地铁地下车站建筑设计优化方案论述

禹 林

(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

近些年来，中国的城市轨道交通系统得到了飞速发展，各大城市地铁和轻轨的建设如火如荼。但是，在快速建设的过程中，解决路面拥挤交通的紧迫性，迫使很多工程的工期压缩，从而导致很多建设只求达到结构安全即可，并没有投入足够的精力和时间去考虑地铁系统建筑功能方面的细节，地下车站建筑专业的作用也相应被弱化。然而，作为一个大运量公共交通客运系统，地铁的面向对象主要还是人，从而更需要以人为本。这不仅需要保证安全性，还要注重功能性。因此，作为地铁系统主要部分之一的地铁车站，其建筑设计除了协调土建结构、水电、环控、通信、信号、自动控制等专业的配合，更重要的是给乘客和运营管理者提供方便舒适的地下空间环境。

由于受到地下空间的限制，地铁车站在建筑造型上往往较为简单，通道主要是矩形或拱形空间，并无多少发挥想象力的空间。此外，由于地铁造价高、盈利难，多为政府补贴的公共设施，因此除一些特殊的或具有代表性的车站外(如北京地铁八号线奥运支线的车站)，大多地铁车站的主要功能还是满足交通运输，没有必要在车站内部的建筑造型上花费过多人力和物力。因此，在建筑设计方面，设计人员应该将更多的注意力集中在内部使用功能的细节上。

笔者从车站内部装修以及建筑结构两个方面出发，论述了如何改进设计以达到优化客流引导及疏散的目的。

1 地面铺装

通常情况下，地铁车站里的引导标识多为悬吊在天花板下方的指示牌，这种指示牌面对通道形空间(如公路或走廊)时比较形象，但遇到开放的空间(如地铁换乘厅、商场)时，这种指示牌通常缺乏直观的指向性，易读性不强。这个问题在地铁正常运营时还不突出，但是，当发生意外(如火灾、事故、恐怖袭击)需要紧急疏散时，就会被放大。首先，在紧急情况下，乘客的辨识能力会因为慌张和恐惧而大大降低;其次，缺乏直观性和易读性的标识会给弱势群体(如小孩、老人)带来更多的困难;此外，地铁多修建于大型城市，客流较复杂，对于不熟悉车站的乘客，标识的直观性和易读性更为重要。因此，简单明了的客流引导标识在人员疏散中扮演着重要角色。

例如，瑞典地铁某车站通过铺装色彩鲜明的地砖将车站主要疏散路径表示出来，如图1所示。该车站通过站厅层铺装的黑白相间的地砖将通往室外的楼扶梯(绿色区域)的路径(蓝色区域)清晰地标识了出来，如图2所示。在出口较多的两线或多线换乘的车站，特别是与地下商铺联通的车站，由于通道较多，通往地面的出口路径往往不容易被迅速辨认。此外，发生火灾时，吊顶下方的标识很有可能被烟气遮挡。这种情况下，疏散人群只需要沿着地砖形成的疏散通道就可以迅速找到出口，而无需抬头寻找悬挂式标识，从而缩短疏散时间，提高逃生几率。

图1 瑞典某地铁车站站厅层地面铺装

图2 地面铺装形成的客流引导线

此外，如果在地板铺装上加上紧急疏散箭头能更加清晰，以避免乘客向疏散反方向逃离。如图3(a)、3(b)。

2 柱子的使用

地铁车站通常是柱子林立，特别是换乘车站的站厅层，有的车站采用方柱，有的采用圆柱。从建筑角度上来说，圆柱的效果要比方柱好，因为圆柱能给人提供更加平滑的线条，而方柱则感觉生硬，而且在一些角度遮挡视线的范围会扩大，阻碍人流获得最佳视线，如图4所示。这个问题在出入口多、人流大的换乘车站体现的最为明显。

图3 成都某地铁车站地面引导标示

图4 柱子形状与视线的遮挡(单位:mm)

图中可以看出矩形的柱子遮挡视线的范围会随着视线方向的改变而变化，而圆柱在各方向上都是一样的。因此，在地铁车站的开阔空间内使用圆柱的视觉效果要好于矩形柱或者方柱。当然，如果想获得最佳的视野开阔度，最好是无柱空间，如图5所示。

图5 瑞典某地铁车站无柱站台层视觉效果

在图5(a)和图5(b)中可以看到，车站无柱空间可以让人获得最佳的视野，对车站内的情况一目了然，不会遮挡车站内人员的视线，有利于事故疏散。反之，布置不恰当的柱子会遮挡客流视线，阻碍客流疏散。

如图6(a)和图6(b)所示，该车站为单住双跨结构形式，柱子将车站自然分为左右两部分。当右侧列车到站而左侧没有列车到站时，由于柱子对视线的遮挡以及对人流路径的阻挡，出站人流主要集中在车站的右侧。从图6(b)中可以看到左侧的出站扶梯上的乘客较稀少，而右侧出站扶梯上站满了乘客，且在扶梯口出现了人流堆积的情况。这种现象的形成主要是由于大多数人在乘上扶梯前因柱子的遮挡并看不见左侧的情况，从而无法转移到左侧出站扶梯，也就降低了人流的出站效率。

图6 方柱站厅阻碍客流疏散情况

对于换乘车站，柱子对乘客视线的干扰就更为明显了，众多的柱子甚至会让不熟悉的乘客一下找不到方向。如图7所示，某车站的换乘厅内柱子林立，唯有仔细辨认标识，才可找到不同线路的进站方向。

图7 某地铁换乘车站换乘厅

另一方面，需要分析结构受力来决定能否采用无柱结构。一般明挖车站多采用箱形结构，因此很难采用无柱结构体系;而采用暗挖和盾构施工法的车站，由于顶部有拱的结构，有条件使用无柱体系。

对于采用明挖施工法修建的十字节点换乘车站(如图7所示车站)，其换乘节点(即换乘厅)可以考虑采用井字梁结构来减少柱子的数量，以获得更开阔的视野，如图8(a)所示。采用井字梁结构能够将跨度中部受到的竖直压力均匀地传递到四周的柱子身上，但是由于取消跨度中间的柱子，使得梁的跨中弯矩增大，因此不得不加大梁的截面高度，以保证梁的受力安全，但是这样会占用过多的使用空间，同时也会增大梁的平面外不稳定性。如果完全采用梁上翻结构，由于地铁车站顶部往往有一些市政管线，为了避让管线，可能不得不加大车站埋深。因此，最好可以采用梁部分上翻结构，如图8(b)所示。这样既能减少梁对下方使用空间的占用，又能减小车站埋深，同时增加梁的平面外稳定性。因此在跨度不是很大的情况下，可以采用这种结构体系以减少柱子的数量，从而获得更好的视觉空间。

图8 车站顶部结构形式

3 柱子的装修颜色

目前国内地铁车站内柱子和墙面的装修多采用统一颜色。图7所示是一个两条地铁线十字节点换乘的车站，车站内部厅层的柱子和墙面统一采用一种颜色，但是如果能按照不同线路采用双色装修，能对乘客起到更好的引导作用，如图9(a)和图9(b)所示。

当乘客进入图7所示的站厅时，颜色一致的柱网使乘客不容易辨认出目标线路的进站方向，如图9(a)所示。如果将柱网按照两条地铁线各自的颜色进行涂装(这里假设一条线在地铁地图上为蓝色，另一条为黄色)，如图9(b)所示，则更加形象化，方便乘客更快地找到自己的进站方向。

图9 柱子颜色

4 换乘通道的接口

换乘通道作为地铁换乘车站的一个重要部分，如同地铁换乘车站的颈部，如果通道设计不当，通过能力不足，就会像人吃饭一样，即使再饿、胃再大，但是食道很窄，一口吃太多就会被噎着，从而限制进食的速度。图9是某地铁换乘车站的换乘通道，由于设置不合理，在客流高峰时间，乘客都被挤在狭窄的通道里动弹不得，整个换乘时间被延长至10～15 min，严重影响换乘效率，同时给火灾、事故等的紧急疏散埋下了重大隐患。这个换乘通道不合理的地方在于通道过长、宽度不够(大约3.5 m)，而且两条通道汇于一个同等宽度的楼梯接口，如图10和图11所示。由于到楼梯前设置的通道狭长，以及两个通道最后交汇于一个地方时的通道宽度不够，楼梯减慢了客流的速度，综合起来导致画圈处成为瓶颈，至使客流高峰时出现严重拥堵。

图10 某地铁车站换乘通道

图11 换乘通道示意

结合图10和图11可以看出，该车站通过水平通道加楼梯来进行换乘。一般情况下，换乘分为通道换乘或者台到台的直接换乘(也可称为垂直换乘)两种方式。在通道换乘方式中，通道连接两个车站站厅;而垂直换乘的楼扶梯连接的则是两个车站的站台。站厅和站台都有较开阔的空间，吸收客流的能力强，不会在通道或楼扶梯的两端形成客流堆积。而如果采用将通道和楼梯串联在一起的换乘方式，由于楼梯处客流行进速度会大大降低，因此会形成一个堵塞点。图10和图11所示的换乘方式不但有楼梯，而且还有两个通道合并的转折点，同时两个通道汇交于一个楼梯，导致客流不匹配。如果客流方向反过来，反而能加快客流的疏散。因此，这种通道加楼梯(即水平加垂直)的换乘模式应尽量避免，无法避免时也应该使客流与图10和图11中的方向相反。

5 结语

作为公共交通系统，地铁车站虽然在外部造型上没有太多可以发挥的地方，但需要重点关注车站内部的建筑设计能否给使用者提供最大的方便和快捷，毕竟对于公共交通系统，在安全第一的前提下，舒适和效率是我们追求的目标。这些目标就体现在车站内部空间的合理布置，结构的合理运用以及装饰的颜色搭配等诸多细节上，这些都是地下建筑设计所应该关注的。

［1］赵天智.广州地铁车站站厅建筑布置及规模的探讨［J］.铁道标准设计，2005(10).

［2］王继山.地铁换乘车站型式浅析［J］.铁道标准设计，2009(10).

［3］姬利伟.地铁车站出入口设计方法［J］.铁道标准设计，2011(7).