摩天轮式立体车库设计研究

陆金生 陈园园

关键词：多样化需求;立体车库;摩天轮式;三维立体模型

“立体车库”概念的出现是为了缓解城市因私家车数量增长过快而出现的停车难问题，仅是通过机械性的结构来堆叠车辆，增大土地的利用率。但是，随着时代更迭和生活水平的提高，放眼当下的住宅小区，困扰住宅小区的棘手问题不仅是私家车多、没有位置停放或乱停放的问题，还有小区内自行车、电动车、小型老年代步机等小型交通工具的安置问题以及在住居民和买房人对居住设施服务的心理需求：生活小区内的车库要实现方便安全;小区范围内要有便捷的超市等。

因此，立体车库进入住宅区具有积极意义和必要性。摩天轮式立体车库借鉴了摩天轮的外形和旋转运动形式，不仅结构新颖、外形美观，而且有很强的实用性，具有重要的社会意义。将摩天轮式立体车库进行结构上的改造设计，留出中空部位，设置成小型超市、小型交通工具停放室或是休憩室，将会极大程度上改善车辆停放问题，并满足车主的心理、身体需求问题，不乏是立体车库未来的一个发展方向。

1摩天轮式立体车库的设计解析

摩天轮式立体车库是当下研究的一个热点，不少研究都是通过变换其内部结构、运转形式来优化停车流程，避免停车故障，并获得具有一些特定需求的功能。这也是摩天轮式立体车库未来发展的一个亮点，具有不可估量的价值。

1.1摩天轮式立体车库的框架外形分析

摩天轮式立体车库是以摩天轮这一标志性游乐园建筑物为意象，将其映射到立体车库的设计理念而形成的一种立体车库形式。这种摩天轮意象实体化的过程不仅抓住了立体车库解决实际问题的关键点，而且实现了外观上的新颖别致，能够很好地贴合现代化的建设风格，适应集成式的自动化规划。我们可以发现，垂直循环类立体车库就是仿照摩天轮的运动形式进行停取车辆，但其为了缩小垂直空间上的土地占有率而进行了外观平面上的压缩，使停车舱之间紧密连接。目前，设计摩天轮式立体车库的整体框架外型可以从两种形式入手，一类是变形后的竖直椭圆型：二类是圆盘型（与摩天轮外形无差）。根据这种区分，可以对它们进行对比分析（如表1）。

一类摩天轮式立体车库虽然目前用的较多，但存在诸多缺陷，二类摩天轮式立体车库还没有像一类一样在市面上推广，存在较多的是理论上的研究成果，具有很大的潜在发展空间。

1.2摩天轮式立体车库的设计前提分析

本文将摩天轮式立体车库的投放地点选在占有率较高的城市住宅小区，通过分析与住宅小区相关的因素和人的生活需求，对摩天轮式立体车库进行结构的设计改造：（1）立体车库的主要作用是停取车辆，增大土地利用率;（2）调研在现代生活环境下，人们对居住地的设施要求、多样化需求的内容，能够与立体车库相结合的要点，实现车库的附加价值;（3）立体车库投放到住宅区要与环境相匹配，做到住宅、车库、道路、生态相融合;（4）车库的设计要确保安全性、自动化程度、美观性，具有前瞻性;（5）为提升立体车库的信息化、自动化程度，提供更人性化的服务，设计将车库网络化，通过立体车库的联网，用户能通过手机远程查询车位、预约存取车等，既简化了繁杂的操作，也使用户易于接受。

2摩天轮式立体车库的设计

2.1整体外观设计

根据住宅小区场景，以适合其规模要求为前提，定位立体车库的体型为中小型，这里设置车库的载车辆为48辆。图1为车库的立体三维图。

摩天轮式立体车库以半圆分割形式设置为地上、地下两部分。在车库的外围设置一圈的车舱，数量为12个，均匀分布。设计车库的中间部位为空心状态，地上的中空部位作为填补小区多样化需求的承载空间;地下的中空部位为提供车库运转的动力设备和控制中心，在左右端面开设出入口。经设计计算，车库的地面高度为14m，长度为28m，宽度为7m;留出的中空部位高度为8m，长度为13m，宽度为7m。

车库的地上部分采用外罩进行封闭处理，具有两方面的作用：（1）保护作用：可以阻挡外界环境因素对车库内部装置的损坏，提高部件的使用寿命;可以选用玻璃材质以其透光作用可以清晰地观察到车库存取车辆的运转过程，提高故障时的发现几率;部分材质的阻热作用可以避免地上外围停放车辆受到太阳暴晒而导致车内温度过高等一系列问题。（2）美观作用：单纯的开放式立体车库将所有的支架构件裸露在外表，与住宅小区的周围环境形成冲突，违背了小区建设美好宜人居住条件的理念，如采用符合小区特色的材质进行外罩的包装设计，可以极大程度地避免传统立体车库的败景现象。

考虑到新能源汽车的发展，特别是目前可充电汽车的普及，必然会需要大量的停车位来保证其充电，这也是立体车库未来发展必须要考虑的一个关键点。这里可以将地上部分外罩的半圆柱面铺设太阳能电池板，为汽车充电和车库运转供電。

再者，立体车库与其周边的绿化、建筑、交通相结合也是一个很重要的趋势，这样增加了立体车库的整体性、实用性，巧妙地设计会大大降低立体车库的成本。因此，除了对立体车库进行设计，其摆放的位置需要合理、合适，考虑住宅小区内的居民楼、绿化面积及道路规划，四者之间形成统一、融合的状态。

2.2结构设计

传统的摩天轮式立体车库采用链条传动进行车舱的循环往复运动，停放在各个舱位的车辆都是依靠自身的重力保持水平，使车辆处于一个动态的平衡状态，存在很大的安全问题。这里采用齿轮传动，依靠结构上的加固设计保证车舱始终处于水平状态，安全系数高，组成部分图如图2。（1）车舱设计。车舱主要由上载车板、下载车板及圆环框架组成。其中圆环框架分为两层，内置夹层和轴贴合，如图4。（2）最外层大齿轮与车舱连接处。由图3所知，车舱通过夹层处的轴与最外层大齿轮连接，一同做旋转运动。（3）水平加固结构。水平加固齿轮由两个加固齿轮、轴组成。两个加固齿轮通过轴与车舱的上载车板连接，与最外层大齿轮同时旋转，保持车舱始终处于水平状态，如图5。（4）伸缩平台图。单个车舱到达水平地面时，载车板距离地面边缘还有一段空缺距离，并且上载车板和下载车板离地面边缘的距离不相等。这里使用可伸缩平台来解决问题，根据到达水平地面的载车板离地面边缘的间距伸出相应的长度，待车停入或取走后缩回，如图6。（5）齿轮支撑结构。最外层大齿轮以及两个加固齿轮在边缘一定厚度处延伸至中心半圆柱的外围面，并以此为支撑做旋转运动，如图7。

2.3流程设计

最大限度提高摩天轮式立体车库的存取车效率，减少住宅小区车主的等待时间是流程设计要解决的问题。尤其是存取车的早晚高峰期，效率低下可能会导致小区车主的长时间等待，造成周围道路的拥堵，降低用户的使用体验。因此，需要合理规划车库的运转过程和车主存取车流程。

3摩天轮式立体车库中空部位的多功能运用

现代立体车库是人们生活质量日益提高的一个产物，伴随着人们的需求而朝着非定向的方向发展，从而带给人们不一般的停车体验和生活便捷，会在一定程度上提高生活的满意度。本文设计的摩天轮式立体车库不仅立足于解决住宅小区停车难的问题，而且通过结构的设计特点设置中空部位，并与住宅小区多样化需求结合，进而提高住宅区的居住条件。

3.1小型超市的运用

目前，绝大多数的住宅小区内没有单独区域开设超市供居民采购，部分小区允许私人开设小型超市，但租金昂贵，供应商品范围狭窄，不能持久运营。这对小区内居民购买物品造成了极大的不便，极大地阻碍了小区的建设发展。因此，将立体车库的中空部位设置成小型超市不乏为一个有效的解决方案。小型超市作为附加价值与立体车库进行结合，为小区内车主停车后及时购买必需品提供便利。根据住宅区内居民的需求，小型超市可在早晨为车主取车期间提供早餐速食补给，在傍晚车主归来购买生鲜做饭提供便利。这种符合居民需求的超市运营和自动化立体车库运作的结合将会开创崭新的发展途径，推动住宅小区现代化建设。

3.2小型交通工具停放室的运用

居住区自行车停放和自行车的停放空间一直都是困扰居民的一个重要难题，如何合理规划自行车停放区域、规范管理自行车停放成为了小区居民迫在眉睫需要解决的重大问题。在住宅小区内，除了自行车，还有电动车、老年代步机等小型交通工具，它们的停放应该整体统一，停放空间要有具体规划，避免违规占道，影响人们出行和居住，造成失窃事故的发生。因此，将立体车库的中空部位存放这类小型交通工具，不仅可以做到机动车和自行车统一规划，有序管理，避免小型车辆占据轿车停车位，也可以提高住宅小区内的环境美观，营造友好的居住环境。值得一提的是，将自行车统一规划在立体车库的中空部位，可以实现实时监控，定位每辆自行车的存取信息，杜绝偷盗现象的发生。另外，一些长时间无人使用、无人看管维护的“僵尸自行车”也可以得到有效地控制，车主只需要在网上消除车辆录入的使用权，之后将由物业管理人员统一定期定量移除，避免占用大量的公共资源。

3.3候车室的结合运用

毋庸置疑，车主取车时需要一段等待时间，特别是小区内早晚高峰期。早晨，大部分車主需要取车上班;傍晚或夜晚，车主劳作归回需要停车。在车主取车期间，车主通过手机预约取车或到达车库旁点击取车按钮，输入手机号，将由系统统—排号，发送至车主手机。将立体车库中空处靠近取车口的部位隔出小部分作为候车室，与小型交通工具停放室或超市结合运用，充分体现人性化设计。候车室内挂放显示屏，显示取车排号和对应的车主手机号，放置座椅，缓解车主等待期间的疲劳感，符合现代以人为本的设计理念，从而提升小区的服务设施水平，创造和谐友好的生活状态。

4结语

综上所述，以适应住宅小区多样化需求为前提，对摩天轮式立体车库进行结构设计、流程规划，根据住宅区居民的多样化需求定位立体车库的结合点，使立体车库能够融入住宅小区的现代化建设，提升小区内的设施服务水平，给予小区车主不一般的停车体验和生活便捷性。