西寶客運專線鐵路寶雞南站站房設(shè)計

楊濤

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司，西安　710043)

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西寶客運專線鐵路寶雞南站站房設(shè)計

楊濤

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司，西安710043)

摘要:結(jié)合歷史地域文化，從城市文脈的角度出發(fā)對寶雞南站站房進(jìn)行建筑創(chuàng)作，根據(jù)地形地貌的特點設(shè)計車站、廣場、城市的空間接駁;創(chuàng)造性地引入“全程模數(shù)化設(shè)計”理念進(jìn)行建筑細(xì)部推敲;以安全、舒適、經(jīng)濟、可行性高為原則進(jìn)行消防性能化研究及建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電等各相關(guān)專業(yè)的設(shè)計。寶雞南站建成后成為了交通便捷的寶雞市地標(biāo)性建筑。

關(guān)鍵詞:鐵路客站;地域文化;模數(shù)化;消防性能化;設(shè)計

寶雞南站站址位于寶雞市陳倉區(qū)馬營鎮(zhèn)西南旭光村和樸西新村之間，距離高新開發(fā)區(qū)高新大道1.2 km處。車站南依秦嶺北麓，北面行政中心。隨著2013年年底西寶客運專線通車，寶雞南站站房建成，成為這一時期全國接入高速鐵路網(wǎng)絡(luò)最西端的高鐵客運站房。

1　車站設(shè)計概況

寶雞南站站房建筑面積19 990 m2，站臺風(fēng)雨棚建筑面積28 900 m2，旅客進(jìn)、出站地道建筑面積6 000 m2。車場設(shè)計規(guī)模為5臺11線，其中基本站臺1座(長450 m、寬12.0 m)，島式中間站臺4座(長450 m、寬11.5 m)。站房形式為線側(cè)下式，進(jìn)出站形式為地道式進(jìn)出站，設(shè)置12 m凈寬旅客進(jìn)、出站地道各1座?？瓦\高峰小時旅客發(fā)送量按3 390人設(shè)計。站房主體建筑地面二層、局部三層，地下局部一層。建筑功能主要設(shè)置客運公共區(qū)、車站管理辦公用房及設(shè)備輔助用房等。中部候車大廳檐口高度為28 m，兩側(cè)辦公及設(shè)備輔助用房檐口高度為19 m。站房室內(nèi)外建筑設(shè)計效果見圖1～圖4。

圖1　寶雞南站鳥瞰

2　城市文脈的延續(xù)與發(fā)揚

寶雞古稱陳倉，是華夏始祖炎帝的故鄉(xiāng)，周秦王朝的發(fā)祥地，素有“炎帝故里”、“青銅器之鄉(xiāng)”的美譽［1］。作為歷史文化名城，寶雞延承下來眾多豐厚的人文思潮、景觀風(fēng)貌及民間藝術(shù)，這對寶雞南站的設(shè)計創(chuàng)作提出了較高的要求與挑戰(zhàn)。如何樹立本工程的地標(biāo)形象，在設(shè)計中延續(xù)與發(fā)揚城市的文脈，通過建筑語言的體現(xiàn)，使其貫穿于建筑由宏觀的體量造型至細(xì)節(jié)局部的每一處環(huán)節(jié)，充分的表達(dá)出建筑與城市、建筑與人之間的交流以及融合，是方案創(chuàng)作的難點之一［2］。設(shè)計通過對大量文獻(xiàn)資料的收集研究和實地調(diào)研，提取出富有代表性的文化及藝術(shù)形態(tài)進(jìn)行加工與提煉，創(chuàng)造性地將現(xiàn)代設(shè)計手法與傳統(tǒng)文脈元素有機融合，塑造出具有時代風(fēng)格且飽含文化積淀的建筑風(fēng)格。站房建成后實景照片見圖5。

圖2　寶雞南站房正透視

圖3　寶雞南站房側(cè)透視

圖4　進(jìn)站廣廳及候車大廳透視

圖5　寶雞南站站房實景

站房造型設(shè)計提取周秦高臺式建筑及古典屋檐、廊柱的神韻，采用三段式構(gòu)圖徐徐展開［3］。建筑中部設(shè)計的通透外廊，其隨著天氣與時光的交替而不斷更迭的斑斕光影，為建筑增添了無限的美感與回味。建筑外廊實景照片見圖6～圖8。柱式元素在立面上的韻律性重復(fù)，使外廊、墻身與檐口顯得挺拔而莊重。舒朗伸展的層級倒楔形挑檐，與上收下闊的斜向東西山墻形成空間的對話與呼應(yīng)。整體采用溫暖明快的淺暖黃色色調(diào)，輔以木色裝飾，塑造出古典華貴、和諧統(tǒng)一的親切感。外觀材質(zhì)采用火燒面花崗巖石材、鋁單板、玻璃幕墻、工字鋼柱及金屬雕花，又賦予了建筑生機勃勃的現(xiàn)代感。此外，在建筑整體風(fēng)格統(tǒng)一的基礎(chǔ)上，設(shè)計從地域文化中精心提煉出一系列裝飾及符號元素，如檐口下方呈空間楔形體的仿木色格柵組件，是取自于“鳳羽”的抽象表達(dá);天窗外交錯展開的菱形圖飾，是提煉于地方草編與剪紙的設(shè)計元素;外廊門洞的鏤空圖案以及兩側(cè)窗戶外的裝飾格柵圖案，來自于對青銅器古典紋飾的整合與再現(xiàn)，建筑裝飾性圖案與青銅器紋飾對比見圖9。

圖6　站房外廊(一)

圖7　站房外廊(二)

圖8　站房外廊洞口雕花

圖9　寶雞南站站房窗戶花飾及編鐘“重環(huán)紋”紋飾

建筑整體風(fēng)格大氣磅礴，典雅雍容，在9 m高差的廣場與站臺之間，塑造了依附大地、拔地而起的雄渾形象。它將現(xiàn)代風(fēng)格與古典氣韻生動的有機融合，形成歷史與現(xiàn)代的對話，象征著寶雞人民傳承文明、繼往開來的信心與氣魄。

3　綜合交通規(guī)劃

寶雞南站軌面高程比城市規(guī)劃道路高17 m，為了與城市公共交通系統(tǒng)之間實現(xiàn)“零換乘”。如何處理好站房與城市在空間、流線與技術(shù)方面的接駁問題，成為又一個設(shè)計難點。寶雞南站與城市空間關(guān)系剖面分析見圖10。

圖10　寶雞南站與城市空間關(guān)系剖面分析

為了消化鐵路站場與城市道路系統(tǒng)之間的17 m高差，站房設(shè)計為線側(cè)下式，并將南北方向260 m、東西方向340 m范圍的站前區(qū)域設(shè)計為兩級跌落式廣場，南側(cè)110 m范圍靠近站房的廣場定位為站前廣場，北側(cè)靠近城市道路的廣場定位為市民廣場。站前廣場下部架空設(shè)置為機動車車場，作為城市公共交通系統(tǒng)與高鐵的換乘接駁區(qū)［4］。同時新建市政道路與機動車車場相接，設(shè)置高架匝道與站前廣場靠近站房貴賓廳一側(cè)相接，在機動車車場下部設(shè)置下穿隧道以實現(xiàn)過境車輛的分流［5］。機動車車場在南側(cè)落客區(qū)設(shè)置兩組樓扶梯直達(dá)站房外廊，北側(cè)各類停車區(qū)分別設(shè)置樓扶梯及垂直電梯直達(dá)站前廣場。站前廣場交通流線分析見圖11、圖12。

寶雞南站與城市空間的接駁設(shè)計，構(gòu)建了站前綜合規(guī)劃交通體系，成功地實現(xiàn)了上(步行:市民廣場—站前廣場)、中(車行為主步行為輔:城市道路—社會車場—站房或站前廣場)、下(車行:下穿隧道)三級立體化的空間形態(tài)，各級之間既相對獨立又便于聯(lián)系，滿足了不同人群多樣化的選擇需求［6］。從環(huán)境保護(hù)和城市風(fēng)貌的角度出發(fā)，它將紛繁蕪雜的交通接駁體系謙遜的掩蓋于城市廣場之下，人車分流，還地表以景觀與綠色，塑造了良好的城市形象［7］。

為了實現(xiàn)上述效果，分析解決了以下相關(guān)工程設(shè)計難點。

(1)站房及其兩側(cè)各將近100 m站前廣場區(qū)域地下層的大開挖，造成了鐵路界限附近的用地局促。此外，現(xiàn)場地表高程差異大，導(dǎo)致廣場一側(cè)挖方一側(cè)填方，且鐵路投資界限范圍東、西高差不同，站房與站場之間的距離有限，為站房自身的熱網(wǎng)、給排水管溝的出入路徑、地表的景觀與豎向設(shè)計帶來制約因素，確保鐵路運行的通暢及安全，設(shè)計多次對路基擋墻墻背的內(nèi)摩擦角、四電及站場專業(yè)的相關(guān)管溝及檢查井設(shè)置、站房消防水池的定位與開挖范圍、社會車場擋墻基礎(chǔ)及開挖范圍等關(guān)鍵因素進(jìn)行專業(yè)調(diào)研及校核，最終確定了合理的土建工程及設(shè)備專業(yè)設(shè)計界面。

(2)由于站房地下層用房與社會車場緊密相連，故在設(shè)計與施工時需將預(yù)留條件考慮充分，有些內(nèi)容甚至需要同步施工，如外廊樓、扶梯組的定位，設(shè)計充分考慮鋼樓梯與站房柱共基礎(chǔ)，自動扶梯基坑與站房柱基礎(chǔ)進(jìn)行避讓;站房地下層設(shè)備輔助用房的交通流線及安全疏散須與車場結(jié)合統(tǒng)一考慮等［8］。

(3)鐵路與地方投資界面的分界處也存在諸多交接問題須妥善處理。如站房旅客平臺的挑板與站前廣場樓板之間的U形及一字形相交錯的變形縫處理，需解決好挑板－挑板，挑板－梁、梁－梁、挑板－擋土墻－地面等多類型的構(gòu)造問題;旅客平臺結(jié)構(gòu)板僅降低了裝修厚度，站前廣場卻是種植屋面的做法，二者的使用性質(zhì)均為地面，但結(jié)構(gòu)關(guān)系實則為沒有女兒墻收邊的屋面，這對防水構(gòu)造做法極其不利，該問題無既有經(jīng)驗可循，設(shè)計綜合了樓面、地面和屋面防水做法的原理，在變形縫下方增設(shè)了下掛排水溝，創(chuàng)造性地采用“防+排”雙重保險的構(gòu)造做法。

圖11　±0.000 m高程站前廣場旅客流線

圖12?。?.500 m高程站前廣場流線

(4)由于站房使用的鐵路坐標(biāo)及高程系統(tǒng)與地方使用的系統(tǒng)均不一致，造成二者在交接處定位及高程上的誤差。設(shè)計經(jīng)過多次協(xié)調(diào)與申請，最終實現(xiàn)了兩者四個系統(tǒng)的聯(lián)測，確定了準(zhǔn)確的坐標(biāo)定位及高程。

4　全程模數(shù)化設(shè)計

建筑的空間美與形式美素來是衡量設(shè)計成敗的關(guān)鍵因素，為了更好地延續(xù)設(shè)計構(gòu)思，用二維空間的線條設(shè)計手法來塑造出更加舒朗生動的、充滿韻律感與邏輯美的三維空間，為了避免以往工程在土建設(shè)計甚至施工已經(jīng)完成的基礎(chǔ)上才進(jìn)行裝修模數(shù)化設(shè)計而帶來的局限性與遺憾，寶雞南站首次提出了“基于建筑文脈表達(dá)的全程模數(shù)化設(shè)計”理念，即在項目的方案設(shè)計、實施方案設(shè)計、初步設(shè)計、修改初步設(shè)計、施工圖設(shè)計、施工等建筑設(shè)計及實踐的全過程中，作為創(chuàng)作構(gòu)思的延續(xù)，伴隨設(shè)計進(jìn)度的深入而深入，將“建筑模數(shù)化”作為設(shè)計原則之一來參與并指導(dǎo)歷次設(shè)計內(nèi)容的深化及矛盾的解決［9］。

寶雞南站作為倍受關(guān)注的城市地標(biāo)工程，其建筑設(shè)計構(gòu)思的出發(fā)點必然定位于對城市與地域獨特而悠久文脈的傳承。周秦建筑充滿陽剛氣質(zhì)的舒朗造型、青銅器文化富有幾何邏輯的韻律之美、當(dāng)?shù)孛耖g藝術(shù)(泥塑、臉譜、草編等)薪火相傳的紋飾符號，無一不體現(xiàn)出用二維空間的線條設(shè)計手法來塑造出生動的三維空間的智慧。一個成功的建筑設(shè)計，除了對宏觀整體風(fēng)格的把控，精致的細(xì)部設(shè)計也是不容忽視的環(huán)節(jié)。模數(shù)化設(shè)計，就是體現(xiàn)這一思想的重要表達(dá)手法。通過對室內(nèi)外、墻地頂進(jìn)行有計劃的模數(shù)設(shè)計，使建筑各個界面以及界面交接處的線條流暢貫通、一氣呵成，將線條美、韻律美、邏輯美精致地展現(xiàn)出來。

寶雞南站以“城市及地域文脈的延續(xù)和發(fā)揚”這一總體設(shè)計立意為前提，在設(shè)計的全過程中引入建筑模數(shù)化設(shè)計概念。通過分析主要因素與次要因素，并對各因素特點進(jìn)行歸納，針對性的制定了系統(tǒng)完善的工作方法及實施措施。根據(jù)建筑方案設(shè)計的整體構(gòu)思，設(shè)計了適宜本項目的模數(shù)尺寸:公共空間的平面模數(shù)尺寸單元為1 100 mm(建筑開間方向)×1 000 mm(建筑進(jìn)深方向) ;衛(wèi)生間、開水間的平面及立面模數(shù)尺寸單元均500 mm×500 mm;建筑墻體開間方向的立面模數(shù)尺寸單元為1 100 mm(寬)×500 mm(高)，進(jìn)深方向的立面模數(shù)尺寸單元為1 000 mm(寬)×500 mm(高) ;建筑屋檐開間方向的立面模數(shù)尺寸單元為2 200 mm(寬)×600 mm(高)，進(jìn)深方向的立面模數(shù)尺寸單元為2 000 mm(寬)×600 mm(高)［10］。外廊門洞模數(shù)化設(shè)計實景照片見圖13。

按照以上模數(shù)尺寸單元為依據(jù)，在保持建筑空間尺度與功能屬性相匹配的前提下，軸網(wǎng)、墻體、洞口、室內(nèi)、室外、墻、地、天花、屋檐、裝飾、設(shè)備及設(shè)施等各個空間層次依據(jù)此模數(shù)單元展開尺度及定位設(shè)計，并綜合協(xié)調(diào)其他專業(yè)進(jìn)行配合調(diào)整，最終達(dá)到了室外空間的地面、墻面、屋檐及裝飾，室內(nèi)空間的樓地面、墻面、天花、設(shè)備及設(shè)施，室內(nèi)外空間交接處的門、窗及洞口這三個空間層次實現(xiàn)鋪裝完成面對縫、交圈、貫通及規(guī)律性的呼應(yīng)關(guān)系，各類專業(yè)設(shè)備及設(shè)施定位合理美觀，與建筑裝修融合統(tǒng)一，建筑整體風(fēng)格渾然一體，線條大氣流暢，充滿韻律感的理想效果。全程模數(shù)化設(shè)計示意見圖14。

本次設(shè)計實踐研究總結(jié)出一套系統(tǒng)的“建筑模數(shù)化設(shè)計方法”。該方法由大到小、由整體到細(xì)節(jié)、由系統(tǒng)到具體，操作性強，對以后同類型的設(shè)計創(chuàng)作提供了有益的借鑒。

圖13　外廊門洞模數(shù)化設(shè)計

5　超大空間的消防性能化設(shè)計研究

寶雞南站作為綜合性的鐵路交通樞紐，根據(jù)總結(jié)新時期客運專線站房的特點，為了更好地滿足客流量大、人員密度高、人流疏導(dǎo)快速有效的功能需求，將站房公共區(qū)空間設(shè)計為開放性的、流動性的超大空間。該功能布局的突破為消防設(shè)計帶來了難點與挑戰(zhàn)［11］。根據(jù)結(jié)合消防性能化設(shè)計研究及評估，本著安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理的原則，本工程最終制定出針對超大空間的切實可行、且能達(dá)到較高消防水平的解決方案。

寶雞南站候車廳上下兩層的超大空間設(shè)計，成功地實現(xiàn)了開放通透、流動性強的空間特質(zhì)，很好地滿足了火車站建筑客流量大、人員密度高、人流疏導(dǎo)快速有效的功能需求，在此基礎(chǔ)上，衍生出如下消防設(shè)計難點:(1)兩層候車大廳合為一個防火分區(qū)，其建筑面積為13 490 m2，超過了現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016—2006)和《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》(TB10063—2007 J774—2008)中的有關(guān)防火分區(qū)面積的劃分規(guī)定。(2)該防火分區(qū)中部分房間的安全疏散距離超過了規(guī)范規(guī)定，人員疏散安全區(qū)的認(rèn)定也需要通過消防性能化進(jìn)行明確。(3)疏散寬度需進(jìn)一步結(jié)合消防性能化設(shè)計研究來確定各種火災(zāi)場景下，寬度是否滿足要求。(4)該防火分區(qū)空間體量大，防煙分區(qū)設(shè)置與防排煙設(shè)計問題難以滿足規(guī)范要求，需要通過消防性能化設(shè)計確定明確的防煙分區(qū)及設(shè)計對策。(5)大公共空間中設(shè)置的消防系統(tǒng)，如:自動滅火和自動火災(zāi)報警系統(tǒng)等，在規(guī)范中沒有針對此項的專門條款，需通過消防性能化設(shè)計確定消防系統(tǒng)的設(shè)置。(6)該防火分區(qū)中，鋼結(jié)構(gòu)屋面和樓梯的防火保護(hù)問題。(7)該防火分區(qū)中的所有建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限需進(jìn)一步結(jié)合消防性能化設(shè)計研究確定其燃燒性能和耐火極限是否達(dá)標(biāo)。

消防性能化設(shè)計研究對應(yīng)以上消防設(shè)計難點，通過“可信且最不利”的原則設(shè)計了5個典型火災(zāi)場景，重點考查了±0.000 m一層，以及8.800 m二層的火災(zāi)煙氣發(fā)展與人員疏散安全。模擬結(jié)果表明，在確定的防火分區(qū)、防煙分區(qū)及相應(yīng)的消防策略條件下，在模擬時間內(nèi)火災(zāi)環(huán)境維持在人員相對安全的水平，并有一定的安全余量，同時確定以下設(shè)計策略并在設(shè)計中并予以實現(xiàn):(1)根據(jù)消防性能化研究結(jié)果在防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置“防火隔離帶”進(jìn)行分隔;采用理論公式計算與FDS數(shù)值模擬相結(jié)合的方式確定了候車廳隔離帶的寬度應(yīng)不小于6 m。(2)寶雞南站高架候車廳使用紅外對射式感煙探測系統(tǒng)，有效探測早期及發(fā)展期的火災(zāi)，同時能解決大空間滅火系統(tǒng)及排煙窗的火災(zāi)聯(lián)動問題。(3)依據(jù)一層、二層候車廳的結(jié)構(gòu)形式與可燃物分布特點，對該區(qū)域內(nèi)的商業(yè)用房，運用“防火艙”概念進(jìn)行消防設(shè)計，“防火艙”內(nèi)設(shè)有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)。將“防火艙”面積控制在100 m2以內(nèi)。［12］(4)對于二層候車廳內(nèi)的小商攤，采用“燃料島”的概念對其進(jìn)行消防設(shè)計，依據(jù)“燃料島”的概念，建議將小商攤火災(zāi)荷載控制在3 MW以內(nèi)，面積控制在20 m2以內(nèi)，“燃料島”之間間距不小于8 m。(5)通過分析得知，不同升溫工況和荷載組合下寶雞南站鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力均小于正常使用狀態(tài)下其他工況產(chǎn)生的應(yīng)力，因而認(rèn)為寶雞南站站房屋面鋼結(jié)構(gòu)可以不采用防火保護(hù)。

圖14　寶雞南站全程模數(shù)化設(shè)計所制定的“手段措施展開型”系統(tǒng)樹

針對以上各項難點，設(shè)計配合消防性能化研究及評估單位，本著安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理的原則，逐項進(jìn)行分析并提出解決對策，使車站的防火設(shè)計更具有科學(xué)性、經(jīng)濟性、安全性和可操作性。消防性能化設(shè)計與評估最終順利地通過了專家論證，并獲得了較高的肯定與評價。

6　結(jié)語

寶雞南站成功地塑造了雄渾典雅且富含文化內(nèi)涵的建筑風(fēng)格，成為值得城市驕傲的地標(biāo)。創(chuàng)造并推廣了建筑全程模數(shù)化設(shè)計的工作方法與經(jīng)驗，對于建筑創(chuàng)作中如何發(fā)掘與提煉城市及地域文脈開拓了新的設(shè)計思路。車站與站前空間的完美接駁，實現(xiàn)了城市公共交通與高鐵之間舒適便捷的“零換乘”設(shè)計理念，將“以人為本”的關(guān)懷傳達(dá)給每一位使用者。

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Architectural Design of Baoji South Railway Station on Xi'an-Baoji Dedicated Passenger Railway Line

YANG Tao
(China Railway First Survey and Design Institute Group Co.，Ltd.，Xi'an 710043，China)

Abstract:Baoji South railway station buildings are designed in the light of the historical，regional and urban cultures，addressing spatial connection and coordination between the station，the square and the city in perspective of local landforms.Full modular design is employed in the detailed design.Fire control and the design of structure，water supply，heating and power supply are determined following the requirements for safety，comfort，economy and reliability.The completed Baoji South railway station has become a local landmark for its convenient traffic.

Key words:Railway passenger station; Regional culture; Modular design; Functional fire control; Design

作者簡介:楊濤(1974—)，男，高級建筑師，1998年畢業(yè)于重慶建筑大學(xué)建筑學(xué)專業(yè)，建筑學(xué)學(xué)士，E-mail:23432425@ qq.com。

收稿日期:2015-07-31;修回日期:2015-08-24

文章編號:1004-2954(2016) 03-0117-06

中圖分類號:U238; TU248.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

DOI:10.13238/j.issn.1004－2954.2016.03.025