3D打印公交站模塊化設(shè)計

楊雨

（河北美術(shù)學(xué)院）

一、設(shè)計的意義

本設(shè)計的創(chuàng)新點在于將3D打印建筑技術(shù)與公交站結(jié)合為大眾設(shè)計，滿足候車者人人可坐或者倚靠的需求。不同于傳統(tǒng)公交站由少數(shù)公共座椅、半開敞遮雨棚、站牌、廣告牌等組成的模式，采用不同尺寸的模塊化單元，依據(jù)公交站點的道路類型及建筑環(huán)境需求進行組合搭配。增加可移動衛(wèi)生間、可移動母嬰室的單元模塊，醫(yī)院附近的站點在流感或傳染疾病等疫情暴發(fā)后可以用作疫情隔離屋，方便看護與就診。居民住宅區(qū)密集地附近的公交站點在地震后可以用作震后建筑應(yīng)急等。具有多功能、可移動、隨需而變的特點。并且3D打印建筑技術(shù)施工速度快、建設(shè)成本低、抗震能力強、順應(yīng)未來綠色建筑的發(fā)展趨勢，具有很大潛力。

二、國內(nèi)3D打印公交站設(shè)計

2017年12月，上海市金山區(qū)用3D打印建筑的方式完成了全球首個公交車站的設(shè)計，首批3D打印公交站位于上海金山區(qū)楓涇鎮(zhèn)興寒路4路公交線上投放使用，目前共有16個，站臺外觀是長方體的閉環(huán)設(shè)計。車站外部墻體上留有3D打印時線條疊加的原始痕跡，利用建筑拆遷的回收材料，也更直觀地體現(xiàn)出機器操作時的工序。

2018年7月31日，盈創(chuàng)新材料（蘇州）有限公司在浙江省湖州市南潯區(qū)橫街村，投放了2個簡潔大方的3D打印公交站，是第一批上海金山區(qū)3D打印公交站的二代創(chuàng)新升級版，設(shè)有供乘客休息的長條座椅、案臺、三塊廣告牌。外型與設(shè)施都是一體化打印后，用車輛直接運輸擺放而成。

2019年1月，位于南京江北新區(qū)研創(chuàng)園，由南京綠色增材智造研究院、南京嘉翼數(shù)字化增彩技術(shù)研究院有限公司和東南大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的，站臺主要由電子站牌信息屏、攝像頭、6塊廣告顯示屏、太陽能板、多功能手機充電站、掃碼無人售貨機、人機交互觸屏的查詢機器組成，科技感十足。

圖1 全球首個 3D 打印公交站 來源：萬造 3D 打印

圖2 3D 打印二代升級公交站 來源：51打印

將公交站模型拆分成幾個模塊，進行3D打印并組裝。打印4天時間，消耗10噸建筑垃圾，組裝4小時，是普通公交站施工完成時間的三分之一，有效減少了公共財政支出，符合我國綠色建筑發(fā)展方向。

圖3 南京云馳街接駁站及夜景效果 來源：小藍(lán)鯨的深海代碼

2020年3月我國盈創(chuàng)建筑科技（上海）有限公司設(shè)計的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廁、防疫用品自助售賣。站臺具有人臉識別、體溫檢測、霧化消毒、紫外線殺菌、異常警報功能等，可以隨時檢測進入公交站臺候車者的溫度，當(dāng)有溫度異常著將會發(fā)出異常顯示，預(yù)防及降低出行者感染風(fēng)險。

圖4 盈創(chuàng)公司3D打印智能便民惠民防疫公交站臺 來源：盈創(chuàng)建筑科技

三、3D打印公交站設(shè)計的特性及尺寸

（一）3D打印公交站設(shè)計的特性

1.3D打印公交站設(shè)計的特性

3D打印建筑技術(shù)是全部使用機械自動化操作，不用耗費人工資源，節(jié)約人力成本的公交站具有施工速度快、建設(shè)成本低、抗震能力強、節(jié)能環(huán)保、保溫效果好的特點，可以適應(yīng)惡劣環(huán)境（極寒冷的情況）。

2.模塊化公交站設(shè)計的特性

模塊化候車空間與傳統(tǒng)的公交站等候模式不同，傳統(tǒng)的公交站臺只含有1~2個雙人座椅，僅為老幼病殘孕等特殊人群服務(wù)，但公交站絕大多數(shù)的使用人群都是上班族、學(xué)生群體，他們在日常工作生活中也面臨著較大的體力消耗。因此模塊化候車空間的設(shè)計初衷是打造大眾都可以坐倚的候車空間。

設(shè)計采用車找人（在指定公交車的候車模塊內(nèi)）模式，不僅減少了候車者上車的距離，也減少了公交車?？康臅r間，雙向節(jié)約了時間，方便換乘，省時高效。

3.3D打印防疫模塊化公交站設(shè)計的特性

隔離屋/臨時避難所10.5㎡（含衛(wèi)生間），平時用作常規(guī)等候空間，可容納8人。公交站點雖然面積不大，但是數(shù)量多，在突發(fā)疫情的情況下可用于隔離屋/地震臨時避難所。模塊化公交站的設(shè)計要素是在公交站寬度有限的前提下，延長公交站臺的長度，像快速公交站（BRT）長20m，可在站點投放更多的候車模塊。

圖5 盈創(chuàng)3D隔離屋及內(nèi)部裝飾 來源：盈創(chuàng)建筑科技

4.3D打印模塊化公交站設(shè)計的未來性

首先是排列多樣化，凹凸、斜線、鋸齒形、弧形等，公交站模塊化單體擺放可以沿具體邊緣進行錯位布置與擺放進行個性化設(shè)計。其次是功能多元化，公交站是公共交通工具的配套服務(wù)設(shè)施，公共交通工具的發(fā)展，使得道路形式多樣化，進而影響著公交站臺未來的發(fā)展模式。

公共交通工具的未來將會是無人駕駛，國內(nèi)公共交通的未來組合模式是以BRT快速公交系統(tǒng)為核心，普通公交車為輔助搭配軌道交通的運行模式，是小型縱向公交樞紐。

圖6 未來立體公交站 來源：騰訊視頻

（二）3D打印公交站設(shè)計的類型及尺寸

模塊化設(shè)計的主要特點是：多功能（隨需而變）、可移動組合。依據(jù)公交站1.5~2m寬的占地寬度，設(shè)計了 寬 度1.5m：1500mm×2500mm=3㎡ 和 寬 度2m：2000mm×2500mm×2500mm=5㎡兩種模塊尺寸。

1.座椅模塊設(shè)計

3㎡空間，可以容納6人坐下，5㎡空間，可以容納8人坐下。布局采用面對面的朝向，促進乘客的溝通交流。空間采用雙向開門的通行方式，可以兩邊同時上下，座椅可以拉出一個小桌子進行辦公。

圖7 3㎡、5㎡座椅模塊、隔離屋模塊效果圖 來源：自制

圖8 座椅模塊；隔離屋模塊平面圖 來源：自制

2.隔離屋模塊設(shè)計

突發(fā)疫情的情況下可以將座椅模塊的座椅翻折下來組合成單人床，并增加臨時衛(wèi)生間與淋浴屋的設(shè)備，即刻變成隔離屋使用。在醫(yī)院附近增設(shè)隔離屋，方便患者就近診治。并且在地震等自然災(zāi)害突發(fā)的情況下也具有臨時庇護所的功能。獨立空間的設(shè)置也可以為夜晚獨自出行的女性候車者提供人身及財產(chǎn)安全保障。

隔離屋是在座椅模塊的基礎(chǔ)上演變而成的。3㎡隔離屋空間是在寬度為1.5m原有座椅模塊基礎(chǔ)上，將6個座椅翻折下來組合而成單人床。5㎡隔離屋是寬度為2m在原有座椅模塊基礎(chǔ)上，將一邊4個座椅翻折下來形成一個單人床，另一邊將4個座椅折疊起來靠在墻壁上，并放入1100mm×1100mm×2500mm的單人可洗手的衛(wèi)生間和900mm×900mm×2500mm的淋浴屋組成。

3.母嬰室模塊設(shè)計

三胎政策的放開和我國政策《關(guān)干加快推進母嬰設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》中指出到2020年底，所有應(yīng)配置母嬰設(shè)施的公共場所和用人單位基本建成標(biāo)準(zhǔn)化的母嬰設(shè)施。2017年12月6日中山市首個公交站3.2㎡母嬰室建成。2018年11月1日武漢首個公交站12.9㎡母嬰室開放。公交站母嬰室的設(shè)置一定程度上彌補了地鐵站未設(shè)置母嬰室的空缺。

母嬰室模塊分為3㎡和5㎡兩個尺寸空間，3㎡空間內(nèi)部主要設(shè)施有：置物臺、嬰兒護理臺、一次性衛(wèi)生襯墊、洗手液、紙巾、洗手池、垃圾桶、衣物烘干機、成人座椅，主要功能是護理空間；5㎡空間在基礎(chǔ)護理空間的功能上增加了備餐空間與設(shè)施。

圖9 3㎡、5㎡母嬰模塊、衛(wèi)生間模塊效果圖 來源：自制

4.衛(wèi)生間模塊設(shè)計

對于旅行者來說或者出門在外的老年人來說，對于衛(wèi)生的尋找具有一定的難度，尤其是所在地點附近沒有地鐵站、公園、商場等地方，因此公交站設(shè)置衛(wèi)生間會對乘客帶來很大的便利。單人衛(wèi)生間最小尺寸為1100mm×1100mm×2500mm=1.21㎡內(nèi)含洗手池，一個模塊可以分隔成2個衛(wèi)生間，3㎡模塊用“X”分隔，不能穿行通過。5㎡模塊普通分隔，并配有鏡子，可穿行通過。

圖10 3㎡、5㎡母嬰模塊、衛(wèi)生間模塊平面圖 來源：自制

5.商店模塊設(shè)計

人流量較大的公交站點會設(shè)置售貨亭，提供早餐、食品、飲品等服務(wù)，隨著科技的發(fā)展自動售貨機開始投入公交站使用，但投放率很低。

6.無障礙模塊設(shè)計

無障礙模塊是為滿足特殊人群使用的人性化擋風(fēng)遮陽避雨的候車模塊。公交站的設(shè)計應(yīng)與公交車底盤高度相一致，同時根據(jù)人體活動空間的尺寸需求及輪椅的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，3㎡模塊內(nèi)輪椅可以原地進行360度旋轉(zhuǎn)，5㎡模塊內(nèi)輪椅可以進行更大活動范圍的移動并且可以容納推車人輔助操作。

圖11 商店模塊；無障礙模塊平面圖 來源：自制

圖12 模塊空間+預(yù)留外部倚靠空間 來源：自制

四、結(jié)語

3D打印公交站以模塊化為設(shè)計原則，對公交站候車空間單元模塊的功能類型、空間特點、造型尺寸方面進行設(shè)計。候車模式上改變了傳統(tǒng)公交站“人找車”的上車模式，轉(zhuǎn)變成“車找人”，車輛到站直接會停靠在相對應(yīng)候車模塊所在地點，并且候車模塊內(nèi)設(shè)有電子牌及語音車輛到站提醒，從根本上緩解了候車者在等候行為過程中的焦躁情緒，滿足了候車者信息預(yù)知的需求。將未來公交站功能多元化、智能化、通用化的發(fā)展趨勢納入考慮并進行展望。按照公交車站臺的最小寬度1.5m到最大寬度3m的范圍區(qū)間，設(shè)計了3㎡和5㎡兩個尺寸的模塊，可以根據(jù)具體公交站臺的寬度大小進行組合搭配，具有多功能、可移動、隨需而變的特點。