模块标准化设计理念在地铁车站建筑设计中的应用

刘坤

（广州地铁设计研究院股份有限公司，广东广州 510000）

0 引言

目前，我国一些中大型城市均开展城市轨道交通建设，并通过城市轨道交通缓解城市地面交通压力，地铁车站作为整个城市轨道交通的核心组成部分，其设计质量关系到车站能否实现合理及科学的客流组织。地铁车站涉及专业多，在开展建筑设计时需要考虑的因素众多，过程中为满足各专业的需求及制约条件的影响，时常出现设计方案的调整。模块标准化设计理念通过将地铁车站分解为若干具有相互关联的模块，能够让地铁车站建筑设计工作化繁为简。在模块标准化设计理念下，地铁车站建筑主要可分解为公共区模块、设备及管理用房模块、附属建筑模块这三大模块，模块分解后，对模块进行标准化设计，最后根据各模块之间存在的相互关联，将这些模块联系在一起，从而实现地铁车站的整体设计[1]。从类型来看，地铁车站主要分为地下站、地面站以及高架站三大类，由于其类型不同，使得各类地铁车站的设计要点也存在明显差异[2]。本文结合实际工程，以常见的地下车站为例，对模块化设计理念在该项目建筑设计中的实际应用及应用效果进行分析，从而为类似地铁工程建筑设计提供经验支持。

1 工程概况

国内某地铁车站位于搬迁后区域，周边尚未实现规划，车站建设范围内无建（构）筑物，车站设于两条规划道路交叉路口以东200m 处，沿规划道路东西向设置（见图1）。根据客流及行车方案，全线选取的是6 辆编组的B 型车。车站为11m 站台标准站，车站的主体建筑长度214.5m，标准段宽为19.7m，车站共设3个出入口，出入口均匀分布于规划道路南北两侧，便于吸引客流，其中无障碍电梯设于1 号出入口处。车站共设2 组风亭和1 组冷却塔，风亭和冷却塔均设置于规划道路南侧规划医院用地内，风亭均为矮风亭。车站设置一个安全出口，安全出口位于车站大里程端。

图1 某地铁车站总平面图

2 模块标准化设计理念的应用价值

车站的总体布局应符合城市总体规划、城市交通规划、环境保护和城市景观的要求，妥善处理好与地面建筑、地下管线、地下构筑物等之间的关系，尽量减少房屋拆迁、管线迁移和施工时对相邻建筑物、城市交通及市民生活的影响[3]，结合以上各种制约因素及限制条件，车站的整体设计难度也会因此增加。以该项目为例，车站选址位于搬迁后区域，周边尚未实现规划，因此不存在以上所述既有建（构）筑物的制约，但正因为周边均属规划阶段，车站的设计方案除需要考虑与周边规划建筑的空间关系及先后实施的顺序外，还需考虑如何合理及科学地实现客流组织，减少车站规模，实现车站功能的最优解。将模块标准化设计理念应用到该项目中，能够有效降低地铁车站建筑设计难度，并提升地铁车站建筑的设计效率。

2.1 整合车站建筑信息

在地铁车站设计过程中，采用模块标准化设计，可有效利用BIM 技术对车站建筑的各模块信息进行整合，例如，可以充分利用BIM 建立各标准化模块三维模型，借助模型数据信息为模块标准化设计提供数据支持，同时实现对各标准化模块信息的调用，从而使地铁车站建筑设计的效率和准确度提升[4]。与此同时，通过对车站建筑的相关信息进行整合（见图2），还可以使各模块之间的关联性更加清晰，有效避免后续设计变更问题出现，进而避免工程造价、进度、质量等方面因此受到影响。

图2 车站建筑标准化模块BIM 三维模型

2.2 降低车站设计难度

在地铁车站设计时，需要从整体着眼，开展方案的总体设计，一般专业需求及周边环境的制约，车站设计的难度较大。采用模块标准化的设计理念后，可以将整个车站主体根据功能及用途拆分为公共区模块、设备及管理用房模块、附属建筑模块这三大模块，并根据各模块标准化设计方案，将各标准化后的模块结合总平面用地条件及制约因素进行调整衔接，从而形成车站的整体设计，有效提高设计质量及效率，降低设计难度及风险。

2.3 控制车站合理规模

开展模块标准化设计后，依据流线进行合理的公共区布局，并且在不影响客流汇集且满足规范的情况下有效利用站台两端空间，根据设备布置及管理需求，对设备及管理用房模块标准化布置。通过精细的模块标准化布置，能够有效控制各模块规模，从而达到降低车站整体规模、节省工程造价及降低对周边环境影响的目的。

3 模块标准化设计理念的实际应用

该项目为地下二层标准站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层，车站中心里程处为公共区，公共区两侧为站厅、站台的设备及管理用房区域。在模块化的理念下，根据功能又可以将该车站的公共区模块、设备及管理用房模块、附属建筑模块这三大模块进行细分。公共区模块可细分为站厅公共区模块、站台公共区模块和连接站厅及站台的通道模块，设备及管理用房模块可细分为设备用房模块和管理用房模块，附属建筑模块可细分为出入口模块和风道、风亭模块，模块划分后通过对细分模块的精细化设计，可形成统一标准，从而实现有效节省设计时间、控制建筑规模、实现精细化设计、减少设计问题、控制工程投资及质量的目的。

3.1 公共区模块标准化设计

在开展公共区模块标准化设计过程中，需要将客流流线作为设计考虑的出发中心点，公共区功能划分的作用主要表现在进出站的流线方面，一般乘客进站的流线是：进站→购票→进闸机→通过楼扶梯→下站台→上车，乘客出站的流线与进站流线恰好相反，进出站属于逆向通行的关系（见图3）。

图3 乘客进出站流线

3.1.1 站厅公共区模块标准化设计

站厅公共区可为乘客提供多项服务，如检票服务、售票服务以及补票服务等，与此同时，还需要与过渡空间配套，使乘客能够获得准确的引导。通常站厅公共区模块所承载的功能比较多，因此在对该模块进行区域划分时，可将其划分为两个区域，即付费区域以及非付费区域，这两个区域之间可以设置固定栅栏以及检票闸机，使两个区域之间能够实现分隔，以此将该车站的功能分区的划分实现标准化。以该项目为例，对于网络中的每一条线路，同类型车站内部布置采用标准化设计，站厅公共区长度一般采用9 跨，跨距为9m。站厅公共区平面根据车站形式、客流流线、安检设施、售检票方式以及楼扶梯、无障碍电梯和其他乘客服务设施的布局综合确定（见图4）。

图4 站厅公共区模块标准化布置（单位：mm）

3.1.2 站台公共区模块标准化设计

站台公共区一般应用于乘客的疏散以及乘客在上车和下车时的空间转移需求，该模块可以依照模块标准化设计理念将各方面设计要素进行充分整合，将设计的首要目标确定为实用性功能的实现，从而为乘客通行创造便捷、效率的服务。以该项目为例，车站站台宽度为11m，有效站台长120m，并设计了与之配套的3 组楼扶梯。站台公共区平面根据车站形式、客流流线，以及楼扶梯、无障碍电梯和其他乘客服务设施的布局综合确定，侧站台宽度计算时应取初、近、远期客流分别计算并取其中最大值（见图5）。

图5 站台公共区模块标准化布置（单位：mm）

3.1.3 通道模块标准化设计

结合模块标准化设计理念，在对通道模块进行设计时，应该充分发挥通道模块所具备的通行及衔接作用，通道模块衔接了站台及站厅公共区模块，根据标准化设计要求，全线同类型车站站厅至站台的无障碍电梯宜布置在相同位置且应布置在付费区内，同时站台上的楼扶梯宜按2 节车厢对应一组楼扶梯均衡布置。以该项目为例，站台两端分设一部上、下行自动扶梯及与其并列设置的净宽不小于1.8m 的楼梯，中部设置一部连接站厅及站台公共区的无障碍电梯，无障碍电梯与一部“T”型楼梯组合设置。在通道模块进行设计时，需要结合该地铁车站的客流数据，对通行能力及疏散进行验算，同时还需要进行细节设计，例如，应该对地面的防滑功能进行设计，避免往来乘客滑倒造成人员受伤，保证通道的安全性。

3.2 设备及管理用房模块标准化设计

车站的设备及管理用房分别设置于站厅与站台的两端，因涉及专业多，功能需求不同，因此设备及管理用房模块的标准化设计是整个项目开展建筑设计的核心环节。在对该项目车站建筑进行模块标准化设计时，必须确保设备与管理用房模块之间实现协调统一，将模块标准化设计所具备的优势全面发挥出来，从而使地铁车站配置水平和整体设计效果得以提升，保证地铁车站能够实现高效化运行，且设备及管理用房区的通道宜顺直，通道内的设备箱应嵌入墙体内，并采取有效的防护措施，通道宽度需考虑设备管线的敷设和维修空间，并考虑外开门扇开直时，不应影响走道的疏散宽度。

3.2.1 设备用房模块标准化设计

设备用房模块主要包括信号设备室、民用通信设备室、弱电整合电源室、公安通信电源室、变电所等用房。因各专业用房较多，且面积需求较大，所以在设计时必须确保各类用房之间具备密切的关联性。按照标准化设计原则，对该模块中主要设备用房需作具体要求，如在对变电所进行设计时，应根据标准化布置方案控制其规模，且变电所宜在站台层布置；车站通信、信号等自动化设备用房应集中布置，并尽量远离具有较强电磁辐射的房间，如受条件所限应采取适当的屏蔽措施；信号设备室、通信设备室宜靠近车站控制室布置，通信、信号电缆间应和通信、信号设备室相邻布置；通风空调电控室和通风空调机房应相邻布置。

3.2.2 管理用房模块标准化设计

管理用房模块主要包括车控室、站长室、警务室、AFC 票务室、交接班、会议室、更衣室、安检用房、设备区卫生间等用房。该模块在进行标准化设计时，必须对管理用房的位置以及功能等多项要求进行考虑。首先，必须将管理用房的管理功能集中度予以提升，将该类用房集中设置，并靠近站厅公共区，这一做法的主要优点是能够将布局紧凑化，使人员之间的沟通和管理高效开展。车站的设备和管理用房布置应紧凑合理，主要管理用房应集中布置于一端，车控室和站长室应相邻布置。

3.3 附属建筑模块标准化设计

附属建筑通常与周边环境结合较为紧密，在开展附属建筑设计时，应根据周边环境及限制条件，结合标准化设计方案进行方案调整，在实现该模块功能的前提下，实现减少对周边环境的影响及控制附属建筑规模的目的。

3.3.1 出入口模块标准化设计

客流是车站出入口位置、数量及宽度予以确定的重要因素，车站出入口位置应以吸引客流、方便进出站为原则，应与客流的方向一致，并根据车站站位及周边环境进行确定，且出入口设置应方便与地面公交的换乘，满足规划要求，宜跨路口多向布设。车站出入口的楼梯宽度需依照客流疏散的实际要求进行确定，同时自动扶梯数量需依照服务品质的相关要求进行确定，每个出入口宽度应按远期分向设计客流量乘以1.1～1.4 的不均匀系数综合计算确定，出入口楼扶梯及通道的通过能力应大于车站内部楼梯和自动扶梯的疏散能力之和。以该项目为例，标准化出入口通道宽度为6500mm，通道吊顶下净高不小于2800mm，设置双扶梯一楼梯（楼梯净宽不应小于1800mm），困难情况下宽不小于5000mm；通道吊顶下净高不小于2800mm，设置一扶梯一楼梯（楼梯净宽不应小于2400mm），敞口段长13m；出入口通道地面装修厚度为100mm（人防段根据人防要求设置）。

3.3.2 风道、风亭模块标准化设计

地铁车站风道、风亭承担着地下车站及隧道的通风换气功能，该模块的设计应遵循附属建筑模块标准化的设计原则，以功能为前提，结合周边环境进行设计。风亭和冷却塔的位置、造型和色彩应符合城市规划、环保和景观的要求，地面风亭的设置宜与地面建筑相结合，独立建造的地面风亭宜采用低风亭，并应注意与周围环境相协调[5]，以减少对城市景观的不利影响。风亭口部高度不应低于车站出入口防洪、防涝设防高度，且不得低于1m，风亭内应设检查梯及照明等设施，风亭及风道均应有防水和排水设施。

4 模块标准化设计理念的应用效果分析

依照地铁车站的总体设计，必须将客流的集散需求作为主要导向，从而使车站建筑内部形成便捷、顺畅的流线，具体需要遵从客流进出站的流程。根据乘客进出站流程可以将地铁车站的功能模块标准化设计着重放在出入口、公共区、通道、设备及管理用房几个方面。地铁车站既要将自身的基础功能提供给乘客，又要保证车站以及列车运行的稳定性和安全性。例如，设备用房和管理用房必须对给排水、通信信号、供配电等多个系统安装和控制提供服务，而与行车相关的管理用房则需要对站务和票务等相关工作人员提供必要的服务支持，还要为这些工作人员提供日常休息和工作的场所。在对各模块基础功能和辅助功能同时兼顾的条件下，为了控制车站规模及空间利用率得到提升，还必须对便民设施进行合理布局设计。

将模块化标准设计理念应用于车站建筑设计后，能够将设备用房和管理用房的整体设计水平有效提升，在确保该项目的每一项功能均能够正常有效运行的同时，通过模块标准化设计可以将一些设备及管理用房和辅助用房的空间进行适当压缩，使功能相近的用房所占空间得以有效整合，从而为车站空间的利用效率提升创造条件。在模块化设计理念下，还可以提升该项目车站综合服务水平，从而使车站能够在各种运营模式下均能够实现稳定运行。

从该项目所达到的模块标准化设计成果来看，以功能为前提开展的模块标准化设计工作较为重视每一个区域之间的有机结合，例如，出入口通道与非付费区域、付费区的结合，通过合理的方案设计，使乘客疏导效率得以提升。通过车站所处站址、周边环境及客流需求，通过多种标准化模块的组合调整，可以快速形成多种设计方案，通过对各方案进行比选，择优确定设计方案，进而使该项目车站建筑设计的效果全面提升，并且能够为地铁车站后续开展的各项工作提供有力支持。采用模块化设计理念下，通过对各功能模块进行设计，可以有效缩减设计时间和设计成本，提升整体设计质量，使各功能模块的空间得以合理控制和设计，避免空间出现浪费。由此可见，模块化标准设计理念可以使地铁车站建筑设计工作取得良好的社会经济效益，比较适用于地铁车站建筑设计工作。

5 结语

在城市轨道建设的各环节中，地铁车站建筑的设计工作属于关键环节，可以对地铁线路综合服务水平产生重要、明显的影响，并且能够对乘客乘车过程的舒适度以及安全性产生影响。因此，本文以模块标准化设计理念作为研究内容，对该理念在地铁车站建筑设计中的应用进行分析。通过分析得出，地铁车站各模块在开展标准化设计时，必须遵循布局集约、功能优先等方面原则，对地铁车站的每一个功能分区进行有效调整，使地铁车站各模块功能区之间的联动性得以增强，最终为乘客出行提供便捷服务，更好地实现地铁车站的社会经济效益，以提升城市的整体形象。