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摘要:近年來,城市軌道交通車站建筑的綠色化建設需求日益凸顯,諸多省市已開展或正在開展軌道交通相關綠色技術研究,但目前,重慶市尚缺乏綠色車站相關標準體系。該文從設計咨詢者的視角,分析了重慶市軌道交通車站綠色設計的影響因素及應遵循的基本原則,針對性地提出了適宜的設計方法及策略,以期為重慶市軌道交通車站的綠色可持續發展提供新的思路和方向。
關鍵詞:軌道交通車站;基本原則;影響因素;綠色設計
0引言
軌道交通車站建筑的流量大、運營時間長、能耗高,綠色節能潛力較大,是推進交通系統綠色化發展的重要途徑,也是綠色交通可知可感的直接呈現主體。軌道交通車站建筑屬于公共建筑的一種,但又具有其自身的特殊性,相關技術體系與現有公共建筑(綠色建筑)技術體系并不完全一致,相關技術措施或設計實施方法路線也有差別。根據《重慶市城鄉總體規劃》,至2050年,重慶市將建成18條軌道交通線路,按照該比例,到2050年重慶地區共將建成約485座車站,除去目前建成開通運營的153座,還將修建約330座車站(圖1)。城市軌道交通車站的大量修建,為軌道交通車站綠色建設提供了廣闊的實踐和推廣空間。
1綠色車站解讀
1.1定義
按照2019版《綠色建筑評價標準》中給出的綠色建筑的新定義,可以認為,綠色軌道交通車站是在其全壽命周期內節約資源(節地、節能、節水、節材)、保護環境和減少污染,為乘客和站務人員提供健康、舒適、便捷和高效的換乘和工作體驗的城市軌道交通車站,主要類型有地下車站、地面車站及高架車站等。軌道交通綠色車站應滿足適用、經濟、安全、綠色、美觀的要求,并在全壽命周期成本合理的前提下進行設計、施工,有效控制工程造價。
1.2內涵
軌道交通綠色車站被看作是一個立體的公共環保工程[1],其主要內涵包括以下三點:(1)節約,包括“節能、節地、節水、節材”,主要強調了要減少各種資源的浪費。節約資源、降低能耗是軌道交通車站綠色設計的基本特征。據統計,城市軌道交通是城市用電最多的“大客戶”,一條線路的年用電量超過1億kWh[1],因此,降低能耗是車站建筑綠色設計的重點考慮因素。在綠色設計過程中兼顧資源再生利用,踐行4R(可再生、循環、重復利用、減量)原則,對能源、水、材料及土地進行合理利用[2];(2)保護環境,強調減少環境污染,減少碳排放;(3)滿足功能使用需求,為乘客提供健康、適用、高效、便捷的使用空間。
1.3影響因素
1.3.1氣候特征
太陽輻射、空氣溫度、濕度、氣壓、風、凝結、降水等氣候因素影響建筑的節能設計和綠色設計。重慶市屬于夏熱冬冷地區,在軌道交通車站綠色設計中,氣候特征在某種程度上影響或決定了車站的區域規劃、選址與功能。
1.3.2地形特點
重慶地形連綿起伏,道路坡度大,地勢陡峭,步行是短距離出行的主要方式[3],因此,在軌道交通車站綠色設計中,應充分利用地形高差,解決好“上下半城”的出行問題,優化車站建筑基本功能。
1.3.3水文地質
工程地質條件對車站建筑,特別是地下車站建筑的設計、施工有重大影響。重慶是座山城,工程地質條件具有典型的山城特色,在這樣的城市地質環境修建地下車站在我國是不多見的[4]。
1.3.4適老適幼
隨著老齡化的加劇,車站綠色設計中的適老、適幼需求日益突出。除了常規的導向標識和無障礙設計要求外,應加強車站空氣流通,保證活塞風通風,設置母嬰室、第三衛生間等健康舒適、全齡友好的服務設施(圖2)。
2車站建筑綠色設計基本原則
軌道交通車站綠色設計是在車站建筑的設計中,運用可持續的發展理念、設計方法和技術措施,在滿足使用功能的基礎上,實現軌道交通車站建筑全壽命周期內的資源節約和環境保護,為人們提供健康、適用、便捷和高效的使用空間。依照公共綠色建筑相關理念,車站綠色設計應滿足適用、經濟、安全、綠色、美觀的要求,并在全生命期成本合理的前提下進行綠色設計,合理控制工程造價。同時,按照相關文獻資料和經驗,軌道交通車站綠色設計應遵守以下一些基本原則。
2.1整體性原則
城市軌道交通系統包含車輛、線路、車站建筑、車輛基地等幾個子系統,涉及到線路、車輛、建筑、結構、給排水、暖通空調、電氣、通信、信號等諸多專業,具有高度的相互依賴性和統一性。軌道交通車站建筑作為一個子生態系統,在設計上須滿足整體性原則,與其他幾個子系統合理銜接。
2.2經濟性原則
經濟性是車站建筑規劃建造決策的重要因素之一,如果軌道交通綠色車站的建造成本過高,那么其他方面再怎么令人滿意,也都難以得到投資人的認可,所以綠色設計必須具備經濟可行性。
2.3可持續性原則
軌道交通綠色車站作為公共綠色建筑的一種,首先應符合可持續發展的原則,做到人與自然的和諧相處。在車站的選址、設計和施工過程中,應符合所在地城鄉規劃,并符合各類保護區、文物古跡保護的建設控制要求,做到場地安全,無超標污染物排放,并對能源、水、材料及土地進行合理利用[5],軌道交通車站的出現不應破壞沿線地區的原有生態環境,同時,車站建筑本身還應與周圍環境達到和諧共生的關系[4]。
2.4社會接受性原則
軌道交通綠色車站作為城市的名片,其綠色設計應展示當地的人文風情,弘揚當地歷史文化,為行業起到示范作用。另外,車站建筑設計應與周邊規劃條件相結合,與城市綜合交通樞紐接駁,結合交通樞紐集中布局,統一規劃,統籌實施。
2.5乘客反饋性原則
軌道交通綠色車站在設計過程中,應注重社會對綠色車站需求的信息反饋,及時調整設計。綠色車站的主體是人,車站的乘客才是軌道交通綠色車站的最終享用者,因此,乘客的參與和信息反饋是重中之重。
2.6技術先進性原則
綠色設計不僅要根據車站建筑的具體情況進行具體分析,同時建議采取與綠色設計相適應的新技術、新設備、新工藝。重慶作為山地城市,地形起伏大,隧道埋深深,造成車站工程設計施工比較復雜;地形狹窄,使建筑布局很難在平面上拓展和開發;同時,重慶地區陰暗潮濕的特殊天氣條件,致使建筑和車廂內部的用能需求與環境保障需求很難同時兼顧。因此,需要在有限的資源條件下,利用先進的節能綠建技術,創新性地解決地形和天氣條件限制帶來的一系列難題,因地制宜,促進山地城市軌道交通的綠色發展。
3綠色設計策略
綠色設計是建筑業在可持續發展戰略指導下的核心實踐措施,是引導城市軌道交通綠色發展的戰略需求[1]。結合軌道交通車站建筑體系和綠色公共建筑的相關技術措施,本文對軌道交通車站建筑綠色設計的主要技術策略進行以下闡釋。
3.1平面布局
車站建筑的平面布局設計應符合城鄉總體規劃、城市綜合交通規劃、環境保護和城市景觀等的要求,且應滿足遠期客流量和運營管理需求,因地制宜布置車站,最大限度吸引客流。車站的規模、通行和服務設施應按系統設計能力,預測的超高峰小時最大客流量和換車需求,以及不同的運營工況確定,在保證乘客安全、布置合理、集散迅速、便于管理的前提下,應考慮兼顧與機場、鐵路、公交站等換乘的便利性。
3.2外觀設計
地面車站和高架車站建筑的綠色設計應考慮風環境、光環境、聲環境以及周邊既有建筑特征等條件,注重符合當地區域性的肌理關系,實現環境與建筑的和諧,并達到節能減排的目的。
3.3空氣質量
健康舒適已成為公共綠色建筑的“標配”。在運行初期,新建車站站內空氣質量難以保證,因此綠色設計應最大限度減少地下車站內部空間的封閉、沉悶和壓抑感,創造舒適的乘車環境。車站空間中氨、甲醛、苯、總揮發性有機物、氡等有害物質含量應符合《民用建筑工程室內環境污染控制規范》GB50325等相關標準規定。同時,車站建筑室內裝飾裝修材料也須滿足相應國家標準的要求,在條件允許時,宜優先采用裝配式內裝技術,實現車站空間的全裝配,真正做到無甲醛、無污染。
3.4光環境
在設計過程中,地面車站和高架車站建筑參考《重慶市城市規劃管理技術規定》中關于日照間距的要求,避免過多遮擋周邊既有建筑,不降低周邊建筑的日照標準。若不能避免,應采取有效措施,降低影響。當車站建筑靠近托兒所、幼兒園、中小學校建筑、醫院建筑、療養院等有明確日照要求的建筑時,建議通過模擬軟件,計算分析建筑底層窗臺日照時數,是否滿足對應相關標準規范規定的日照要求。地面及高架車站采用玻璃幕墻時,應滿足現行國家標準《玻璃幕墻光學性能》GB/T18091的要求,可見光反射率應控制在0.2以下。車站室外夜景照明設計應選用合適的燈具,并采取合理的措施有效控制光污染,車站建筑室外夜景照明應符合現行行業標準《城市夜景照明設計規范》JGJ/T163的規定。車站內充分利用天然采光改善室內光環境,并合理控制眩光。當車站建筑采用屋頂采光時,屋頂透光部分面積不宜大于屋頂總面積的20%。
3.5風環境
地面及高架車站場地內風環境有利于冬季室外行走舒適,過渡季、夏季自然通風。地面及高架車站建筑周圍人行區域距離地面1.5m高度的風速放大系數小于2.0,風速小于5m/s。對于地面車站和高架車站建筑,外窗的可開啟面積過小會嚴重影響車站內的自然通風效果,因此地面及高架車站的單一立面外窗(包括透光幕墻)應設可開啟窗扇,且有效通風換氣面積不宜小于外墻面積的10%。輕軌列車在隧道中運行會產生“活塞效應”,采取適當的措施,有效利用地鐵車站的活塞風,可以減少機械通風機開啟時間。在進行軌道交通車站綠色設計時,按照通風、空調工藝要求設置活塞風井、進風井和排風井,并根據周邊建筑的現狀或規劃要求,風井集中或分散布置。
3.6熱環境
軌道交通車站綠色設計應能緩解城市熱島效應。因此,地上車站建筑外墻和屋面宜采用淺色飾面,車站周邊硬質地面宜采用透水鋪裝,或鋪設太陽輻射反射系數不小于0.4的淺色材料[6]。重慶市夏季日照強烈,沿站臺平行方向及西向(西偏北30度至西偏南60度)合理設置遮陽設備,可有效減少或控制太陽熱量進入室內,降低建筑空調能耗。
3.7聲環境
車站風亭、風井的噪聲達到現行國家標準《聲環境質量標準》GB3069及《重慶市城市區域環境噪聲標準適用區域劃分規定調整方案》相應的噪聲限值標準。地下車站的聲學環境會在一定程度上影響乘客和軌道交通員工的健康,地下車站建筑可合理進行聲學設計,優化廣播傳聲效果,減少相鄰空間的噪聲干擾以及外界噪聲對車站室內的影響。加裝聲屏障等隔音降噪設施,以降低列車噪聲對周邊環境的影響。
3.8無障礙設計
軌道交通車站的各類設施均應滿足無障礙通行的使用要求,并應符合現行國家標準《無障礙設計規范》GB50763的有關規定。如,車站公共區客流組織設計流向應清晰、流暢,盡量減少客流交叉,功能區應布局合理、方便管理;從站臺至出入口設地面盲人導向帶,并與車站外城市道路的盲人導向系統連通;站臺至站廳、站廳至地面,兩個出入口應設有無障礙電梯;自動檢票機附近應設置能通過殘疾人輪椅的專用檢票口。站臺、樓梯、通道、坡道、衛生間等有水房間采取防滑措施,防滑等級應達到現行行業標準《建筑地面工程防滑技術規程》JGJ/T331的有關要求。
3.9服務便捷
有條件的車站宜在車站公共區設置小型商鋪、母嬰室、第三衛生間,安裝廣告、廣播、通信設施,滿足乘客出行需求。針對重慶市特殊的山城地貌,特別是商圈地段的地下車站建筑,可考慮充分利用地下空間[7],例如車站與TOD(以公共交通為導向的發展模式)一體化開發,提高車站與商圈之間的便捷性。
3.10綠色建材
作為建筑的最主要載體,建筑材料的綠色化是實現建筑綠色化的重要途徑。綠色建材是在全生命周期內,可減少對天然資源的消耗和減輕對生態環境的影響,有利于保護人體健康,滿足質量性能要求,具有節能、減排、安全、便利和可循環特征的建材產品[8]。在軌道交通車站建筑綠色設計過程中,應因地制宜、就地取材,結合當地氣候特點和資源稟賦,選用安全耐久、節能環保、施工便利的綠色建材。目前,重慶市已獲得綠色建材評價標識證書的綠色建材(星級綠色建材)共計有90余種。在設計過程中采用具有“節能、減排、安全、便利和可循環”特征的綠色建材,有助于推動軌道交通的高質量、高水平發展(圖3)。
3.11設備的設計及選用
電梯機房、設備用房應遠離有聲環境要求的管理用房和乘客區域,設備、管道應采用有效的減振、隔振、消聲措施,選用低噪聲、低振動設備。在滿足功能要求,并安全可靠的前提下,弱電系統設備應選用高效節能的數字化產品。在保證系統性能指標的前提下宜采用虛擬化、分布式存儲等技術[8]。
4結語
進行城市軌道交通車站建筑綠色設計,創新車站建筑綠色發展理念,提升車站的綠色性能,是踐行節能減排的國家政策的客觀需要。本文結合《重慶市軌道交通技術標準》,以重慶市綠色建筑的設計咨詢工作為基礎,對綠色車站的內涵、影響因素進行了解讀,并對車站綠色設計的基本原則、技術路線、設計策略進行了分析、總結。軌道交通車站作為“百姓”建筑,在為大眾出行服務的基礎上,應吸取公共綠色建筑設計的經驗,提升車站建筑的“綠色度”。
參考文獻:
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[8]DBJ50/T-230-2015綠色建材評價標準[S].重慶:重慶出版集團,2015.
作者:董恒瑞 秦硯瑤 劉軍 張輝剛 單位:中煤科工集團重慶設計研究院有限公司 綠色建筑技術中心