芜湖轨道交通高架车站景观设计研究

林力澜

(中铁工程设计咨询集团有限公司,北京 100055)

引言

建设城市轨道交通能有效缓解道路拥堵,促进城市发展[1]。车站是轨道交通中重要的组成部分,高架车站通常沿路中或路侧布置,其巨大的体量必然会成为城市道路景观的焦点。

随着轨道交通快速发展,国内针对高架车站的技术探讨日趋完善。袁珏基于站位选择、用地条件分析、车站站型比较、结构选型及平面布置等方法,对不同建设条件、城市环境文化下的车站方案进行探讨[2];郑小军从规划协调性、客流适应性、乘客舒适性、结构合理性及运营便捷性等方面论述站台选型的相关策略[3];张晓林按照“人文、科技、绿色”精神理念,对张郭庄站进行系统性的绿色技术设计,对高架车站绿色新技术深入学习及研讨[4];宋冰晶从国内外站城融合案例出发,对站点区域开发演变过程、轨道交通与城市规划理论展开分析,引导交通布局及产业功能布局、合理配套公共设施与服务功能,有效推动城市建设发展[5]。然而,目前国内关于轨道交通高架车站景观设计研究仍然较少。

结合芜湖轨道交通1号线、2号线一期工程,创新提出统筹地域文化特征与建筑空间形态,形成“稳、轻、透、巧、柔、简、淡”的车站景观,打造具有芜湖特色的专属车站形象,将高架系统对城市空间景观产生的消极影响转换为和谐景观从设计和实践的角度提出高架车站景观研究的设计策略。

1 设计原则

1.1 高架车站选型

轨道交通高架车站站台形式主要有侧式站台或岛式站台,两种站台形式各有利弊,高架岛式站台车站与侧式站台车站比较见表1[6]。

表1 高架岛式站台车站与侧式站台车站比较

由表1可知,岛式站台较侧式站台使用率高且易于运营管理,但岛式站台与线路区间过渡段产生的喇叭口对城市景观有很大的视觉影响[7]。此外,站台的选择还需考虑线路走向、道路条件、结构形式、防火间距、规划拆迁、城市景观等因素[8]。

1.2 地域文化性、艺术性

随着经济与社会的发展和变革,轨道交通车站已经不再是单纯的交通建筑,还是展示城市形象和传播城市文化的载体。地域文化艺术性是车站外立面设计的重要灵感来源,突出了文化的独特性格。车站造型应满足所在城市规划要求,并能体现地域特点和文化品位。全线设计应展现自身鲜明的特点以反映文化、科技、现代、绿色的设计理念。历史悠久的城市可以从历史文化中提取出能够展现出地域特色的文化元素,将城市文化与车站建筑结合起来,一方面丰富车站的设计,另一方面让建筑的可识别性得到提升,成为城市的一道亮丽风景。

1.3 轻量化设计

影响车站景观的原因有很多,如体量、造型、与周围环境的协调性等,在此之中对车站建筑影响最大的是“体量”,在满足使用功能的前提下,应尽量减小车站实际体量,并在此基础上,考虑运用合适的立面设计手法,从而达到视觉上轻巧舒展。

(1)视觉轻量化

高架车站视觉轻量化一直是设计中的重点、难点,车站的长度、宽度在很大程度上制约于线路、限界、车辆等工艺,建筑师只能在专业条件基础上与各专业沟通协调,改变车站位置模式或车站功能组合模式,尽量减少影响视觉的车站体量。

(2)结构轻量化

目前,轨道交通高架车站多采用传统的现浇钢筋混凝土结构形式,该结构形式在结构受力性能、施工周期、景观效果等方面都存在一定的限制条件,对结构进行轻量化设计,减少路中高架车站造成的压抑感是轻量化设计的关键。

(3)雨棚围合形式

车站雨棚围合形式应充分考虑当地的环境与气候。雨棚的围合形式主要有覆盖式、半围合式、全围合式3种,车站围合形式分析见表2。不同形式的雨棚在视觉上给人不同的体量感,还要结合气候环境、视觉观感、结构、造价、施工工期等因素,若车站位于沿海城市,则需要考虑暴雨、台风等极端天气对旅客的影响,站台层宜采用全围护形式[9]。

表2 车站围合形式分析

1.4 体现交通建筑属性

交通建筑应当有轻巧、简洁、富有现代气息的特点,并结合当地的气候环境,遵循以人为本的理念,采用生动流畅的形态以表现交通建筑的流动感。

(1)建筑形态

利用出挑雨棚、斜线、曲线等产生不稳定的构成手法,产生运动感,创造轻盈灵动的车站形象,结合不同材质,形成虚实对比。也可以利用单元元素在线路方向排列,产生韵律感,具备鲜明的交通建筑特点。

(2)建筑材料

高架车站材料应选择质地轻盈、耐用、易维护的新型材料,针对不同地区气候环境进行耐候性设计。如在严寒、寒冷、夏热冬冷地区,车站维护材料应符合规范中保温节能要求,不宜采用全玻璃幕墙。高架车站常用建筑材料有压型钢板、金属板材、木材、钢结构、玻璃、铝板、金属百叶等轻质材料,此外,还可以使用清水混凝土或混凝土挂板等材料,不同材料有着不同的视觉效果。

(3)结构造型

高架车站还应充分展现结构美,将建筑立面及顶面结构一体化设计,在与周边环境协调的同时产生交通建筑的现代工业感。去除复杂的外装修层,创造轻盈空透、简洁统一的视觉效果[10]。

(4)可识别性

交通建筑位于城市大环境中,除了做到与周边环境相互协调外,还应该具备一定的识别性,让乘客可以更容易地找到车站[11]。

轨道交通车站的设计一般以“一线一色”和“一站一景”作为主要的设计理念,“一线一色”主要强调线路之间的色彩差异和车站景观风格的一致性,但处理不当容易产生单调的感觉,“一站一景”主要体现出每个车站的个性,处理不当则会让人觉得风格各异、杂乱无序。如迪拜轻轨全线都设置于路侧,全线采用“一线一色”的设计理念,车站建筑造型统一,外围护采用玻璃幕墙、金属幕墙,造型轻盈、现代,采光效果好[12]。北京地铁5号线采用 “一站一景”的设计理念,车站形态各异、各有各的特色[13]。

(5)高架桥梁景观

高架桥梁景观是城市景观的重要元素。在具备交通功能的同时,还要与周边环境相协调,并协调好与城市道路、绿化的关系。

跨径布置尽量采用大跨径,桥跨布置一致,力求整齐、简洁、通透。桥墩排列密度越小,跨度越大,视线穿过桥梁底部看到的范围越大。桥高在10～14 m时,人视的视觉体验较舒适,桥高压迫感最小,桥高低于或高于该范围时,则会有压抑的感觉。

2 芜湖轨道交通车站设计

2.1 工程概况

芜湖轨道交通1号线、2号线一期工程为跨座式单轨制式,较传统地铁和轻轨车站体量小,能较好地与城市环境和谐共存。

1号线为南北向的骨干线路,线路全长30.410 km,共设24座车站,全线高架敷设,2号线一期整体呈东西走向,线路全长15.787 km,共设11座车站,除1座地下车站外,其余均为高架站。高架站分路中高架车站及路侧高架车站,1号线共1座车站为路侧高架站,2号线一期共3座车站为路侧高架站,其余均为路中高架站。

轨道交通可以缓解城市交通拥堵问题,但其巨大的体量及灰冷的外观也对城市造成了消极的影响。因此,高架系统的景观研究是设计中的重难点。在设计过程中尽可能消减其对城市景观影响。

2.2 车站选型

从芜湖轨道交通站台宽度结果来看,无论岛式还是侧式站台均可满足乘客乘降要求,但是车站大多靠近路口,岛式车站两端区间喇叭口过长,桥梁需特殊设计,增加投资,区间景观效果较差,并且线路穿越芜湖老城区,道路两侧高楼林立、道路红线宽度约50 m,局部区域道路红线宽度仅为40 m,设站条件极为苛刻。路中高架站需在道路正中渠划出绿化带用于车站立柱,侧式车站墩柱宽度为2.0 m,路中设置3 m宽绿化带即可满足道路限界要求,岛式车站墩柱宽度为2.4 m,路中绿化带宽度最少需要3.4 m。通过以上比较,侧式车站能更好地体现跨座式单轨的适应性,故选用路中高架三层侧式车站作为芜湖单轨的标准车站。

2.3 全线车站景观设计

芜湖轨道交通1号线南北贯穿芜湖老城区,2号线一期东西穿越芜湖新区,线路周边环境比较复杂,站点数量较多。经过对已建成工程的经验借鉴和对比,两条线的车站采用“分段一致,一线一色”的模式。除重点站外,其余车站的建筑风格、材料、色彩及构造采用标准化、装配式设计。重点站则根据站点区位特征特殊设计,增加了韵律节奏感,避免高架车站景观的单调重复。

(1)标准站

1号线线路设计理念为“城市中脊”,沿长江平行而设,线路穿越老城区,将凤鸣湖、芜湖长江大桥、赭山公园、鸠兹广场、芜湖古城等重要节点串联在一起,建筑风格定位意在展现芜湖丰厚的文化历史底蕴,通过建筑体型及材料运用等手法与历史文化产生呼应,打造芜湖专属的轨道交通城市形象。

2号线一期线路设计理念为“芜湖之翼”,线路横穿芜湖新区,沿线多为新建住宅楼及写字楼,建筑风格现代简约,道路宽敞,与城市新区活力发展的定位相契合,车站建筑设计风格源于绿色科技的概念,将车站融入到城市环境,为城市注入新活力。

车站作为城市形象和传播城市文化的载体,应将城市文化渗入其中,展示城市形象,反映地域文化。1号线标准站立面设计中,将芜湖标志性建筑冲印到建筑的铝板外壳上,用不同大小和疏密度的穿孔显示,以点成面,以面构形的模式构建一幅承载芜湖文化的画卷,造型轻盈、通透、简洁,尽量减小对城市的视觉压力,与城市文化产生呼应,打造芜湖专属的轨道交通城市形象,作为一个历史文化展示窗口展现给外界,见图1、图2。

图1 1号线标准车站外立面文化元素设计Fig.1 Design of Cultural Elements on the Exterior Facade of Line 1 Standard Stations

图2 1号线标准车站外立面设计Fig.2 The design of the exterior facade of Line 1 standard stations

2号线一期标准站立面设计中,以铝板幕墙为原型,在平板式铝板模块基础元素上演变为折型铝板模块,以方形铝板单一元素形成此立面方案简洁的设计语言,营造出波光粼粼的效果,与芜湖城市“半山半水”的城市意象相呼应。每块折型铝板都有一条斜向上线,多块铝板对角线相互连接,使建筑具有斜向上的动势,形成灵动的韵律感,削弱了建筑体的呆板形象,结合屋面三角形结构设计建筑外观显得更加轻柔秀丽,见图3。

图3 芜湖轨道交通2号线一期标准车站外立面设计Fig.3 The exterior design of Wuhu Metro Line 2 standard stations for Phase 1

(2)重点站

鸠兹广场站位于芜湖市最繁忙的中心城区,是1号线、2号线一期的换乘车站,车站为路侧三层高架车站,建筑色彩取自徽派建筑的白墙灰瓦[14],材料上采用铝板、钢结构、玻璃等轻质材料,以突出现代交通建筑轻盈、快捷、现代的特性,同时充分发掘当地文化底蕴,并运用芜湖独特的“编织元素”符号作为建筑立面设计的创意来源,见图4。将传统的编织技艺转换为建筑语言,将铝方通穿插产生编织的视觉效果,暗含了地域文化的编织元素,简洁流畅的流线造型,与半山半水、精致繁华的山水江城一脉相承[15],见图5。

图4 贡蓝造型Fig.4 Gonglan-style design

图5 鸠兹广场站外立面设计Fig.5 Facade design of Jiuzi Square station

政务中心站位于赤铸山快速路上,车站南侧为芜湖市政府及金融中心,北侧为住宅区。车站外立面设计立意为“芜湖之翼”,隐喻当地鸠兹鸟的形象,政务中心站作为芜湖城市对外展示的窗口,意喻芜湖蓬勃发展、展翅高飞的目标,展现独一无二的车站气质,见图6。

图6 政务中心站外立面设计Fig.6 Facade design of Government central station

徽州路站紧邻热闹的方特乐园游乐场,车站形象与所在场所相协调,并具有指引作用,增加乐园的商业价值。车站立面将铝方通等间距排列,每根铝方通在不同的位置做宽度变化,排列后形成有虚实变化的曲线形态,营造视觉上轻盈、通透、灵动的感觉。在外墙墙面上涂刷渐变颜色的涂料,利用外部的铝方通幕墙的疏密变化,显露出不同的色彩,使建筑立面形成有色彩变化的动感曲线肌理效果,见图7。

图7 徽州路站外立面设计Fig.7 Facade design of Huizhou Road Station

2.4 车站轻量化设计

(1)车站体量

城市轨道交通车站体量由车站的长度、宽度、高度3个维度控制,而这3个维度的控制因素主要有以下几个方面构成。

①列车编组长度

芜湖轨道交通项目车辆采用CMRⅡ型单轨车,根据初期、近期、远期不同情况比较多种车辆编组方案,最终确定远期6辆编组方案[16]。车辆长度为74.164 m,据此确定站台最小长度为75 m[17]。通过优化配线,控制车辆编组,车站有效控制车站长度,大幅减小车站体量[18]。

②车站宽度

芜湖轨道交通项目采用钢混组合结构,与钢筋混凝土结构相比,车站底层墩柱柱截面优化36%,站厅层中柱柱截面优化46%,最大程度上减少车站宽度,有效降低车站对城市道路的影响,车站主要构件尺寸对比见表3。在满足防火疏散和正常客流通行的前提下,优化楼扶梯与垂直电梯的布置,有效减小站台宽度,减小车站规模。

表3 车站主要构件尺寸对比

③车站高度

车站高度由站厅层、站台层高度决定。以芜湖轨道交通路中三层独柱侧式车站为例,车站采用钢-混组合结构技术后,站厅层横向主梁截面优化53%。站厅层吊顶距地高度满足乘客的使用需求,吊顶内空间同时满足管线布置和设备工艺要求,层高最低可达4.58 m。站台雨棚高度应符合车辆限界要求及满足旅客乘车体验,站台高度过高会造成空间上的浪费,过低会使旅客感受到压抑。

(2)形态、色彩、材料

芜湖轨道交通高架车站在满足车站功能的前提下,选用最简单的建筑形态,摒弃多余的装饰。

①增加车站通透性设计

站台雨棚设计时在满足防雨、遮阳等功能前提下,结合线路主题定位采用通透式设计,站厅层、站台层统一采用2.2 m高玻璃栏板作为外围护结构,以增加车站通透性。1号线站台雨棚形式取意于“江南雨伞”,2号线一期站台雨棚结构展现“绿色科技”,结构轻巧,建构一体,不做多余的装饰。

②通过建筑色彩,调和城市背景

1号线车站外立面设计选取白色铝格栅、灰色穿孔铝板等现代化材料,在转角处采用倒角圆弧处理,在满足交通建筑功能的主旋律下,而又富于变化。细节处理上,设计运用不同的孔径将芜湖的沿江风貌、重要建筑以剪影的形象刻画到穿孔铝板上,形成一幅书画长卷。

2号线一期外立面设计采用绿色科技主题定位,取意“芜湖之翼”。站台雨棚、立面幕墙选用“三角形”符号为基本元素,通过Y字形钢结构骨架和铝板折板幕墙与绿色科技主题定位相呼应,展现结构之美。

③车站功能空间组合模式

为考虑节约城市建设用地,路中车站仅在路侧设天桥出入口,其他功能全部集中到路中高架车站内部。该设计为运维管理提供了最大的便利,也将轨道交通沿线良好的土地资源交给城市[19]。

平面采用“端部进站”流线模式。站厅层平面布置一侧为公共区,另一侧为设备区,功能分区清晰,乘客乘车流线顺畅,车站导向标识清晰明了,设备区使用便捷,并大幅减小车站规模,实现车站轻量化,路中高架站站厅层平面示意见图8。

图8 路中高架站站厅层平面Fig.8 Schematic plan of the station hall of the elevated station on the road

④高架桥梁景观

芜湖轨道交通区间主要采用跨径30 m连续钢构PC轨道桥梁,其特点为整体性好,舒适性高。区间轨道梁距道路平均高度在12～13 m之间,乘客乘坐时不会感觉距地过高,且乘车沿途景观视角良好。

区间高架桥梁墩柱采用T形墩,在此基础上结合芜湖文化艺术性进行景观优化,设计立意为“鸠兹展翅”,墩梁线形和谐统一[20],墩型设计方案见图9。

图9 墩型设计方案Fig.9 Pier type design scheme

3 结语

纵观轨道交通与城市的发展历史,城市因车站而兴,车站因城市而存,即相互影响又相互促进。高架车站作为高架系统的关键节点,其景观设计的合理性、与城市景观的协调性、建筑形态的美观性是工程设计的重难点。有效控制车站规模,不断优化结构尺寸,整合设备用房面积,实现最大程度的车站轻量化,是高架车站的设计关键。

在高架车站景观设计过程中,应遵循如下原则：①结合线路走向、道路条件、城市景观等因素确定车站选型;②车站景观应结合当地地域文化艺术性进行设计,并且体现交通建筑属性;③尽可能减小车站体量,与周边环境相协调,从而达到视觉上轻巧舒展;④体现交通属性,让乘客有效快速地识别车站。