超大型地下汽车库交通设计探讨

刘卉

(上海中森建筑工程审图有限公司，上海 200062)

超大型地下汽车库交通设计探讨

刘卉

(上海中森建筑工程审图有限公司，上海 200062)

以某地下汽车库项目(约5 000辆)为例，将地下城的概念引入设计中，对超大型汽车库的交通和功能流线组织进行了深入分析和探讨，并对超大型地下汽车库设计难点作了研究，以供参考。

超大型汽车库，交通，地下城，设计

0 引言

现在超大型建设项目越来越多，项目规模越大，与之配套的停车数量也就越多。我国现行的JGJ 100—98汽车库建筑设计规范和GB 50067—97汽车库、修车库、停车场设计防火规范，对于大于500辆的汽车库，除了要求必须设置3个出入口外，没有其他规定。各地只有浙江省出台过大于500辆汽车车库的规定。该规定仅对车库出入口的个数有描述，很难对设计进行指导。笔者查阅了一些超大型汽车库的设计文件，发现很多设计只是将小型汽车库的内容以“阵列”方式“堆”出一个超大型汽车库。设计者并没有意识到交通设计不到位所产生的危害。至于超大型汽车库的人防、防火等安全问题，暂不在本文探讨范围。

笔者曾参与河南省一个约5 000辆地下汽车库项目的设计。该项目规模庞大，建筑面积达22万m2，给笔者留下了深刻的印象。下面结合该项目，谈一下超大型地下汽车库的交通和功能流线设计的体会。

1 5 000辆汽车的尺度

按照小型车停车位尺寸3 m×6 m计算，将5 000辆小型车一字排开，有30 km长。5 000辆小型车以时速5 km驶过地面坡道出口需要6 h。假设每辆车在收费口停留5 s且单向行驶，5 000辆车全部驶离车库约需13 h。在墙、柱、行车道、设备用房等都没有特殊要求的情况下，按照传统方式设计一个车位约需30 m2～35 m2，5 000辆汽车大约需要建筑面积为15万m2～17.5万m2。

2 影响车库交通设计的因素

2.1 基地周边规划环境

基地周边环境和相关部门的要求决定了基地出入口个数和位置，从而决定了基地干道的分布、走向和宽度，以及高峰时段基地的车流方向。基地周边环境还影响着基地内各个单体的性质、规模和位置，进而影响到地下车库的范围与规模。反之，5 000辆超大型汽车库出入口高峰时段有大量汽车通行，也影响着基地主次干道的布置和地上建筑单体的布局。

2.2 基地总平面布置

基地总平面布置是影响车库交通的一个重要因素。为了减少车库对基地的不良影响，车库出入口一般靠近基地出入口，并避开对噪声敏感的建筑;垃圾车通道应避开餐饮等对卫生要求高的建筑;地上停车位应与地下车库结合设计;无障碍车位应方便轮椅进出;工程车等大型车辆应设置专用出入口。

2.3 物业管理方式

物业管理方式也是影响车库交通的一个重要因素。比如5 000辆车位中哪些是物业使用的，哪些用于出租，哪些用于出售。出租车位哪些是按年出租，哪些是按月租，哪些是临时停车。有的车位高峰时段长期租给一方，等到夜间转租给专门夜间使用的客户。通过物业管理对车道和出入口进行划分，比如哪些出入口是免费的，哪些出入口是收费的，哪些出入口供工程车等大型车辆通过，垃圾车走哪些车道，哪些出入口供物业使用等。为了减少车辆在收费口的滞留时间，是否安排部分车辆先柜台交费再出车等。对物业管理做预见性的框架设计，这样即便将来车库发生变化，只要不脱离框架，都可从容应对。

3 将地下城的概念引入地下车库的交通设计

当建筑规模大到一定程度时，建筑就会出现一些小城市的属性。有人说:“某大学校园就像一个小城市”，其实该大学校园除了教学以外，还增加了很多城市的属性。它融入了工作、生活、商业和娱乐等诸多因素。当车库规模大到一定程度时，也会出现一些小城市的属性。我们把车库道路像城市道路那样分成主干道、次干道和支路。当地下车库发生堵车时，也可像城市道路那样利用支路进行车辆分流。占地下车库九成以上的普通车位也像住宅小区和组团那样进行划分。大型工程车车位、垃圾车和特种车车位等相当于城市里的工业区，这样可减少干扰，方便管理。

JGJ 100—98汽车库建筑设计规范规定不超过500辆的车库需设2个出入口，超过则需设3个出入口。我们把不超过500辆的停车位设置成一个“停车区”，每个停车区相当于一个设有2个车行出入口的车库(人员出入口另计)。这样整个地下车库就由若干停车区组成。停车区之间以次干道连通并由次干道汇集到主干道上。在停车区内部，其道路(相当于支路)按照汽车库规范要求的宽度、转弯半径等设计，做法与普通的小型汽车库一致。笔者参与的超大型地下车库分为两层，在基地四角各设置了1个单向双车坡道联通上下两层，每层建筑面积约11万m2。两层共分为12个区，其中10个是不超过500辆的停车区，剩下2个分别是商业区和物业办公及设备用房区。每个区的边界同时也是防火分区和防烟分区的分界线。在此基础上，每个区内部再各自划分防火分区和防烟分区。

4 影响地下车库车辆疏散时间的其他因素

4.1 汽车出入口的个数

出入口个数太少会导致高峰时段车辆阻塞。由于每个出入口都要占用大量的坡道面积，都要配置管理人员、管理用房和排水设施等，所以出入口也非越多越好。笔者接触的超大型汽车库仅设有10个车行出入口。

4.2 车行出入口的位置

车辆出入口位置是否合适，对减少车辆进出车库的时间至关重要。车库出入口应设在方便车流疏散且对地面建筑干扰小的位置，多靠近基地出入口。车库出入口受多种因素影响，须经多方案比较论证后确定。

4.3 道路宽度和运行方式

在满足规范要求的前提下，道路宽度是可以经过计算得出的量化值。当道路满足不了汽车通过量时，可以用局部增加道路宽度(或车道数)的方法来调整。车库道路多采用单向行驶的方式，这样可以有效地减少堵车。

4.4 收费口通过时间

汽车收费出入口多采用“一杆一车”、刷卡或现金支付的模式，一般需要滞留3 s～10 s。收费点是车库交通的最大瓶颈。一旦收费口产生阻塞，会导致部分车辆逆向开往其他出口，从而造成更大的阻塞。为了缓解该瓶颈的交通压力:

一是可以调整部分车辆的使用时间，尽量避开上下班高峰时段;

二是部分采用月付费或营业厅付费再上车等方式;

三是使用激光扫描等先进付费方式。

4.5 汽车在地下车库的行驶速度

经调查，地下车库主干道的行驶速度约20 km/h(5.6 m/s)，次干道的行驶速度约为10 km/h(2.8 m/s)，支路的行驶速度约为5 km/h(1.4 m/s)，汽车在干道拐弯和坡道的行驶速度约10 km/h (2.8 m/s)，在坡道拐弯的行驶速度约5 km/h(1.4 m/s)。以上行驶速度是后文计算车库通行能力的重要数据。

5 通过精确计算，消灭堵车

道路基本通行能力是单位时间内在单车道上，车道断面通过的最大车辆数，用公式表示:N=1 000v/L0(辆/h)。其中，L0为最小车头间距;v为行车速度。

在遇到突发状况时，最小车头间距即L0=Vt+L安+L车。其中，V为车速;t为制动过程行驶时间，包括驾驶员看到车和做出反应的时间，根据经验一般为1.2 s～2 s，因地下车库车速较慢，制动时间取1.2 s;L安为车辆安全距离，取1 m;L车为车辆长度，取5 m。

具体计算分支路，次干道和主干道三种情况:

支路基本通行能力:

行驶速度为5 km/h(1.4 m/s)，最小车头间距L0=Vt+L安+ L车=1.4×1.2+1+5=7.68 m。其基本通行能力为N=1 000×5/ 7.68=651辆/h。

次干道基本通行能力:

行驶速度为10 km/h(2.8m/s)，最小车头间距L0=2.8×1.2+ 1+5=9.36 m。

基本通行能力N=1 000×10/9.36=1 068辆/h。

主干道基本通行能力:

行驶速度为20 km/h(5.6m/s)。最小车头间距为L0=2.8× 1.2+1+5=12.7 m。

基本道路通行能力N=20×1 000/12.7=1 575辆/h。

道路可能通行能力是指考虑到道路多车道和交通条件的影响，对道路基本通行能力进行修正后的通行能力，是道路所能承担的最大交通量。地下车库几乎没有非机动车和行人通行的干扰，其行驶环境比地面道路较为理想，所以对通行能力的折减一般仅考虑车道宽度和多车道系数的折减，详见表1。

表1 车道宽度对道路通行能力的影响系数表

当单向车道数多于一条时，设计通行能力应予以折减。折算系数如表2所示。

表2 多车道通行能力折算率

以笔者参与的地下车库为例，其道路是单向双车道，车道宽3.25 m。其可能通行能力公式:N可能=N×K宽度×K车道数。

1)时速5 km时，N可能=651×0.96×1.89=1 181辆/h;2)时速10 km时，N可能=1 068×0.96×1.89=1 938辆/h;3)时速20 km时，N可能=1 575×0.96×1.89=2 858辆/h。

计算出各种车道可能通行能力后，再计算和调整地下车库高峰时段关键部位的疏散时间。

1)每个停车区有两个支路出入口，一进一出，500辆车需要500/1 181辆×60=25.4 min，即可全部驶入或驶出。

2)5 000辆车通过10个停车区的20个次干道连接口通向主干道，十进十出，需要5 000/10/1 938辆×60=15.5 min。

3)主干道通向10个出入口，上班高峰时段九进一出(即使上班高峰也难免有逆行车辆，为防止逆行造成混乱，保留1个出口供车出行)，5 000辆车需要5 000/9/2 858辆×60=11.67 min，即可全部驶入或驶出。

4)地下2层联通地下1层的2 500辆车通过4个弧形坡道，上班高峰时段三下一上，需要2 500/3/1 181辆×60=42.35 min。

5)如10个出入口不用等候，上班高峰时段九进一出，5 000辆车需要5 000/9/1 938辆×60=17.2 min。

6)如每辆车在收费口停留5 s，5 000辆车需要5 000/9×5/60+ 17.2=63.5 min。

综上所述，在不考虑空车位、部分高峰时段仍停在车库的车辆(包括物业用车和工程车等)的情况下，5 000辆车全部驶入或驶出车库收费口需63.5 min，收费点成为车辆行驶的第一大瓶颈。第二大瓶颈是4个地下2层连接地下1层的弧形坡道(需42.35 min)。我们以将出入口通行时间缩短到第二瓶颈的42.35 min为目标。为此把需要停留5 s的收费车设为X辆，则:5X/9+3 600X/9/ 1 938+3 600×(5 000-X)/9/1 938=2 541 s(即42.35 min)，得出X=2 716辆。因此，出售、物业使用、按月交费、营业厅交费的车位总数应安排为5 000-2 716=2 284辆。假如再压缩第二大瓶颈的通过时间，则必须增加通向地下2层的车道宽度、车道数量甚至于增加坡道数量，这样做，成本将大幅提高。

虽然车辆等待最长时间42.35min还有些长，安排2 716辆普通收费车也未必一定能做到面面俱到。但是只要在设计中按照上述计算方法从解决瓶颈入手，设计者便可根据建设方的需求，通过调整出入口个数、车道宽度、车道数、车位属性、付费方式、物业管理办法等，得出最优化的解决方案。希望笔者对超大型地下汽车库的交通和功能流线设计的点滴经验，对超大型地下汽车库设计难点提供参考。

［1］ JGJ 100—98，汽车库建筑设计规范［S］.

［2］ GB 50067—97，汽车库、修车库、停车场设计防火规范［S］.

［3］ 张小涛.超大型多层地下停车库交通组织研究［J］.科技创新与应用，2013(9):51-54.

On exploration for traffic design for super-large underground garage

Liu Hui

(Shanghai Johnson Architectural＆Engineering Checkup Co．，Ltd，Shanghai200062，China)

Taking some underground garage program with the capacity about5 000 cars，the paper leads the underground city to the design，analyzes the traffic and functional streamline organization of the super-large garages，and studies the design difficulties for the super-large underground garages，so as to provide some reference.

super-large garage，traffic，underground city，design

TU984.191

A

1009-6825(2015)29-0010-03

2015-08-05

刘 卉(1977-)，男，工程师