充分发挥其疏散和救援功能，从而提高地铁车站在事故状态下的应对能力。因此出入口和升降中两项通行能力的计算比较重要。出土口通常是根据设计人员的经验，结合各个车站所在位置的地面建筑及街道、规划道路红线等具体情况进行布置。一般把出入口位置选择在吸引客流量大、与地面交通换乘方便的地方，或者直接利用附近商场、地下人行通道等设施进行疏散，以节省工程造价。出入口不但要考虑其交通疏散能力，经济引导功能，还要考虑在事故状态下，对乘客及工作人员的安全疏散和救援实施的影响。
下面举例分析一下。
四、 车站的建筑设计研究
1 举例：高架标准站
11号线沙井南站为高架三层标准站，车站总建筑面积：9252.23㎡，位于宝安大道与沙井南环路交叉路口的北侧，沿宝安大道呈南北向布置，车站周边现状东侧为马鞍山综合市场、马鞍山新区港等，附近居民小区较多。车站西侧为深圳珠江门诊部、世贸手袋厂、新友通印刷有限公司等工厂，附近工厂林立。
⑴ 设计思路
1.1 协调好高架车站选址定位
①地铁车站选址要满足城市规划,城市交通规划及轨道交通路网规划的要求,并综合考虑该地区的地下管线、工程地质、水文地质条件、地面建筑物的拆迁及改造的可能性等情况合理选定。②地铁车站的设计要注意与周围环境的协调,如与城市景观、地面建筑规划相协调。③地铁车站的规模及布局设计要满足路网远期规划的要求。车站是乘客候车、上下列车及列车停靠的场所,站台长度、宽度、容量、必须满足远期的旅客乘降和疏散要求；车站客流集中,一般都与地面交通有大量的换乘,车站布局设计应有效地组织人流集散，力求换乘路径便捷，减少乘客的换乘距离，给乘客带来便利。
沙井南站位于城市规划地块中，城市道路的中间绿化带上。规划地块所在区域拟规划为商业区或行政办公区等, 对道路的景观要求比较高。该类车站规划时出入口要尽量分散并靠路边布置, 既占用最少的城市用地又尽可能吸收大范围的人流；这类路中车站需要设置人行天桥解决过街的问题, 以更好地吸引客流。
1．2选择好高架车站的站台形式
高架车站选择岛式还是侧式,设计人员进行了综合全面的比较。一般认为, 岛式车站在站台面积利用率、调剂客流、站台之间联系等方面优于侧式车站；侧式车站多用于客流量不大的车站及高架车站。侧式站台与岛式站台比较见表2。

⑵ 精心设计好车站造型立面
高架轨道交通以其“现代”、“快速”、“便捷”等特点成为公共交通系统和城市景观中引人注目的彩带，各车站恰似串在彩带上的明珠。高架车站作为一种形式较为特殊的交通建筑，在设计中应力求做到功能和审美的完美结合。由于车站体量大，所以其建筑形式、立面造型对城市环境的影响较大，在设计中就必须从城市大环境出发对每个车站在城市中所处的不同区域加以分析研究，在充分发挥车站功能的同时，也能丰富城市空间，改善城市景观。
外部造型设计时应该处理好整条线路共性和个性时关系。既具有各自的特色，又相互呼应，同时兼具轨道交通的系统性。根据区域特点，建筑造型设计时主要针对以下几点细化设计：
①建筑造型应与区域规划相吻合;
②要与周围环境协调，应注重视角环境的营造;
③墙体及维护材料选用轻质、现代而耐久的新型材料;
④如南方地区可考虑针对气候特点做好耐雨淋、排水设计。
在其高架车站的外部造型设计时，要满足车站建筑本身的使用性格特征。
⑶ 根据总体规划要求，此站为岛式高架标准站，按照站台宽度、疏散计算设计此站为10米宽站台，两组楼扶梯，5米宽出入口即可满足要求。
2 举例：地下换乘站
11号线后海站位于后海滨路与海德三道交叉路口的东侧，沿海德三道呈东西向布置，为地下三层换乘站。本站与2号线采用通道换乘，与规划15号线呈T字岛岛换乘。车站西侧为既有2号线车站车站与区间，车站东侧为规划15号线车站。此站为地下站，车站周边规划高层建筑密集，用地紧张。
⑴ 设计思路
根据轨道交通线网规划，本站为地铁2号线、11号线与15号线的换乘站。
根据既有线（2号线）的车站形式，同时充分考虑车站两端区间的线路条件，为尽量减少穿越周边用地，减少桩基托换，将本站设在后海滨路与规划中心路之间，使三条线实现轨网内换乘。
充分考虑本站位于规划南山商业中心区，土地利用价值高的特点，结合公交站的设置，对车站周边地下空间进行综合开发与利用，极大地提升了土地的利用价值。后海站周边将依托传统商业及换乘枢纽形成商业枢纽点。
后海站规划定位为交通功能为主导，与常规公交及大型商业中心、办公区等结合的客运枢纽。根据车站周边规划建筑的属性，本站的客流量较大，为便于管理，疏散客流，使乘客使用起来更方便，故选择岛式站台。
⑵ 合理布置车站
本站设计通过合理布置车站人行通道、地面出入口、车站付费区和非付费区，合理布置和设置、检票系统和楼、扶梯，将进、出站客流进行合理分流，使乘客进、出车站做到均衡、流畅、便捷，避免了地铁车站的进、出站客流相互交叉干扰。
⑶ 根据站台宽度计算设计此站为14米宽站台即可；根据本站的公共区布置，设置2台上行扶梯和2台下行扶梯及两部净宽1.8m的楼梯，经计算，满足疏散要求。
3 高架与地面、地下车站之间的比较
（1）相对于地面轨道交通而言，高架轨道交通较为高效和实用，占用地面的面积也相对较少，对城市地块的分割作用较弱，对城市规划的影响程度较少。
（2）相对于地下轨道交通而言，高架轨道交通造价较低，建设周期较短，高架轨道交通在经济方面的优越性是很明显的。
高架轨道线路造价为地下线的1/3，高架车站的建设费用为地下车站的1/9，其运营费用是地下线的1/3，因此可以粗略地估计出，建设一条地下线的资金可以建设三条同样长度的高架线。由于高架轨道交通是在地面以上建设，建设速度快、更加适应大城市发展的需要。
（3）相对于地下轨道交通而言，高架轨道交通主要存在以下三大问题：振动、噪声和城市景观的负面影响。
由于高架轨道交通大多穿越或位于闹市区和居民区，因此轮轨振动、车辆噪声对周围环境的影响变得十分突出。振动、噪声问题成为建设高架轨道交通的最大障碍，能否将振动与噪声控制在最低限度内，是高架轨道交通在城市建设是否可行的关键因素。世界各国都非常重视高架轨道交通的振动、噪声以及它与周边环境相协调的研究。
4 车站选择能充分表达设计理念的成熟技术与材料
在建筑材料方面, 车站设计积极采用成熟的技术、工艺和材料。站台是乘客的候车区,是人活动的主要区域, 需要一定的采光与通风。为保证全线车站形式上的
统一,也便于以后运营的维修, 车站可使用不同大小的百页, 可根据功能与造型的要求使用在立面的不同部位。固定时选择合理的百页角度, 让空气形成对流, 使候车区内有良好的通风环境。
5 统筹好室内设计
设计风格体现了交通建筑的特点, 空间形式简洁明确, 设备集成化、标准化, 建筑附件模块化, 融技术与艺术于一体。设计遵循以下三个原则:
(1)统一性与识别性相结合原则。装饰风格统一, 地面、天花、柱面、墙面等的装饰形式与材料统一; 局部采用个性化装饰的处理手法增加车站的识别性。
(2)现代工业化原则。装修施工考虑了模数化、工厂化、拼装化、干作业、环保型、易维修等公共交通建筑装饰等发展需要, 方便现场施工, 提高工作效率, 缩短建设工期。
(3)系统性、有机性与发展性相结合原则。做好综合管线的设计,特别是解决好边界的处理。室内装修材料的选用一定要结合轨道交通建筑的公共性,材料要具有一定的韧性与硬度, 耐磨, 抗冲击不变形；颜色要鲜明,表面平整, 容易保洁；要满足模数化、标准化设计要求,方便工厂批量生产；重量较轻, 构造合理, 安装及维护简便快捷,与设备接口易处理；材料供应较普及, 备品率低。
五、结束语
综上所述，地铁车站的建筑设计者应本着“以人为本”的设计原则，才能体现出人性化的一面，无论是高架站或地下站，各自有各自的特色！设计者应根据实际情况设计出一个经济合理的建筑作品，以提高社会效益。