地铁车站建筑设计思路及要点分析

2024-03-27李瑞瑞

工程建设与设计 2024年4期

李瑞瑞

（中铁第六勘察设计院集团有限公司，天津300308）

1 引言

地铁作为一种高效、便捷且环保的交通方式，已然成为众多大城市的交通基础设施。它在城市发展中发挥着至关重要的推动作用。地铁系统不仅有效缓解了地面交通的压力，减少了拥堵现象，还为市民提供了更为舒适、快速的出行体验。为了确保地铁的顺畅运营，合理的车站设计至关重要，其中包括车站的位置、出入口、风亭以及其他设施的规划与布置。每一处细节都关乎地铁的运营效率和服务质量。作为统筹地铁车站各专业的建筑专业，其设计的合理性对地铁的运营有深远的影响。

国内外很多文献对车站建筑设计要点做了研究。李林程[1]提出，地铁建筑的设计应综合考虑原建筑的拆迁、占地以及后期城市商业计划，保障地铁设计落实资源的最大化利用；车站的功能区域要足够明确；车站的装修要立足于实用性和功能性。薛婷婷[2]以工程实例分析了换乘车站的既有车站改造涉及的专业及改造内容，同时提出改造方案应考虑运营单位意见。王尊[3]提出车站风亭与地面部分建筑物应相结合设计，出入口的通道应满足短且直的设计要求。康磊[4]提出地铁建筑设计过程中应考虑适应性、安全性、识别性及舒适性；车站应功能布局合理、装修符合大众审美。

本文基于上述研究成果，结合南京地铁部分车站实际情况，阐述地下车站在总平面、公共区、设备区、消防、防洪涝、装修、地铁与地块的联通、既有站改造、商业开发、四小件等方面的设计原则及要点，以期对初入地铁建筑专业的设计人员提供一些设计参考。

2 车站设计

2.1 总平面布局

车站总平面设计需综合考虑线网、线路、城市规划、市政管线、周边环境、客流、公交衔接、环境保护等因素，做好综合平衡。

2.1.1 前期调研及收集资料

在设计前期，应调查、收集、分析设计资料及项目功能要求，落实设计方案。收集的资料主要包括：线路、客流、城市用地规划、城市六线、地形、地质、市政管线、地上架空线、周边建构筑物竣工图、文物古迹、古木等资料。同时需进行现场走访调查、完善收集的资料[5]。

2.1.2 总平面设计

本文以南京雨润路站为例，分析车站总平面设计思路。

雨润路站位于泰山路与雨润大街路口，沿泰山路南北向布置，站后设单渡线。泰山路西侧为科研用地，东侧为雨润集团，路口西南象限为双和园小区。泰山路东侧有沙洲东河、220 kV高压线。泰山路路下有若干电力管沟、雨水管、规划电力管廊，其中跨路口、沿泰山路向南有5 根110 kV 电力管沟。沿雨润大街路下有2 号线区间隧道，沿雨润大街北侧有红旗河，红旗河过泰山路处设泰山路1 号桥，桩基础。雨润路站外部环境示意图如图1 所示。

图1 雨润路站外部环境示意图

首先，确定车站站位。通常情况下，车站设于交叉路口处，辐射路口各象限客流，兼顾市民过街需求。如本站设于路口，车站需下穿2 号线区间隧道、红旗河及泰山路1 号桥，设置为端厅式车站。同时需迁改5 根110 kV 电力管沟，迁改难度极大。因此，车站避开泰山路1 号桥设于路口北侧，并留出盾构调出实施空间。

其次，确定车站与外部建构筑物的关系。车站位于路口北侧，站前区间需上跨或下穿既有线区间。如下穿既有线，车站为地下4 层站或地下3 层站，站间距594 m，此方案工程规模大、造价高，站间距极为不合理；如上跨既有线，车站为浅覆土（1.7 m）地下2 层车站，站前区间上跨既有线区间，同时下穿泰山路1 号桥和红旗河，需考虑施工风险及合理的施工工法。车站上方覆土厚度1.7 m，经管线排布，可满足市政管线敷设要求，此车站方案需与规划局、各管线单位对接，根据上述分析，确定车站为浅覆土（1.7 m）地下2 层车站。

最后，确定车站地上设施设置。泰山路东侧绿化带内有高压线，架空线展臂占满路侧绿化带范围，绿化带范围均为河道保护范围。泰山路西侧为科研地块。考虑日常有人设施避免高压线设置，同时出入口需临近客流区，将车站的出入口设置在泰山路西侧的科研地块附近。其中，2 号出入口尽量临红旗河设置，辐射路口西南象限居民区客流。这样既可以避免高压线对设施的影响，又方便乘客进出车站。泰山路东侧空旷，无建筑，考虑对周边环境及景观的影响，将风亭和冷却塔设置在泰山路东侧绿化带内。风亭及冷却塔距高压线的竖向距离需满足相关规范及规定。此方案需征求电力部门（高压线下设置建构筑物及施工）、河道部门（河道范围设置建构筑物及施工）的意见，以确保方案不会对高压线或河道造成任何安全隐患。

泰山路既有电力管沟及规划电力管廊偏泰山路西侧设置于出入口通道上方，车站主体偏泰山路东侧设置。同时车站地上设施避开道路视距三角形设置。

综合上述分析，雨润路站设计为临路口设置的地下2 层浅覆土车站。这一方案还需与规划、市政、电力、河道等部门进行深入对接，确保方案的可实施性。在总平面设计中，不仅需要考虑地铁自身的建设需求，还应考虑与周边环境的协调性。统筹考虑各种控制因素，确保方案的顺利实施。

2.2 公共区布置

车站公共区是连接车站出入口和车站设备区的关键区域。其规模受到多种因素的影响，包括列车编组、系统规模、楼扶梯组的数量、消防疏散以及空间环境等。这些因素共同决定了车站公共区的规模和布局。标准的车站公共区布置方案由总体单位制定并下发，本文将不再赘述。

车站公共区主要分为站厅公共区和站台公共区两部分。从运营管理的角度来看，车站公共区又可以分为付费区和非付费区。这两个区域之间通常用栏杆分隔开来，以确保乘客的秩序和安全。在两个区域的交界处，一般会设置检票机、售票亭和疏散门等设施，以方便乘客进出和紧急疏散。车站公共区是车站的重要组成部分，其设计需要综合考虑多种因素，以确保乘客的安全、舒适和便利。

2.2.1 非付费区

非付费区联通各个出入口、车站设备区以及其他性质的空间（如车站商业开发、地块）。这个区域配备了安检机、售票设备、银行、商铺、微型消防站等各种设施，旨在为乘客提供全方位的服务。

出入口作为车站站厅公共区的疏散口，其设计需充分考虑安全因素。依据规范，站厅公共区的任意一点到出入口起点的距离控制在50 m 以内。出入口通道的起点处需设挡烟垂壁，分隔出入口与非付费区。出入口通道长度超过60 m 时，通道内需设置机械排烟设施；出入口通道长度超过100 m 时，通道内需设置安全出口。车站公共区设计应尽量通过优化公共区布局避免车站出入口增加设施，导致增加工程造价及运营成本。

为了确保车站公共区的正常运行，各专业管线都从设备区延伸出来。在紧邻车站设备区的公共区上方，管线密集交错，因此，一般车站的这一区域顶板梁都需要全部上翻，为管线留出足够的通过空间。对于非标准车站，需要与各专业进行紧密配合，仔细规划管线出入设备区的路径和尺寸。通过对所需管线空间的深入分析，可以有效控制局部公共区的层高。

车站非付费区内的银行和商铺需避开乘客客流线设置，这些区域采用耐火极限不低于2.00 h 的防火隔墙或耐火极限不低于3.00 h 的防火卷帘与非付费区分隔，并设有疏散门，确保在紧急情况下可以迅速向非付费区疏散。

2.2.2 付费区

车站付费区内设有楼扶梯及无障碍电梯、母婴室及公共卫生间（部分城市设于非付费区）、座椅、扶手、垃圾桶等设施。

公共区的楼扶梯不仅提供了垂直交通，还连接了不同楼层和区域，使乘客可以轻松地到达目的地。公共区的楼扶梯设计需充分考虑站台楼扶梯布置的均匀性、车站客流需求以及乘客的客流线。楼扶梯穿越中板的板洞尺寸需考虑洞口侧边的装修厚度及对楼扶梯上方空间的影响。板洞边梁宜设置暗梁，为站台层敷设吊顶上管线留出空间。

公共卫生间一般设于站台公共区紧邻站台设备区大端位置，与车站员工卫生间共用污水泵房。公共卫生间设计不仅需要考虑男女蹲位的数量比例、视线遮挡和流线顺畅外，还需考虑内部器具的板孔位置对应的板下设施，避免板孔与板下纵梁、板下墙或板下电缆路径等设施冲突。母婴室应尽量地靠近公共卫生间，但又相对独立。

2.3 设备区布置

2.3.1 房间布置

车站设备区，是车站内部的核心地带，汇集了各类支持线路运行和满足乘客需求的设备设施。这一区域的设计，不仅关乎设备的正常运行，更直接影响到乘客的出行体验。车站设备区是一个集合了十几个专业需求的特殊区域。建筑专业在此过程中起着至关重要的作用。建筑专业需要梳理各专业的需求，深入了解各专业的设计原理，与各专业进行充分的沟通，以确保最终方案的合理性和可行性。以下深入分析车站设备区的设计思路，以及在设计过程中需要注意的问题。

根据2.1.2 节内容确定雨润路站为偏泰山路东侧的地下2层11 m 站台车站，站后设单渡线。对于带有配线的车站，配线侧的车站长度通常由道岔岔心距有效站台端部和车站端部的距离规定控制。车站的总平面设计与车站的平面设计是相辅相成的，先确定车站地上设施的可设置位置，然后再进行平面设计，进一步深化地上设施的具体方案。

进行车站设备区布置之前，需提前收集、梳理各专业的房间需求。在布置车站的设备区时，建议先确定上下层需要联通的设施，如风孔、风道、电缆井、楼梯间、卫生间、吊装孔等。各专业房间有常规的位置设置及原则，同时可根据车站实际情况灵活调整。例如，车站的变电所和站台门设备室通常设于站台层，但有时也会设在其他层；冷冻机房一般与通风机房合设于站厅层，但也有的设于站台层；排热风道一般设于有效站台两端，但也有设于车站有效站台中心处的情况，这时会采用过轨排热风道引出，等等。只有全面理顺各专业的运行原理及要求，才能灵活地根据车站实际情况布置合理的车站方案。对于车站设备区布置，有如下设计思路建议：

1）进行车站设备区布置时，示意出设备区通往公共区的大系统风管路径，避免房间布置与风管路径相冲突；

2）设备区走道、疏散楼梯梯段及疏散门的净宽度必须满足规范规定。同时走道还需考虑管线的铺设空间以及检修空间；

3）设备区上层板孔和套管的位置需要与下层空间相互核对，避免在下层墙体上开设板孔和套管；

4）轨排井原则上不应设在关键设备房区域（如需全线调试的弱电房），以避免影响机电装修的施工工期；

5）需要充分考虑设备运输路径、吊装孔、吊装平台、检修平台以及检修孔的合理性；

6）车站需要进行有组织的排水设计，确保排水路径畅通无阻，地面装修层的厚度要满足排水坡度的要求，同时，排水沟内应采取防水措施，以防渗水；

7）车站的强弱电房间应尽量避开车站的变形缝，以防顶底层渗水；有水房间也不应设置在有电房间上方，以保障安全。

地铁车站设备区的设置涉及设备的布局、防火分隔、通风与空调、给排水、供电、通信与信号、安全设施以及通道等多个方面。因此，必须全面考虑这些因素，以确保地铁的正常运行和工作人员的安全。

2.3.2 砌筑工程

车站的隔墙砌筑工程是一项至关重要的工程，为了确保隔墙设置的合理性及安全性，在设计和实施过程中需要特别注意以下要点。

首先，砌筑工程图必须经过结构专业的审核和确认。墙体结构设计不仅需要满足基本的强度、稳定性和耐久性要求，还要能够承受墙面固定设备、列车运行风压的压力。

其次，根据车站具体位置所需要的耐火极限及设备安装的需求选择墙体材料，并在图纸上明确表达，确保施工单位能够准确选择和应用。

再次，墙体的设置位置必须与天地梁柱、板墙开孔等结构内容核对，避免出现墙体跨越梁柱、板墙开孔设置的情况。

此外，与管线综合专业之间的沟通也十分重要。车站管线内容与墙体交叉众多，需要避免管线与圈梁、构造柱等内容冲突。

最后，防火卷帘上方及两侧需设置固定卷帘箱及卷帘导槽的梁柱结构体系，此结构体系需满足承载要求。同时，防火卷帘与墙板之间的缝隙必须采用不低于防火卷帘耐火极限的防火封堵材料进行填充。

总之，车站砌筑工程设计需要综合考虑各种因素，以达到预期的安全和功能要求，为乘客提供更好的出行体验。

2.4 消防设计

2.4.1 车站防火设计

地下车站按使用年限100 a 设计，建筑等级为一级。车站主体工程及出入口通道、风井建筑物构件的耐火等级为一级；地面出入口、风亭等附属建筑建构筑物的耐火等级为二级。

地下车站公共区防火分区最大允许建筑面积不应大于5 000 m2，设备区每个防火分区的最大允许建筑面积不应大于1 500 m2。地下车站站厅、站台公共区和设备及管理用房应划分防烟分区，且防烟分区不应跨越防火分区。站厅、站台公共区每个防烟分区的建筑面积不应超过2 000 m2，设备及管理用房每个防烟分区的建筑面积不应超过750 m2。

防火分区之间的墙应采用防火墙。防火墙上的门窗应设甲级防火门窗。

2.4.2 车站安全疏散设计

车站安全疏散应结合车站的规模、布局、客流量等因素进行设计。在设计过程中，应执行现行的建筑规范和安全标准，以确保设计的有效性和安全性。

2.4.3 地上设施与周边建筑防火间距

车站地上建筑与周边建筑的防火间距应符合国家有关标准的规定，当防火间距不满足要求时，应采取设置防火墙等防止火灾蔓延的措施。

2.5 装修

地铁装修应以安全、适用、经济、美观为总原则，以速度、秩序、通畅、易识别和体现快捷性交通建筑的特点，力求简洁、明快、朴实、经济、不追求豪华、并最大限度地体现城市风貌为总目标。在全线统一的模式下，体现各站的特点，采用适宜的手法最大限度地改善地下封闭空间的沉闷和压抑感。车站装修设计需满足现行规范要求，同时也需征求地铁运营单位意见，如《南京地铁新线建设运营建议汇编》。

2.6 防洪涝设计

地下车站需做好防洪涝设计，所需设计输入资料有周边道路、地块现状及规划标高、区域防洪标高及车站防洪涝评估报告等。

车站防洪涝设计的暴雨频率按城市百年一遇暴雨重现期的标准设防。出入口室外平台应高于规划室外地面450 mm，并设防洪闸槽。风亭风口下沿以及能通至车站内的其他开口的标高均应考虑防淹高度（高出室外地坪l m 以上），必要时应加设防淹设施。区间穿越大江大河时，需在相邻车站端头设区间防淹门。如果车站与周边地块的地下室或下沉广场相连接，那么连接处的车站部分地面应适当抬高，并设置防洪闸槽。同时，需要对联通处进行防洪涝评估，确保地铁的安全运行。

3 车站特殊节点

3.1 车站与周边地块联通

3.1.1 车站与周边地块合建

当车站附属设施与地块合建时，需着重考虑以下设计要点：

1）功能需求：确保车站附属设施的功能需求得到满足，同时，地块的使用需求也要被充分考虑，以实现设施与地块功能的和谐统一；

2）交通流线：设计合理的交通流线，使乘客能够方便地进出车站，同时避免与地块内的交通发生冲突；

3）空间布局：合理规划车站附属设施和地块的空间布局，确保两者之间空间的高效利用；

4）建筑设计：车站附属设施的建筑风格应与地块的整体风格相协调，以保持视觉上的美感；

5）安全与防护：在设计中充分考虑安全因素，如防火、防洪、防滑等措施。同时，确保建筑结构能够抵抗潜在的自然灾害和人为破坏。

车站附属设施与地块合建的设计工作是一项复杂的任务，需要从多个角度进行深入考虑。只有全面考虑到功能需求、交通流线、空间布局、建筑设计和安全防护等要素，才能确保设计方案的合理性和可行性。

3.1.2 车站与周边地块连通道联通

在车站与周边地块的联通方式上，一般采用下沉广场或连通道连接两个室内空间。联通方案需要考虑多专业方面的内容，如消防、人防、结构、防水、建筑、FAS/BAS 以及风水电设备等。通常，这种联通需求是由地块单位提出的，并由他们承担设计及实施的责任。

3.2 换乘车站涉既有站改造设计

随着城市的不断发展和地铁线网的扩展与优化，换乘站点逐渐增多，这无疑给既有车站带来了许多改造的需求。在设计阶段，必须全面梳理需要改造的内容以及涉及的专业，确保改造方案能够得到建设单位和运营单位的共同认可。这样可以在施工阶段避免方案的反复修改，确保工程的顺利进行。

以下以南京中胜站为例，深入分析既有站的改造内容和涉及的专业，以期给其他同类型车站的改造提供经验和借鉴。

中胜站7 号线站厅公共区与10 号线站台公共区联通（见图2），两线出入口通道联通、地面厅合建，原10 号线疏散口调为7 号线疏散口。上述改造涉及建筑、结构、低压配电及动力照明、给排水及消防、FAS/BAS、公共区装修、导向等专业内容。

图2 中胜站换乘关系示意图

在建筑方面，10 号线的疏散口调整为7 号线的疏散口后，10 号线中胜站的消防设计需要根据新的客流数据进行重新计算和分析，并更新相关的消防备案文件以及现场的消防疏散示意图。由于两线之间存在若干连通口和合建的地面厅，需要在设计及施工阶段对既有车站的各处接口进行详细的标高及坐标测绘，以确保改造工程的准确性和顺利实施。

在结构方面，需要对既有车站的相关图纸进行调档，并结合现场的实际情况进行实地调查。根据既有站的具体情况，制订合适的改造方案，并在实施过程中持续跟踪和调整。

在低压配电及动力照明、给排水及消防、FAS/BAS 等专业领域，需要核实划为7 号线疏散口的既有线通道是否满足7 号线执行的规范规定，并制订相应的改造方案。FAS/BAS 专业还需制定两线消防信息的互联互通方案。

在公共区装修方面，新建的结构与既有结构之间的天、地、墙装修需要实现良好的衔接，确保整体的美观性和功能性。导向标识需要根据换乘车站的方案进行更新，确保乘客在换乘过程中的导向清晰明确。

此外，需要与地铁运营公司对接，明确两线在日常运营和事故工况下的管理界面，并制定相应的设计方案。每个换乘车站都具有其独特性，因此，在设计阶段应与各专业、各部门进行充分的核实，确保改造工程的内容完整且无遗漏。

3.3 车站商业开发

在完成车站方案和规模的确定，以及自身功能空间的布置后，部分车站存在部分空余空间，如车站配线上方空间、车站与联络线形成的三角区空间、多层车站剩余空间、明挖区间轨行区上层空间等。综合考虑其使用价值、安全性、实用性等多方面因素。最终确定一个合理的空间利用方案，以提高车站的利用率和整体效益。

3.3.1 车站商业开发价值评估

要评估一个车站是否具有商业开发价值，需要综合考虑人流、周边商业、交通和人口分布等多方面的因素。通过深入分析这些因素，可以更准确地判断车站的商业开发潜力，并据此制定相应的商业开发策略和业态选择。

3.3.2 车站商业开发区设计

以南京永初路站为例，车站商业开发区设计需要着重考虑的几个关键点。永初路站是S3 号线和7 号线的换乘站点。S3 号线是地下2 层车站，7 号线是地下3 层车站。车站周边有阿里巴巴江苏总部、小米江苏总部、恒生电子、洋河总部和大片的居民区等。车站周边客流量很大，具有很大的商业开发潜力。综合上述因素，7 号线车站地下1 层为商业开发层，地下2层为站厅层，地下3 层为站台层。在商业开发层的设计中，需要关注以下方面。

1）依据南京地铁需求书，对永初路站的业态、供电、供水、排污、排油烟、装修标准、照明、FAS/BAS 系统、广播监控系统、通风空调、消火栓、喷淋、烟感、导向、货运电梯、卫生间等方面提出相关要求。

2）客流流线的设计是车站设计的一个重要部分，确保车站与商业区、地块之间的客流流动自然、顺畅。避免人流的交叉和拥堵，确保每一位乘客都能快速、安全地到达目的地。

3）车站商业开发区主要分为营业区和设备区。

（1）营业区

营业区公共走道及各安全出口设置应结合车站客流流线设置。营业区需设置公共卫生间、消防电梯、货梯等设施。餐饮区需考虑设置排污泵房。

（2）设备区

商业设备区宜综合考虑避开营业区公共走道及各安全出口、优化各设备系统管线敷设路径等因素确定方案。

通风系统：地下商业大空间采用机械排烟，优先考虑采用自然补风，无法满足自然补风时采用机械补风。安全出口前室设置机械加压送风。餐饮区需设置排油烟风道，地上设排油烟风井。

给排水及消防：商业开发区设置独立的室内外消火栓系统及自动喷水灭火系统。

供电：商业开发区用电与车站用电分开设置，商业开发区设置独立的跟随所。

FAS 系统：商业开发区采用集中报警系统设计，并设置消防控制室和安防系统。探测器则选用感温、感烟探测器，为安全提供多重保障；商业开发区与车站建立火灾信息互通，并在消防控制室互设消防电话分机。

消防设计：车站商业开发区执行民用建筑相关规范，与地铁空间的接口处遵循地铁相关规范。车站与商业开发区的各种系统都是相互独立的。