地鐵車(chē)站冷卻塔與城市立交橋合建布局方案研究
——以深圳市10號(hào)線五和站為例

虎繼興

（1.蘭州交通大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院；2.中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司）

1 引言

隨著城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化，地鐵車(chē)站的站點(diǎn)分布密度越來(lái)越高，站址周邊環(huán)境也更為復(fù)雜，地鐵車(chē)站冷卻塔布置同時(shí)面臨更高的技術(shù)要求，需要統(tǒng)籌考慮城市景觀、城市規(guī)劃、空間布局等因素。冷卻塔作為地鐵車(chē)站空調(diào)制冷系統(tǒng)的主要設(shè)備，自身工藝要求較高，從建筑設(shè)計(jì)角度來(lái)看，在條件允許的情況下，冷卻塔的布局應(yīng)盡量與選址周邊的建構(gòu)筑物結(jié)合設(shè)置，實(shí)現(xiàn)城市土地及城市空間的充分利用。

深圳市10號(hào)線五和站位于龍崗區(qū)布龍路與五和南路交叉口，車(chē)站沿五和南路南北向布置，布龍路上方有五和立交橋上跨地鐵車(chē)站。五和站冷卻塔選址位于立交橋下方，利用橋下空間設(shè)置冷卻塔，實(shí)現(xiàn)了城市空間的立體化發(fā)展，同時(shí)滿(mǎn)足設(shè)備工藝以及城市規(guī)劃條件，對(duì)于冷卻塔與城市立交橋結(jié)合建設(shè)的工程項(xiàng)目具有一定借鑒意義。其具體位置如圖1所示[1]。

圖1 五和站冷卻塔站址環(huán)境示意圖

2 冷卻塔布局形式

冷卻塔作為地鐵車(chē)站主要站外設(shè)備，由于設(shè)備進(jìn)風(fēng)側(cè)與出風(fēng)側(cè)的空間要求，建筑空間布局要以滿(mǎn)足設(shè)備功能為第一原則，再根據(jù)選址周邊環(huán)境，合理布置冷卻塔所需空間[2-3]。根據(jù)設(shè)備要求及空間布局特點(diǎn)，冷卻塔布置一般分為地上冷卻塔、下沉式冷卻塔、地下冷卻塔三種形式。其中，地上冷卻塔以及下沉式冷卻塔一般選用方形橫流塔，而地下冷卻塔一般選用鼓風(fēng)式冷卻塔。

1）地上冷卻塔

地上冷卻塔是將冷卻塔布置于地面上，通常分為兩種形式：①冷卻塔直接布置于地面上；②冷卻塔與地面其他建構(gòu)筑物結(jié)合，布置于建構(gòu)筑物頂部[4]。

2）下沉式冷卻塔

下沉式冷卻塔是指冷卻塔基礎(chǔ)低于地面，設(shè)備布置在開(kāi)敞的基坑內(nèi)。通常分為兩種形式：①冷卻塔基礎(chǔ)局部低于地面，但冷卻塔進(jìn)風(fēng)口高于地面；②冷卻塔基礎(chǔ)及進(jìn)風(fēng)口均低于地面，冷卻塔部分或者完全位于基坑內(nèi)[5]。

3）地下冷卻塔

地下冷卻塔是指冷卻塔及基礎(chǔ)布置在封閉的地下空間內(nèi)，地下空間通過(guò)設(shè)置新風(fēng)井與排風(fēng)井滿(mǎn)足設(shè)備的通風(fēng)需求。

3 五和站冷卻塔方案比較

3.1 布局概況

10號(hào)線五和站位于五和南路與布龍路交叉口，車(chē)站沿五和南路呈南北向布置。站址周邊環(huán)境存在建筑密度大，構(gòu)筑物、地下管線繁多等特點(diǎn)。沿布龍路有東西向五和立交橋，單座橋面寬13m，橋面縫寬2m，橋下空間長(zhǎng)25m、寬28m、凈高5m。經(jīng)過(guò)方案研究，五和站冷卻塔布局采用與周邊建筑結(jié)合設(shè)置的方案，將冷卻塔布置于五和立交橋下。在滿(mǎn)足設(shè)備工藝要求的前提下，將冷卻塔與城市立交橋合建，首先，可以解決冷卻塔占地問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)城市空間的立體化利用，減少城市建設(shè)用地的浪費(fèi)，提高土地資源的利用率；其次，通過(guò)立交橋的體量與冷卻塔體量形成對(duì)比，成功弱化冷卻塔自身體量，將冷卻塔融于城市環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)冷卻塔建設(shè)與城市環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一的效果。

3.2 方案比較

1）方案一

方案一采用下沉式冷卻塔，塔體與立交橋保持垂直關(guān)系。根據(jù)設(shè)備工藝要求，冷卻塔頂部需要滿(mǎn)足通風(fēng)距離要求不小于2m，因此冷卻塔基礎(chǔ)需要下沉2.5m，將冷卻塔布置于開(kāi)敞基坑內(nèi)，這也是冷卻塔與城市立交橋合建的常規(guī)布局方案。其空間關(guān)系如圖2所示。

2）方案二

方案二采用地面冷卻塔，塔體與立交橋保持平行關(guān)系，將冷卻塔布置于兩座橋梁中間，冷卻塔出風(fēng)口正對(duì)橋梁縫隙，充分利用橋下空間與橋面之間縫隙實(shí)現(xiàn)冷卻塔的通風(fēng)要求。其空間關(guān)系見(jiàn)圖3。

3）方案比較

方案一下沉式冷卻塔空間布局靈活，不受立交橋位置因素的控制，僅需滿(mǎn)足冷卻塔頂部通風(fēng)口與橋梁底部的距離要求即可，通風(fēng)口不會(huì)對(duì)橋面上方行車(chē)環(huán)境形成影響。其缺點(diǎn)是需要將冷卻塔基礎(chǔ)及塔體下沉，需要開(kāi)挖基坑，工程量較大，并且會(huì)有地下管線成為控制因素。

方案二地面冷卻塔充分利用橋梁空間布局特點(diǎn)與冷卻塔設(shè)備的工藝要求，實(shí)現(xiàn)冷卻塔與立交橋在空間布局上的完美融合。冷卻塔位于地面以上，具有環(huán)境控制條件少，避免市政管線的遷改工作，施工難度較小。其缺點(diǎn)是立交橋結(jié)構(gòu)會(huì)影響冷卻塔設(shè)備的通風(fēng)效果，冷卻塔出風(fēng)直接排向立交橋，對(duì)橋面交通環(huán)境具有一定影響。

圖2 下沉式冷卻塔空間示意圖

圖3 地面冷卻塔空間示意圖

綜上所述，方案二在地鐵車(chē)站冷卻塔與城市立交橋合建的方案中有一定創(chuàng)新，既滿(mǎn)足冷卻塔的設(shè)備工藝要求，也不影響立交橋的功能，實(shí)現(xiàn)了城市空間立體、高效利用，為最優(yōu)方案。

4 結(jié)語(yǔ)

五和站冷卻塔布局位于立交橋下方，采用地面冷卻塔的布置方式。首先，利用橋下空間，較大條件滿(mǎn)足設(shè)備工藝的通風(fēng)要求。其次，打破了冷卻塔與城市立交橋合建的常規(guī)下沉式方案，充分挖掘立交橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)冷卻塔與立交橋的結(jié)合，在減少冷卻塔對(duì)城市景觀影響的同時(shí)，也提高了城市空間的立體化利用。整體來(lái)說(shuō)，本項(xiàng)目冷卻塔與城市立交橋結(jié)合建設(shè)的案例實(shí)現(xiàn)了在建筑功能、工程造價(jià)、設(shè)備工藝等方面的高度、合理、高效融合，為地鐵車(chē)站室外冷卻塔與城市立交橋的合建提供了新思路，在冷卻塔同城市立交橋結(jié)合建設(shè)的工程中具有重大的實(shí)踐價(jià)值和指導(dǎo)意義。

隨著城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化的不斷發(fā)展，地鐵車(chē)站的站點(diǎn)密度越來(lái)越大，在面對(duì)城市化越來(lái)越高的地區(qū)而言，站外冷卻塔設(shè)置面臨越來(lái)越復(fù)雜的站址環(huán)境，因此對(duì)于冷卻塔布局與城市景觀、城市規(guī)劃、城市空間等要素協(xié)調(diào)建設(shè)提出了更高要求。針對(duì)冷卻塔工藝要求，其設(shè)置應(yīng)該根據(jù)站址環(huán)境合理選擇布局形式，針對(duì)不同布局方案，深化研究選址周邊環(huán)境條件，充分挖掘可利用條件，提高冷卻塔與周邊建構(gòu)筑物結(jié)合建設(shè)的協(xié)調(diào)性與可行性，實(shí)現(xiàn)城市景觀、城市規(guī)劃、建筑功能、設(shè)備工藝等多方面的充分融合。