机械式立体停车库的选型

王御棋

（中国市政工程西北设计研究院有限公司，兰州 730000）

1 引言

进入新世纪后，我国经济进入了飞速发展阶段，我国汽车保有量逐年增加，截至2021 年，全国道路总长度达528.07 万km[1]，全国机动车总保有量达3.95 亿辆。全国各大、中型城市的停车位越来越紧张，在城市中尤为突出。而立体机械车库的出现，成为解决这一矛盾的捷径。若能够将立体机械车库与建筑空间合理结合，能够极大地提高城市土地与空间的利用率，缓解城市用地紧张，解决停车难的问题，有效改善城市环境质量。

2 目前主要机械停车设备类型简介

2.1 机械式停车库相关技术参数

机械式停车库主要停放车辆类型为小型车及轻型车，主要适停车型的外轮廓尺寸和质量可以参见表1[2]。

表1 适停车型外廓尺寸及重量

机械式停车库停车设备不同类型停车时间不同，一般可以按照单车最大进出时间比较，可以参见表2。

2.2 不同类型机械停车设备简述

2.2.1 升降横移类

升降横移类停车设备是通过载车板升降至预定楼层后再用推拉设备横移至空闲车位存取车辆。一般为准无人方式。

该类设备形式较多，按布置形式分为全地上式、地坑式和重列式；层数一般为2 层或4 层，少数可达6 层。此类设备独立于建筑结构之外，对场地要求低，布置灵活，拆装方便。经过长时间发展，目前升降横移类设备技术已经十分成熟，使用普遍，成本很低，可在已有自走式停车场的基础上进行升级改造，因此在停车设备的市场份额中占到70%。

但该类设备也存在效率较低、安全性欠佳等问题。适停车辆受长宽高几何尺寸与车库空间的限制，操作时需要具备一定的安全知识和专业操作能力[3]。

2.2.2 简易升降类

简易升降类停车设备一般只有两层，借助升降机构或俯仰机构存取车辆，构造比升降横移类设备更加简单，通过电机与提升链条直接将载车板举升至2 层，1 层停放自走车辆，无载车板。

该类设备为准无人存取，结构简单，操作方便，多用于私人住宅、地下室等空间较小，对停车位需求量较小的区域。但也存在结构合理性欠缺的问题。该类设备受自身结构设计的限制，两侧载车板防坠落装置易发生故障。此外，该设备在长时间受载荷后局部受力较大，设备上的提升挂钩与载车板部件之间易出现较大的机械摩擦力，引起提升挂钩在收回的一瞬间与载车板部件出现机械卡阻，导致一侧装置挂钩没有回收到位，存在安全隐患。同时该类型设备没有配置松绳（链）检测装置或载车板倾斜检测装置、绳（链）端力矩检测装置，用于补偿监测载车板水平状态[4]。

2.2.3 垂直循环类

机械式立体停车库可将多个车辆停放在同一停车平台上而不占用过多空间的停车场设备，通常由升降平台和垂直循环两部分组成。机械式立体停车库按循环方式分为顺行循环和逆行循环。顺行循环又分为顺逆两种。因此，在选择立体停车库时要根据具体的设计要求来选择，这样才能确保所选的立体停车库能达到较高的性能指标。垂直循环类停车设备通过传动机械，驱使以垂直方式排列的各置车板做连续环形运动。车辆出入口位于设备下方的称为下出入口式；位于中间的称为中出入口式；位于上方的称为上出入口式，可为封闭式高塔或敞开式低塔。

该类设备设置在地上或地下均可，独立于建筑主体结构，由于该类设备不需要强制通风与大规模照明，因此节省能源，耗电量仅为普通地下车库的35%。可多台组合，占地面积小，停车效率极高，可最大化利用土地，适用于医院、商业、办公地产等出入车频繁集中的场所，设备可整体搬迁、移位。

2.2.4 平面移动类

平面移动类停车设备通过在同一层上用搬运或起重机平面移动车辆或泊车板平面横移存取车辆，也可搬运机和升降机配合，把车辆自动移动到布置成多层平面的停车区域，实现多层平面移动存取车辆。

该类设备为全自动车库，成本较低，容车密度大，存取车便捷，一般设置在地下，地面只需要一个小房间作为入口，但地下部分用地面积很大，适用于大型住宅、机场、车站、商业中心区、体育馆、办公楼等区域的地下。地上可设置地面停车场或景观绿地，最大化利用空间。

2.2.5 垂直升降类

垂直升降类停车设备也称塔式立体停车设备，通过提升机的升降和装在提升机上的横移机构，将车辆或载车板横移，实现存取车辆的目的。目前该类设备有常见的3 种形式分别为纵列式、横列式和圆周式。适用于大型商场地下停车场的汽车立体库，多层机械式停车库等建设项目的配套机械。在立体停车库设计中，应充分考虑与建筑空间的协调性，通过多种形式实现空间利用率的最大化。机械式立体停车库在机械结构上有多种形式，如悬臂式、升降圆盘式、双立柱旋转式等方式。

2.2.6 巷道堆垛类

巷道堆垛类停车设备是一种技术含量与智能化程度都较高的设备类型，是集机、电、光、自动控制为一体的全自动化立体停车设备，具有全封闭、存取车安全等特点。堆垛机能够在车库的巷道中穿梭运行，将位于巷道口的车辆存入指定位置，或取出指定位置的车辆运送到巷道口。多层巷道式立体车库进行存取车操作在每个巷道内存取车过程是相同的，其具体工作过程如下：存取车辆时，PLC 控制变频调速装置[5]，驱动巷道堆垛机行进到某层（列）处停下，指挥小车到达指定车位，存取车辆，完成任务后，回到堆垛机平台停下，巷道堆垛机接收任务完成报告，原地待命或回到初始位置。

3 不同机械停车设备适用性分析

3.1 空间利用

根据第一章的分析对比，可得出以下结论。

1）升降横移类和简易升降类停车设备效率低，占用空间大，因此，不适用于新建停车库；但这两类停车设备价格低廉，安装与拆卸简便，因此，自走式停车场在进行提升改造时，可使用这两类停车设备。

2）平面移动类、水平循环类和多层循环类停车设备有停车效率高、存取速度快的优点，但占地面积往往较大，不适用于地面建筑。一般在办公、商业、绿地等无法在地面停车的公共建筑的地下专门开辟地下车库时，使用这几类停车设备可达到停车位最大化与存取车辆最快的目的。

3）垂直循环类、垂直升降类和巷道堆垛类停车设备的单位停车数量最高，占地面积最小，当停车库的高度、总建筑面积无特殊要求时，这几类停车设备是新建机械车库中效率最高、停车数量最多的停车方式。其中垂直循环类停车设备性质与升降横移类停车设备相似，均为可独立于建筑主体布置的设备。垂直升降类和巷道堆垛类停车设备智能化程度高，一般与建筑主体相结合，全封闭建造，由电脑全自动控制车辆存取，非常适用于用地紧张的城市中心地带。

3.2 交通组织

停车场地的交通组织需要考虑场地周边环境、市政道路、场地高差等情况，合理设置出入口，并根据规范预留足够的消防车道。当条件有限时，可借用周边道路。

升降横移类、简易升降类和垂直循环类停车设备属于独立设备，建筑主体仅起到围护作用，如无特殊设计，一般不起支承作用。因此，当用地紧张时，这几类停车设备出口可直接对外。对于升降横移类与简易升降类停车设备，如设在已建成自走式停车场内，则沿用已有停车场交通流线。

平面移动类、水平循环类和多层循环类停车设备一般设在地下，因此地面仅需与市政道路直接连通的地下出入口。根据JGJ 100—2015《车库建筑设计规范》第4.2.11 项，车位数＞25个时，应布置不少于两个出入口，出口与入口应分开布置。规范并未要求出入口与市政道路间距，因此，可直接临街沿建筑控制线布置。

3.3 消防疏散

机械车库根据疏散性质分为有人员停留和无人员停留两种类型，而无人员停留又可分为需要检修通道和不需要检修通道两种类型。有人员停留机械车库有升降横移类与简易升降类停车设备两种，这几类设备本质上依然属于自走式停车场，因此建筑内部总是有人员停留出入。对于这两种停车设备所在建筑，需设置可供人员逃生的楼梯间与出入口，并设计防排烟与自动喷淋灭火设施。若设备布置在地上且无围护结构，则不考虑消防疏散。

3.4 竖向设计

机械停车设备总体来讲在竖向上需要满足道路平整，场地高差小的要求。根据JGJ 100—2015《车库建筑设计规范》，停车场地道路纵向坡度不应大于3%。对于升降横移类与简易升降类停车设备，由于需要自走车道，因此需要平整的道路，对场地竖向设计要求较高。其余停车设备有升降机或载车台，当场地高差较大时，可利用布置在入口的机械设备运载车辆，形成地下车库或地上举升。因此，对场地竖向设计要求较低，仅需满足进场车辆道路坡度与建筑本身标高。

3.5 建设成本

不同停车设备的技术复杂程度、单位停车量、材料、建设安装人工费、厂家报价等参数不同，其需要的成本也不同。

根据停车场建设项目的特点及有关经济分析的统计，投资此类项目的综合成本主要包括土地费用（含征地、拆迁）、土建工程（建筑与结构）费用、设计咨询费用、设备费用和运行费用、维护保养费用、管理费用、设施折旧、运营收入税金等，这些成本费用要素可归纳为投资建设成本和运营成本两部分[6]。

4 成果与总结

随着我国机动车保有量不断增加，未来停车位缺口将十分巨大，普通的自走式停车场很快就会无法满足城市内的停车需求，机械停车场的普及与发展将是大势所趋。本文借鉴国内已有的研究成果，分析不同类型的机械停车设备，对机械车库的空间布局、交通流线、消防疏散、竖向设计、建设成本进行论述与探讨，从适用性、经济效益、布局合理性角度为城市机械停车场的选址、建设与设备选型提供参考。