关于西安地铁风亭建设和后期管理的几点建议*

韩 云 赵 蕾 朱常琳

(西安建筑科技大学环境与市政工程学院,710055,西安∥第一作者,硕士研究生)

风亭是地铁车站及区间隧道与外界进行空气交换的端口,是地铁通风空调系统不可缺少的部分。作为地铁线路和车站的地上附属建筑,每一个区间段或车站附近都须设3～8个风亭。地铁沿线的风亭数目增多,会带来与城市规划及建筑风格难以和谐、影响周边空气质量、噪声大等一系列问题。对于建筑特色鲜明的古城西安,如何在满足通风功能的前提下做到风亭与城市景观协调融合,是地铁建设初期值得重视的问题。为此,笔者对广州地铁地面附属建筑物进行了实地调研和周边环境的实测,指出存在的问题,并对西安地铁风亭建设提出几点建议。

1 地铁风亭的分类和设置原则

1.1 地铁风亭的分类

按照通风功能来分,地铁风亭包括新风亭、排风亭和活塞风亭。根据地面可获得的建设风亭的空间状况不同,各风亭可以分设也可以合建。活塞风亭的风道长度以小于40 m为宜。为防止灰尘进入地铁车站,一般新风亭风口距地面2 m以上。各风亭口间距应不小于5 m,以避免风亭间相互串风,确保车站和区间的空气品质。

按照建造形式,地铁风亭大致可分为三种形式：

(1)独立布置的有盖风亭。作为独立设置的有顶盖建筑物,其高度约为3～12 m,多采用钢筋混凝土框架结构,通过风亭侧墙出风,可包含一个或多个风口,占地面积较大,通风效果良好,不需要采取专门的防雨和防淹措施。若有盖风亭临近地铁出入口时,应使出入口方向与风亭的排风口及活塞风口错开,或保持5 m以上的水平距离,以防止排出的气体经出入口重新进入车站内。这种风亭造价较高,设计和建造时应尽可能使其外形与周围建筑风格保持协调一致,成为城市中的系列建筑小品。

(2)独立布置的敞口风亭。这种风亭形式简洁,可分为敞口矮风亭和敞口高风亭。敞口矮风亭需满足防淹的最低高度要求,一般适用于地面空间较大、周围卫生条件较好(如有绿化的广场或绿化率较高的公园等处),以及较开阔的城乡结合部。敞口风亭初次投资低,但需要加设排水设施(如排污泵等)进行定期或雨季排污,并安排人员定期打扫,运行费用会有所增加。

(3)与建筑物合建的风亭。将风亭作为建筑物的一部分与既有建筑、同步建设的建筑或待建建筑合建。这种方式能够解决车站附近用地紧张的问题,对已有周围建筑的布局影响较小。但是,其通风效果因合建建筑的约束会受到一定程度的影响,且对建筑周围局部范围内的空气品质影响较大。这种风亭主要适用于地面建筑物较密集、没有条件设置独立风亭的情况下,如城市繁华地段及人流密集的商业区等。

1.2 地铁风亭的设置原则

地铁风亭作为城市景观的构成部分,可成为城市文化的载体。应根据车站的位置、地面现有建筑物的状况,综合考虑地面未来建筑及道路的规划等来确定风亭的设置位置,尽量避免过长的风井,以免影响通风效果。采取与地面既有建筑合建的方案时,应尽量以最小的代价对已有建筑进行改造,避免破坏建筑的主体结构,寻找安置风亭的最佳部位以达到最佳的通风效果。采用与未来规划建筑合建的方案时,应考虑未来建筑的形状、风格和功能,来确定风亭的开口方向、尺寸,以减小对周围环境的影响。

2 关于西安地铁风亭建设的思考

西安作为古都,城市的发展格局为十字网格状。其地铁线路的规划亦保留了十字交叉、贯通东西南北的风格。沿地铁主干线路的已有道路和建筑状况如图1所示。结合西安的城市特色和气候特点,笔者提出以下几点建议,供地铁建设者参考。

2.1 合建风亭可作为西安老城区内的优先方案

在周围既有建筑较密集的区域设置地铁风亭时,应优先考虑采用与地面建筑相结合的方案。这一方案在广州的地铁风亭设置中很多见。例如：广州地铁3号线华师站——岗顶站区间活塞风亭(含上下行线路两个风口)充分利用华师操场看台侧下部月牙形空间,与其围墙合建,风亭采用了与原围墙统一风格的材料和用色,保持了与周边景观和谐统一。岗顶站C出口处于人流密集的商业地段,设置了与商业大厦合建的风亭(见图2);各风亭间隔和位置都符合地铁设计规范要求,风口气流对人流不会造成明显的不良影响,可保证良好的通风效果。

图1 西安地铁沿线地面道路及建筑分布图

图2 岗顶站的合建风亭

但是,风亭与建筑合建时一定要注意尽可能减小对周围环境的影响。例如,华师站E出口排风亭和活塞风亭的风口分设在某3层学生宿舍楼的2层上(见图3)。它虽符合《地铁设计规范》中“设于路边的风亭开口底边距地面高度不小于2 m”的要求,风口间隔亦大于5 m,活塞风口面积为4.0 m×2.5 m,机械风口设2个,风口截面积均为4.0 m×3.0 m;但在2008年7月 29日11：00对机械风口的排风速度进行现场实测时(室外温度为31.4℃,风速为0.5 m/s,风速测点分别选在距2层楼地面为1.8 m、1.0 m和0.5 m的高度上),测得风口格栅外的局部迎面风速分别为4.9 m/s、4.38 m/s和3.95 m/s,出风温度约为 29.7℃,0.5 m高度处的出风温度为30.0℃。可见,风亭格栅局部迎面风速大于4 m/s。这很可能是受建筑构造限制而使气流扩散不畅的缘故。风速过大,易对过往行人造成强烈的吹风感,也导致风亭口附近噪声较大。

图3 设置于建筑2层的风亭出风口

对于气候湿热的广州,吹风对行人不会带来太强烈的不适感。但是,在气候干燥炎热的地区,设计时就必须注意这一点。如利用建筑来提高风亭出风口的高度,使排风及活塞风能够迅速在周围自由扩散,避免隧道风井进、出口污浊的热湿气流对主干道行人造成不适的吹风影响。

西安城墙以内的老城区人流密度大、商业建筑多、高度有限、道路较窄,为降低风亭对城市景观和周围环境的影响,可优先考虑与既有建筑合建风亭的方案。

2.2 敞口风亭应重视防尘和及时清扫

敞口风亭的结构简单,造价低,若能够得到广泛应用,则可减少地铁的造价,也因其隐蔽性而减少对周围环境的影响。例如,广州地铁3号线的大石站和番禺广场站、4号线的官洲站B出口等均采用了敞口矮风亭。这些车站人流较少,地面建筑数量不多,植被很好。官洲站B出口处的矮风亭如图4所示,风口高度能够达到防淹要求,风井底部设有排水设施,开口处装有安全格栅,符合规范对矮风亭的要求。该风亭机械风口尺寸为4 m×5 m,活塞风口尺寸为4 m×5 m,新风井口尺寸为3 m×3 m。2008年8月2日13：00时,室外温度33.4 ℃,风速0.25 m/s,测得机械风井出口风速为0.45 m/s,出风温度为36℃;新风井口风速为1.25 m/s,进风温度为33.3℃;有列车经过时,活塞风井出口风速为0.78 m/s,出风温度为34.1℃。各风口参数均符合设计规范的要求。

图4 官洲站的矮风亭

西安地铁线路穿越周边的城乡过渡区和远郊区,道路宽阔,对设置风亭的限制较少,有许多符合设置敞口矮风亭的环境,如大雁塔、鼓楼广场、张家堡、北郊和东郊城乡结合部等处,可以优先考虑采用敞口风亭。但是,西安地处黄土高原,干燥,灰尘较大,采用敞口矮风亭方案时,应重视对周边的绿化,重视定时进行清扫。

2.3 注重风亭建筑形式的多样性及与周围建筑环境的和谐

风亭是体现城市风格和特色的一种重要载体,应力求与周围环境完美融合。例如,广州地铁1号线烈士陵园站的风亭帽就采用了与烈士陵园大门及围墙风格和色调一致的琉璃瓦,风口百叶在烈士陵园中树木的掩映下不显得十分醒目,没有因为其后建及功能特殊而对周围环境造成不良的影响(见图5)。又如,广州地铁2号线越秀公园站一端的独立有盖风亭在平面上作了扩展处理,通过不同方向出风或吸风,保持了5 m以上的风口距离,压缩了风亭的总体高度;新风、排风和区间活塞风井共4个风口,采取分格处理的风口格栅,与背后建筑玻璃窗分格呼应,装修及用色互相协调,突出了轻巧、现代的特点,减少了对后面建筑主立面的影响。再如,客村站设在珠影集团门口的风亭;其造型给城市送去了一份艺术和时尚(见图6),它用富有动感的曲线取代了刚劲挺拔的直线作为建筑的轮廓,形式活泼,其曲线化造型也与珠影的功能相符合。天河体育场等车站的风亭也以简单的曲线化建筑形式与周围的建筑风格保持了和谐的依存关系。

图5 烈士陵园站地铁风亭

地铁风亭外形灵活多样,设计时应避免机械地生搬硬套,避免风亭造型过于单一。设计人员应充分重视地铁站及地面附属建筑的美学效果,使风亭的外型更加多样化,与城市的文化氛围和建筑风格相匹配。这对于历史文化名城西安来说是至关重要的。西安古建筑和近代仿古建筑众多,不同区域建筑风格差异很大,因此,设计风亭时应相应地保持与所在地段的建筑及环境的和谐。如在老城区附近的地铁风亭,可力求与周围的古建筑及仿古建筑风格统一;2号线南门站风亭与雄伟壮观的明城墙的配合、大雁塔南北广场站风亭与千年古刹间的配合等,都应反复论证和比较来确定。而在穿越高校密集的南郊和东郊的线路段,可考虑利用校园中较大的绿地来设置风亭。

图6 客村站的曲线化风亭

2.4 注重风亭的后期化管理,确保其通风功能,减少对环境的影响

地铁风亭对站内的空气品质、防排烟效果有决定性作用,所以,风亭的日常管理是一项不容忽视的工作。广州地铁对风亭的管理理念很先进,但仍存在一些管理方面的问题。比如,客村站的风亭超过1/3的风口有效面积受到广告设施的遮挡(见图7),这会严重影响到风亭的通风及排烟功能的正常发挥。笔者认为,地铁的运营管理应将经济效益置于系统正常安全运行之后。

图7 受到遮挡的风亭

另外,地铁排风亭中的风机是长期的低频噪声源,影响范围为6～20 m。为减小其影响,应尽量选用小风量、低风压、声学性能优良的风机,必要时应在风亭出风口加消声百叶或者在风机上加装消声器。

由于排风时会携带隧道及站内各类装修材料散发的有机挥发气体及积尘,因此,定期对地铁进风、排风系统及其过滤装置进行清洁也是一项值得长期重视的工作。

3 结语

在满足地铁风亭通风功能的前提下,通过多样化的风亭型式来保持其与地面建筑及周边环境的和谐,是承载城市文化、渲染城市特色的一种方式,在地铁工程设计中应得到重视。采取合理的设计方案、设备配置和科学的管理,可以减小排风及活塞风对周边热环境及空气品质的影响,降低噪声。

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