3D打印公交站模块化设计

杨雨

（河北美术学院）

一、设计的意义

本设计的创新点在于将3D打印建筑技术与公交站结合为大众设计，满足候车者人人可坐或者倚靠的需求。不同于传统公交站由少数公共座椅、半开敞遮雨棚、站牌、广告牌等组成的模式，采用不同尺寸的模块化单元，依据公交站点的道路类型及建筑环境需求进行组合搭配。增加可移动卫生间、可移动母婴室的单元模块，医院附近的站点在流感或传染疾病等疫情暴发后可以用作疫情隔离屋，方便看护与就诊。居民住宅区密集地附近的公交站点在地震后可以用作震后建筑应急等。具有多功能、可移动、随需而变的特点。并且3D打印建筑技术施工速度快、建设成本低、抗震能力强、顺应未来绿色建筑的发展趋势，具有很大潜力。

二、国内3D打印公交站设计

2017年12月，上海市金山区用3D打印建筑的方式完成了全球首个公交车站的设计，首批3D打印公交站位于上海金山区枫泾镇兴寒路4路公交线上投放使用，目前共有16个，站台外观是长方体的闭环设计。车站外部墙体上留有3D打印时线条叠加的原始痕迹，利用建筑拆迁的回收材料，也更直观地体现出机器操作时的工序。

2018年7月31日，盈创新材料（苏州）有限公司在浙江省湖州市南浔区横街村，投放了2个简洁大方的3D打印公交站，是第一批上海金山区3D打印公交站的二代创新升级版，设有供乘客休息的长条座椅、案台、三块广告牌。外型与设施都是一体化打印后，用车辆直接运输摆放而成。

2019年1月，位于南京江北新区研创园，由南京绿色增材智造研究院、南京嘉翼数字化增彩技术研究院有限公司和东南大学联合研发的，站台主要由电子站牌信息屏、摄像头、6块广告显示屏、太阳能板、多功能手机充电站、扫码无人售货机、人机交互触屏的查询机器组成，科技感十足。

图1 全球首个 3D 打印公交站 来源：万造 3D 打印

图2 3D 打印二代升级公交站 来源：51打印

将公交站模型拆分成几个模块，进行3D打印并组装。打印4天时间，消耗10吨建筑垃圾，组装4小时，是普通公交站施工完成时间的三分之一，有效减少了公共财政支出，符合我国绿色建筑发展方向。

图3 南京云驰街接驳站及夜景效果 来源：小蓝鲸的深海代码

2020年3月我国盈创建筑科技（上海）有限公司设计的3D打印智能便民惠民防疫公交站，主要功能是提供零排放公厕、防疫用品自助售卖。站台具有人脸识别、体温检测、雾化消毒、紫外线杀菌、异常警报功能等，可以随时检测进入公交站台候车者的温度，当有温度异常着将会发出异常显示，预防及降低出行者感染风险。

图4 盈创公司3D打印智能便民惠民防疫公交站台 来源：盈创建筑科技

三、3D打印公交站设计的特性及尺寸

（一）3D打印公交站设计的特性

1.3D打印公交站设计的特性

3D打印建筑技术是全部使用机械自动化操作，不用耗费人工资源，节约人力成本的公交站具有施工速度快、建设成本低、抗震能力强、节能环保、保温效果好的特点，可以适应恶劣环境（极寒冷的情况）。

2.模块化公交站设计的特性

模块化候车空间与传统的公交站等候模式不同，传统的公交站台只含有1~2个双人座椅，仅为老幼病残孕等特殊人群服务，但公交站绝大多数的使用人群都是上班族、学生群体，他们在日常工作生活中也面临着较大的体力消耗。因此模块化候车空间的设计初衷是打造大众都可以坐倚的候车空间。

设计采用车找人（在指定公交车的候车模块内）模式，不仅减少了候车者上车的距离，也减少了公交车停靠的时间，双向节约了时间，方便换乘，省时高效。

3.3D打印防疫模块化公交站设计的特性

隔离屋/临时避难所10.5㎡（含卫生间），平时用作常规等候空间，可容纳8人。公交站点虽然面积不大，但是数量多，在突发疫情的情况下可用于隔离屋/地震临时避难所。模块化公交站的设计要素是在公交站宽度有限的前提下，延长公交站台的长度，像快速公交站（BRT）长20m，可在站点投放更多的候车模块。

图5 盈创3D隔离屋及内部装饰 来源：盈创建筑科技

4.3D打印模块化公交站设计的未来性

首先是排列多样化，凹凸、斜线、锯齿形、弧形等，公交站模块化单体摆放可以沿具体边缘进行错位布置与摆放进行个性化设计。其次是功能多元化，公交站是公共交通工具的配套服务设施，公共交通工具的发展，使得道路形式多样化，进而影响着公交站台未来的发展模式。

公共交通工具的未来将会是无人驾驶，国内公共交通的未来组合模式是以BRT快速公交系统为核心，普通公交车为辅助搭配轨道交通的运行模式，是小型纵向公交枢纽。

图6 未来立体公交站 来源：腾讯视频

（二）3D打印公交站设计的类型及尺寸

模块化设计的主要特点是：多功能（随需而变）、可移动组合。依据公交站1.5~2m宽的占地宽度，设计了 宽 度1.5m：1500mm×2500mm=3㎡ 和 宽 度2m：2000mm×2500mm×2500mm=5㎡两种模块尺寸。

1.座椅模块设计

3㎡空间，可以容纳6人坐下，5㎡空间，可以容纳8人坐下。布局采用面对面的朝向，促进乘客的沟通交流。空间采用双向开门的通行方式，可以两边同时上下，座椅可以拉出一个小桌子进行办公。

图7 3㎡、5㎡座椅模块、隔离屋模块效果图 来源：自制

图8 座椅模块；隔离屋模块平面图 来源：自制

2.隔离屋模块设计

突发疫情的情况下可以将座椅模块的座椅翻折下来组合成单人床，并增加临时卫生间与淋浴屋的设备，即刻变成隔离屋使用。在医院附近增设隔离屋，方便患者就近诊治。并且在地震等自然灾害突发的情况下也具有临时庇护所的功能。独立空间的设置也可以为夜晚独自出行的女性候车者提供人身及财产安全保障。

隔离屋是在座椅模块的基础上演变而成的。3㎡隔离屋空间是在宽度为1.5m原有座椅模块基础上，将6个座椅翻折下来组合而成单人床。5㎡隔离屋是宽度为2m在原有座椅模块基础上，将一边4个座椅翻折下来形成一个单人床，另一边将4个座椅折叠起来靠在墙壁上，并放入1100mm×1100mm×2500mm的单人可洗手的卫生间和900mm×900mm×2500mm的淋浴屋组成。

3.母婴室模块设计

三胎政策的放开和我国政策《关干加快推进母婴设施建设的指导意见》中指出到2020年底，所有应配置母婴设施的公共场所和用人单位基本建成标准化的母婴设施。2017年12月6日中山市首个公交站3.2㎡母婴室建成。2018年11月1日武汉首个公交站12.9㎡母婴室开放。公交站母婴室的设置一定程度上弥补了地铁站未设置母婴室的空缺。

母婴室模块分为3㎡和5㎡两个尺寸空间，3㎡空间内部主要设施有：置物台、婴儿护理台、一次性卫生衬垫、洗手液、纸巾、洗手池、垃圾桶、衣物烘干机、成人座椅，主要功能是护理空间；5㎡空间在基础护理空间的功能上增加了备餐空间与设施。

图9 3㎡、5㎡母婴模块、卫生间模块效果图 来源：自制

4.卫生间模块设计

对于旅行者来说或者出门在外的老年人来说，对于卫生的寻找具有一定的难度，尤其是所在地点附近没有地铁站、公园、商场等地方，因此公交站设置卫生间会对乘客带来很大的便利。单人卫生间最小尺寸为1100mm×1100mm×2500mm=1.21㎡内含洗手池，一个模块可以分隔成2个卫生间，3㎡模块用“X”分隔，不能穿行通过。5㎡模块普通分隔，并配有镜子，可穿行通过。

图10 3㎡、5㎡母婴模块、卫生间模块平面图 来源：自制

5.商店模块设计

人流量较大的公交站点会设置售货亭，提供早餐、食品、饮品等服务，随着科技的发展自动售货机开始投入公交站使用，但投放率很低。

6.无障碍模块设计

无障碍模块是为满足特殊人群使用的人性化挡风遮阳避雨的候车模块。公交站的设计应与公交车底盘高度相一致，同时根据人体活动空间的尺寸需求及轮椅的尺寸标准，3㎡模块内轮椅可以原地进行360度旋转，5㎡模块内轮椅可以进行更大活动范围的移动并且可以容纳推车人辅助操作。

图11 商店模块；无障碍模块平面图 来源：自制

图12 模块空间+预留外部倚靠空间 来源：自制

四、结语

3D打印公交站以模块化为设计原则，对公交站候车空间单元模块的功能类型、空间特点、造型尺寸方面进行设计。候车模式上改变了传统公交站“人找车”的上车模式，转变成“车找人”，车辆到站直接会停靠在相对应候车模块所在地点，并且候车模块内设有电子牌及语音车辆到站提醒，从根本上缓解了候车者在等候行为过程中的焦躁情绪，满足了候车者信息预知的需求。将未来公交站功能多元化、智能化、通用化的发展趋势纳入考虑并进行展望。按照公交车站台的最小宽度1.5m到最大宽度3m的范围区间，设计了3㎡和5㎡两个尺寸的模块，可以根据具体公交站台的宽度大小进行组合搭配，具有多功能、可移动、随需而变的特点。