中国台湾地区铁路立体化车站设计研究

2016-09-10何政道

铁路技术创新 2016年4期

■　何政道

中国台湾地区铁路立体化车站设计研究

■何政道

针对中国台湾地区铁路建设，立体车站应采用地下或高架形式，经大量勘察与研究，台北、台南、高雄采用地下车站，台中市内采用高架车站。介绍立体化车站设计原则；绿色建筑及节能设计方法；高架车站、地下车站设计原则，并从结构、站体空间、设备需求、环境影响、绿色建筑设计等方面进行对比分析。铁路车站立体化必须衡量各城市发展的实际需求及地理条件，经客观调查与勘查分析，因地制宜，以使有限资源在合理分配下达到最有效的利用。

车站设计；立体化；地下；高架；绿色建筑

0　引言

为解决人口及车辆的快速成长带来的交通问题，将“提升轨道运输服务”列为国家重要交通施政目标［1］。就铁路车站而言，通常依据城市人口增长、上下车人数、列车次数决定站房规模，并根据旅客运量推估，划分出车站等级。

车站按建筑形式可分为地面车站、高架车站与地下车站3种［2］。其中，城际车站与通勤车站多位于城市发展完善的人口密集区，多采用立体化（地下化或高架化）车站；郊区及地方（观光）车站多位于乡村或尚未高度开发地区，人口密度低，无铁路立体化需求及条件，多采用地面车站。铁路车站立体化，消除城市发展的阻隔，形塑门户建筑形象，使铁路两侧土地不再阻隔，得以串联达到城市缝合的目标，均衡城市发展，提升土地价值。此外，消除平交道可改善市区交通堵塞，提高旅行时间效益，减少车辆怠速时造成的耗油成本，实现节能减碳并降低环境污染的绿色运输。

1　立体化车站设计原?则

立体化车站按建筑形式可分为高架车站与地下车站，设计从改善周边交通、无缝转乘、呼应传统建筑、树立地标等功能考虑，并结合无障碍设计、通用设计、性别平等理念，采用绿色建筑材料、绿色能源、绿色工法等手段，使车站与周边土地发挥最大效益。

1.1设计理念

车站应具备通融性，其设施配置应考虑旅客人数及换乘线路、区分进出站顺序，尽量缩短换乘距离，避免旅客交织、干扰及迂回，尽可能采用标准化配置，使旅客产生熟悉感。

1.2主要线路

包括车辆线路、旅客线路、行包线路。车站规划时应合理组织，并综合考虑站房、线路和车站广场三者间的关系，力求线路分明、简洁、流畅、配置紧凑、人车分离。

1.3外观设计

车站应能表达当地独特风格，具有前瞻性、耐久性、美观性，避免对城市景观的冲击，或可结合公共艺术及地景设计，为城市空间创造新的城市景观及地标。

1.4通用设计

为满足人口老龄化及社会多元化需求，弱势族群不容忽视，铁路立体化车站不论在材料（质感、色彩）运用、构造、结构、物理环控（通风、采光与音控）、建筑设备（给排水、电气、空调与消防）及与周围环境匹配度等方面，完成车站建筑空间配置及内部机能，创造出一个既美观又具有创意的外观造型，更能满足男女老幼、身心障碍或行动不便等不同使用者的需求。

通用设计预先考量所有人的需求，获得最大适用性，尽量便利每个人的使用感受。

1.4.1设计概念

（1）无障碍设计：去除建筑设施障碍，提供便利使用的设计。

（2）可适性设计：考虑不同使用者特殊需求，提供可轻易安全使用的设计。

（3）终身性设计：超越年龄及世代，提供可终身使用的弹性设计。

1.4.2设计原则

（1）公平使用：适应不同使用者，安心、安全及平等使用。

（2）弹性使用：适应不同使用者的能力、喜好提供弹性的使用方法。

（3）简单易用：使用方法简单，不过于复杂且容易理解。

（4）提供信息：提供正确、必要且易懂的信息。

（5）容许错误：即使错误的使用方式或操作失败也不会引起事故，并能恢复原状。

（6）省力操作及适当的操作空间：让使用者长时间使用也不会疲倦。

1.5空间设计

车站在提供安全、安心、舒适的环境需求下，应从使用者的观点出发，达到容易行动、容易了解、容易使用的设计目标，在设计上必须有完整的构思以做空间应对。

（1）明亮的空间：自然光的运用、天花板、墙面、地坪建筑装修明亮的色彩及充足的照明。

（2）视野宽广的空间：视线良好、空间开阔与避免死角的设计、突出物应设置警示或其他防护。

（3）方便移动的空间：无障碍设施应考虑行动不便者的使用需求，缩小不同构件间的细缝，出入口、阶梯要明显标识。

（4）信息明确的空间设计：进站、购票、检票、收票、出站等标识及服务设施、语音系统的设置应容易辨识。

2　绿色建筑及节能设计

配合“振兴经济扩大公共建设投资计划”，车站设计应纳入符合环保节能概念的绿色工法、绿色材料及绿色设计，以达到可持续发展的目标。

2.1绿色建筑设计

（1）调节微气候。为达到低耗能、低营运、低维修成本的设计理念，尽量采用天然材料。景观设计上，除必要的人工铺面外，尽可能增加绿化面积，户外空间运用植草土丘，强化保水与调节微气候功能。

（2）引入光、风、水、绿。光：指车站自然采光，运用白天昼光规划照明；风：车站采用开放式设计，注重自然通风；水：雨水回收系统，将其作为浇灌主要水源；绿：慎选基地适生植栽，绿化建筑硬件设施。

（3）运用节能技术。空调、电梯、照明等节能设计，建筑采用减法设计，选用明亮、低热的建材，降低外壳耗能量，使建筑物外墙得以兼顾省能、反射与隔热的多重目的。

2.2节能设计

（1）建构绿色环境：对资源做优化利用，如自然采光、自然通风、重力排水、减少对原环境冲击。

（2）绿色生态工法：低耗能、减少废弃物、施工自动化、土石方平衡及再利用。

（3）绿色建筑材料：多采用绿色环保产品、建材及设备。

（4）再生能源利用：即具有环境效益的再生能源，如使用太阳能光电板、风力发电结合LED光源的复合照明灯等。

3　高架车站设计原则

配合轨道线路高架而设置的车站称为高架车站，其在空间层次上具有固定的组织结构，主要由入口地面层、大厅穿堂层、付费站台层、站台雨棚等组成。特色为车站以桥梁结构架构于地面，具有明显的建筑量体，故其须与周边建筑物及环境融合，必须善用高架处所腾出的地面空间来衔接两侧城市，创造具有活力的城市空间；同时将公众文化、商业活动与铁路及其换乘交通等纳入考量，创造具有吸引力的城市空间。

高架车站建筑设计原则：

（1）车站必须考量景观“穿透性”，缩减车站体量使天际线与自然景观协调，并以穿透性的材料将优美的风景引入车站室内空间，妆点站内空间。可行的设计手法，包括站务机能集中，缩小量体规模；外墙穿透借景，空间动感流畅；塑造车站广场，活化户外空间；利用原生树种，绿化站区景观等。

（2）出入口可单独设置或纳入整体规划；设计应与周围环境及相关设施作整体规划，并可明显辨识。

（3）车站与邻近小区之间应规划多层次植物，如适当的乔木及灌木并留设缓冲空间，以减少车站对周边环境的冲击。

4　地下车站设计原则

配合轨道线路潜入地下而设置的车站称为地下车站，在城市土地寸土寸金的现实条件下，地下车站已成主流。其设计原则如下：

（1）为缩短旅客转乘时间，在空间配置上应以机能分区的方式规划，辅以引导标识系统以缩短距离，尽量无柱空间设计，营造开放宽敞的空间感。

（2）地面设施（如出入口、通风管道）须与站区景观设计配合，同时考虑机能性和视觉性，尽量降低体量，避免造成视觉冲击。

（3）须满足站台上的乘客4 min离开站台、6 min疏散至地面安全避难层的要求。

（4）在防火、排烟、避难、逃生等满足交通部门颁布的《铁路隧道及地下场站防火避难设施及消防安全设备设置规范》与相关法规。

（5）充分利用地下车站具有冬暖夏凉这一特性，减少空调系统耗能。在自然采光及通风上必须依靠人工照明及机械通风，设计尽可能利用采光天井引进日光及自然风，增加地下封闭空间的健康及舒适性。

（6）地下车站标准规划，由地面层、穿堂层及站台层组合而成，开挖深度大于15 m，若加上设有地下商街或远期网路交叉的车站，则深达25 m。如此深开挖所造成的环境影响，在规划设计及施工阶段皆应予以周全考量。

5　高架车站与地下车站的差异

5.1结构差异性

5.1.1高架车站

高架车站结构着重风力及地震力的影响，主体结构多采用梁、柱、钢筋混凝土韧性抗弯矩构架系统。基础采用筏式基础及浅基础，并以地梁连接。结构系统稳定性良好，耐震性佳且结构强度高，不易变形。

（1）纵向长度长，设计时须考虑温差应力影响，在车站主体适宜位置留设伸缩缝，并考虑伸缩缝止水性及耐久性。

（2）长宽比值较大，设计时须留意水平力产生的扭转效应，适当设置承重墙或侧向水平支撑梁等增加构件强度。5.1.2地下车站

地下车站着重考虑地下水的影响，主体车站挡土多采用地下连续墙的设计，主要考虑开挖时墙体控制、开挖地面破坏的预防，在地下水位较高处须考虑防水。

5.2站体空间差异性

5.2.1高架车站

（1）车站自明性高，可配合地方特色，塑造城市形象，在设计上应善用“穿透性”，并缩减车站体量，使之与自然景观协调。

（2）外立面的色彩运用可配合建筑物高度，空间表现结构美及柔和自然光。站台雨棚可采用复合铝锌金属板为覆盖面材；侧板依据各站特色，配合太阳能板或格栅的处理形式；电梯采用透明清玻璃；栏杆以玻璃扶手为主，增加视觉穿透感（见图1）。

5.2.2地下车站

（1）地面层除留设必要的进出口及通风孔外，几乎为开阔空间，而地下车站则可配合城市设计整体规划，作整体开发并留设公园广场用地，优化周边环境，塑造城市绿洲形象。

（2）站内空间的色彩运用宜采用高亮度低彩度的涂装颜色，配合人工照明及无柱结构的空间设计，使地下站房达到通透明亮的效果，营造开放宽敞的空间舒适感（见图2）。

5.3设备需求差异性

5.3.1高架车站

（1）空调设备以“绿色建筑”理念设计，自然通风为主，空调系统为辅，尽可能遮蔽风雨、遮阳。利用自然采光及空气的自然流通达到节能效果，建筑物局部以造型冲孔铝板包覆，以利于自然通风。

（2）照明设备以昼光利用为主，人工照明为辅，屋顶选用明亮、色浅及热吸收率低的建材，可降低屋顶辐射热量，而明亮的色彩提供更好的反射空间与更舒适的环境。

图1　穿透性的高架车站设计

图2　地下车站下沉式广场设计

5.3.2地下车站

（1）空调设备在空调系统规划设计时应将旅客搭车短暂停留的特性及因季节变化调整空调运转模式的概念纳入其中。采用高效率空调设备及局部空调概念，采用下沉式广场设计引进自然光线与气流，提供旅客搭乘舒适环境，并落实节能政策。

（2）以人工照明为主，昼光利用为辅，尽可能利用覆土较浅地段，在站区园道上多设高低不同的采光天窗，将光线引入穿堂层及站台层，提供舒适清爽的空间环境。

5.4环境影响差异性

人们对环境要求日益提升，相关公共工程所带来的环境破坏已逐渐受到社会关注。如何将铁路工程建设产生的环境破坏降至最低，亦成为设计的重要课题。例如：高架铁路所产生的噪声及振动问题，须符合环保部门噪声管制标准，必要时应设计隔音墙；地下车站因属封闭空间，须引进新鲜空气并将站内废气、热气排出，而此气流将产生外围环境微气候的不舒适感，应用设计方法有效解决。车站形式与环境冲击、经济效益分析见表1。

5.5绿色建筑设计差异性

绿色建筑指在建筑生命周期中（指由建材生产到建筑物规划、设计、施工、使用、管理及拆除一系列过程），消耗最少的资源、使用最少的能源及制造最少的废弃物。因不同类型的建筑处于不同的设计环境，限制与可改善方式迥然不同，此差异将会对绿色建筑效益产生不同的影响，其指标难易度分析见表2。