城市综合体大型地下室建筑设计

上海市建工设计研究院有限公司 上海 200235

1 项目概况

前滩企业天地项目（图1）位于上海市浦东新区前滩地区15-01地块，总用地面积17 224 m2，总建筑面积约140 560 m2，地上有8幢多层钢结构商业用房，2幢28层超高层钢结构办公塔楼。前滩企业天地项目地下室共3层，总建筑面积约46 165 m2，主要功能为汽车库、非机动车库、机电设备用房、员工餐厅、后勤管理用房等。本项目地下室的特点有：地处高档商务区，对地下室的品质要求较高；无人防、商业，地下室平面形态要求规整简洁；设计过程中受政府审批部门（供电部门）影响较大；设计周期短，地下先于地上部分提供基础图、底板图等。

2 地下室设计步骤及要点

2.1 规模及层数确定

图1 上海浦东前滩企业天地效果图

本项目地下功能较为简单，以机动车库为主的地下室可以根据一辆车占用约35 m2来进行地下建筑面积估算，机电专业亦可根据地上规模、容量估算设备用房需要的面积。据此，本项目地下室预估需要建设4.5×104m2。关于地下室边界退红线范围在各个地方都有明文规定，一般至少退界3 m，有些为了避免地下室周边设备管线交叉干扰，建议最少退界5 m。因本项目较特殊，规划部门强调“贴线率”（地上建筑控制线退用地红线3 m）的要求，因此本项目地下室南北向边界以3 m退用地红线。以总的地下建设面积除以红线退界范围后的轮廓面积，预估本项目地下室需建3层。同时，结合地上建筑高度要求的地下埋置深度，进而得知整个地下室大致开挖深度，印证了本项目地下室需建层数的合理性（图2）。

2.2 规模及出入口的合理配置

图2 地下室设计剖面

根据地上建筑面积大小和不同业态形式对停车位进行了配比计算（配比系数可根据当地相关规范取值），再由计算出的停车数量判断其规模[1-4]。

地下车库规模大小决定了汽车坡道出入口数量的设置，值得注意的是：上海市地方规范与国家规范在此处略有区别，按照上海市《建筑工程交通设计及停车库（场）设置标准》，停车数大于等于700辆时，需要设置3个双向汽车坡道出入口。而按照《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 5006—2014，地下总停车位大于500辆即为特大型汽车库，需设置3个坡道出入口。本项目地下2、3层停车位小于700辆大于500辆，因此结合上海市地方规范，本着经济合理的原则，3个坡道从地面下至地下1层后，仅保留2个坡道继续下至地下2、3层。

2.3 结构选型、层高确定、柱网布置

普通地下室结构方案有梁板式和无梁楼盖2种形式。无梁楼盖形式较普通梁板式含钢量及混凝土用量高，但可减少地下室埋深，从而减少维护成本及土方开挖成本。2种结构形式各有千秋，结合项目自身特点，经比选后，本项目还是决定采用传统梁板形式[5-7]。

柱网布置若不受地上建筑制约，一般取8.1～9 m柱距，本项目对使用品质要求较高，地下主要停的车型是7人座商务轿车或者B级商务车，车型偏大，因此占据的停车位尺寸较大，故采用9 m柱跨，梁高为0.8～1.0 m，考虑到风管、电缆桥架、消防喷淋管、以及安装时的施工间距、施工误差等，地下1层建筑层高按5.6 m设计，扣除地下室顶板因绿化覆土要求的降板高度、结构梁高、设备管线预留等高度，确保车道净高不低于2.8 m。地下2层和地下3层层高均按4.0 m设计，可满足车道和停车位2.4 m（小型车）净高要求。

3 与设备专业配合

3.1 机房分类

划分防火分区前对机电设备用房，比如变电所、水泵房、热交换机房、柴油发电机房等进行初步了解，归纳其特殊要求：比如变电所不能放在地下1层以下，其顶部及周边不能有有水的房间；水泵房中的生活水泵应远离污染源（卫生间等），不能放在地下3层及以下或地下室与室外地坪高差大于10 m的楼层；热交换机房对层高要求较高，并应尽量靠近能源中心和负荷大的区域；柴油发电机房有烟要向高空排放，因此要充分考虑烟囱的最短路径等等。

为了争取首层的最大利用价值，业主方均希望变电所能置于地下1层，但具体是否可行，在设计之初都需与机电专业和供电部门进行征询确认。本项目为此进行过多次修改变更。

3.2 机房落位

本项目高层塔楼和多层商业对应的首层地下区域层高5.6 m，其他区域为满足绿化覆土深度以及结构板面排水管、煤气管埋置深度等因素，大部分降板1.25 m。综合上述特殊机房净高要求，我们将柴油发电机房和热交换机房放在地下1层塔楼阴影区域内，水泵房置于地下2层，所有重要机房均集中靠外墙布置，且靠近高层塔楼区，这样既遵循了设备用房集中设置按1 000 m2（局部加喷淋）的划分标准，又满足了重要机房靠近负荷中心的要求，同时方便外墙进出管线，也保证了汽车库区域规整，车道畅通不受影响，如图3所示。

图3 地下室首层平面设计

4 地下室消防设计

4.1 分区划分

一般而言在设有自动喷水灭火系统和火灾自动报警系统的情况下，汽车库是按照4 000 m2划分的，每个防火分区应有2个独立安全出口，但是从经济的角度考虑，我们将楼梯间和前室设在两防火分区交界处，这就是所谓的和相邻防火分区“共用”安全出口。应该注意的是，共用的楼梯间一定要归属于某一个防火分区，本防火分区开向此楼梯的门采用乙级防火门，其他分区开向此楼梯的门为甲级防火门。自行车库和机电设备用房则按照1 000 m2为一个防火分区，每个防火分区应保证有一个独立对外安全出口，另外有一个可以借用相邻防火分区安全出口，即在防火分区隔墙上开甲级防火门来实现[8-10]。

4.2 疏散宽度

针对人员密集性场所，比如地下商业、餐厅、影院等，需要对防火分区内楼梯总宽度进行计算，地下1、2层对应不同性质、不同楼层的计算参数也不同。本项目地下室的员工餐厅含厨房约940 m2，按照0.5系数折算后，再根据每人占用0.85 m2估算总人数为235人，然后按照每100人需要0.75 m疏散宽度，进而求得餐厅需要总疏散宽度为1.76 m，而实际设计楼梯共2部，总宽度2.8 m，满足规范要求。对于疏散宽度需要注意的是，在楼梯宽度明确的情况下，楼梯间和前室的门应尽量接近梯段宽，以满足真正意义上的疏散。

4.3 疏散距离

地下汽车库疏散距离是指车库内最远点至最近安全出口的距离，应小于60 m，若穿越停车区，还需满足1.1 m的疏散通道宽度。本项目地下员工餐厅室内任何一点至最近安全出口距离按照37.5 m（设自动喷淋）来控制。设备用房室内任何一点至房间门距离均小于15 m，而房间门至最近安全出口亦满足双向疏散时应小于50 m、单向疏散小于27.5 m（设自动喷淋）的要求[11-13]。我们认为，对于地下商业项目的疏散距离，首先应明确业态模式是大空间营业厅还是固定分隔铺位的商铺，疏散形式是双向还是单向的，疏散路径是按直线的还是实际行走路径。不同的经营模式、疏散形式、疏散路径对应的疏散距离要求完全不同，需要选择与自身情况相对应的要求和标准。

4.4 防火构造

对于地下构件防火构造，一般容易被忽略的重要内容有：地下车库采用的特级防火卷帘耐火极限不低于3 h（包括背火面温升作耐火极限判定），防火卷帘应当具有防烟功能，与楼板、梁和墙、柱间的空隙必须使用防火岩棉进行填塞封堵等细节。本项目对这些要求均提出了相应的标准。

5 地下室细节优化处理

5.1 流线设计

本项目地下室细节优化分2个层面，第一层面是车库内车行流线做到环通无死角，第二层面是人流、货流做到顺畅便捷，减少交叉迂回。本项目地上独栋商业客梯下至地下停车库，再进入玻璃门厅可直接到达停车区；地上商业、办公产生的垃圾通过货梯到达地下1层直接进入每一个垃圾转运房间，然后通过货运通道最终在垃圾房进行汇集。

5.2 垃圾房位置选择

据上海市绿化和市容管理局要求，垃圾车以大（中）型车即3.5 m来限高，因此从经济的角度出发，本项目垃圾房设于地下1层，仅局部区域考虑其影响因素，将垃圾房及货物存放点设于坡道口部，可使垃圾车在地下室的行驶路线缩至最短，减少对其他功能的干扰。

5.3 出地面口部设计

地下机房的风井可以选择以构筑物的形式出地面，结合景观设计将其对环境的影响进行弱化，由于本项目业主对室外环境品质要求较高，因此地下机房的风井大多围绕核心筒进行布置，排风井直接通向屋顶，还有部分新风井巧妙结合1层外立面百叶窗形式取新风，这样也便于商业空间、办公空间的形成、划分、出租和管理，从而更好地达到保证室外视觉效果的同时，不影响功能区的设置。

6 结语

随着我国城市化进程的加速，城市人口越来越密集，土地越来越珍贵，合理开发利用城市地下空间是现代化城市建设的趋势。而伴随着建筑业态多样化，地下空间已不局限于作停车库、设备机房等单一功能，而是与地上空间统一协调、相互依存，一些商业、餐饮、娱乐等休憩空间也聚集在此，形成全新的开放式地下城市空间。因此，大型地下室设计是一个综合性很强的问题，涉及内容繁多且复杂，所以无论从技术还是经济角度，都需要我们作深入的研究，做到技术与时代发展同步，与人们的需求同步，与经济、安全、适用同步。