1、地铁与轻轨地铁与轻轨第四章第四章 地铁与轻轨车站的建筑设计地铁与轻轨车站的建筑设计授课教师：曹广勇授课教师：曹广勇第三章 地铁与轻轨车站的建筑设计第一节 概述第二节 地铁车站建筑设计第三节 轻轨车站建筑设计 第一节概述地铁车站与轻轨车站的特征地铁车站的特征：形体简单、完整，有利于结构、施工及节约投资；靠人工采光；设有庞大的空调设施；鲜明的指示标牌和消防设施；有一定长度的地下通道与地面出入口连接，在地面有较大体量的风亭建筑。轻轨车站的特征：车站具有一般地面建筑的特征及强烈的交通建筑的形体；在车站两侧建有过街的人行天桥。地铁车站与轻轨车站所共有的特征：车站沿着轨道，按车辆编组长度作线形的布置；车站
2、有候车的站台及客流集散、售检票等功能的站厅；还有必要的设备用房及管理用房。地铁车站与轻轨车站建筑的设计原则适用性满足客流高峰时所需的各种面积及楼梯通道等宽度要求，设备用房和管理用房。安全性足够明亮的照明设施，足够宽的楼梯及疏散通道，指示牌及防灾设施等。识别性车辆线路及车站都要有明显的特征和标志舒适性以人为本，舒适的内部环境和现代的视觉观感经济性降低造价节约投资第二节 地铁车站建筑设计地铁车站的选型与车站组成地铁车站的选型可从线路走向分为侧式站台候车与岛式站台候车；从结构的类型可分为矩形箱式地下建筑和圆形或椭圆形的隧道式建筑；从建筑而已的形式可分为浅埋式和深埋式。岛式站台：a.便于乘客换乘其他车
3、次；b.岛式站台两根单线单隧道布线方式在城市地下工况复杂情况下穿行则具有较大的灵活性。侧式站台：a.不利于乘客换乘其他车次；b.侧式站台轨道布置集中，有利于区间采用大的隧道或双圆隧道双线穿行，具有一定的经济性；c.城市地下工况复杂的情况下，大隧道双线穿行反而又缺乏灵活性。如图4-1所示。图4-1 岛式和侧式站台a)岛式站台；b)侧式站台a)b)矩形箱式车站：大都采用地下连续墙后大开挖的现浇钢筋混凝土结构，施工对周边环境影响大，土方量大，影响地面交通。圆形或椭圆形的隧道：可采用盾构法施工，土方量减少，周边环境影响小，但技术要求较高。如图4-2所示。图4-2 a)矩形箱式车站图4-2 b)椭圆形隧
4、道式车站浅埋式车站：土方量较小技术难度减小客流上下高度的减小节省投资。深埋式车站：深基坑的技术难度增加土方量增加投资加大客流上下高度的增加。如图4-3所示。图4-3 轨道交通车站剖面形式a)高架式；b)地面式；c)半地下式单柱双跨；d)浅埋式；e)深埋，双柱三跨岛式；f)双柱三跨双岛式；g)单拱岛式；h)单层单柱双跨侧式；i)双柱三跨岛侧混合式；j)双层单柱双跨岛式；k)塔柱式；l)多拱混合式车站的建筑形式必须结合城市特有的发展规划地理条件及经济状况，因地制宜的考虑选型。上海的地铁车站模式基本为矩形的箱式结构，分上下两层，上层为站厅层，下层为站台层。设备管理用房如表4-1所示。站台层大端房间名
5、称面积(m2)备注整流变压器室设牵引变电站的车站才有牵引变电所开关柜室降压变电所开关柜室控制室供电值班室(每座降压变电所配一间)10加SCSDA同步可不设蓄电池室配电室烟络尽室静压室屏蔽门管理室污水泵房 设备管理用房表 表4-1站台层大端房间名称面积(m2)备注电梯、电梯机房辅助楼梯间列检室10交陪招折返站司机休息室68交路折返线维修巡查定812宜每站一间至少35站一间中部清扫定(站厅、站台各设一间)(68)附：洗涤池、两个站厅、侧式站台另增值班室小端配电室静压室蓄电池室废水泵房续上表站厅层大端房间名称面积(m2)备注通风机房冷冻机房环控机房交接班室(兼会议、餐厅)1.21.5m2/人女更衣室
6、0.60.7 m2/人男更衣室0.60.7m2/人收款室1620车票分类编码室警务室(12-15）21条线上另加1 2间警署室12m2续上表站厅层大端房间名称面积(m2)备注配电室男厕1个坑位2个小便斗管理人员用(也可与设于车站的公厕合用)女厕23个坑位茶水室810库房1620通信设备信号设备（含防灾控制）站控室3550两个站厅时另加一间12 m2 副值班室，地面、高架站适当减小站长室1518中心站另加1间12 m2续上表站厅层大端房间名称面积(m2)备注站务员室1215侧式站设两间通信仪表辅助楼梯直升电梯小端通风机房环控机房环控电控室消防泵房配电续上表地铁车站的组成基本上分为两大部分：与客流
7、直接有关的公共区域，站厅层、站台层及出入中通道；涉及车站运行的技术设备用房及管理用房，一般分设于站厅和站台的两端部。地铁车站的平面布局以上海地铁标准车站的组合形式为例，如图4-4。首先由站台层着手，根据列车编组确定站台的有效长度；再根据站台两端应有的设备用房和必须的端头井(作为施工时盾构机械调头、进出洞用)定下车站的初步长度，同样根据计算所得的站台宽度加上上下行车道的宽度，确定车站的总宽度；再根据站厅层设备管理用房所需面积划分出站厅公共区和设备管理用房区，同时调整站厅到站台的楼梯数量及位置。图4-4 上海地铁标准车站示意图1-半自动售票机；2-进站；3-出站；4-车站控制室；5-环控机房；6-
8、降压变电所站厅层布局设备管理用房基本分设于车站两端，一端大，一端小，中间作站厅公共区。设备用房中最大的是环控机房，其中包括冷冻机房通风机房及环控电控室。在管理用房中主要解决站控室及站长室的位置以及消防疏散兼工作楼梯的位置、工作人员厕所的位置。地铁车站的环控设计基本上有五个系统组成。车站公共区域的环控系统，主要是站厅、站台的制冷送风(包括新风)回风系统；车站的排风(排烟)系统；站台层列车及车道产生的热量和废气的排热、排烟系统；车站活塞风及区间隧道发生灾变时的送风排烟系统；各管理用房的小环控系统。站厅层公共区设计：客流通道口主要位于站厅层的公共区，分左右两侧布置，有利于地面道路两侧出入口的均匀布置
9、。根据地铁设计规范，通道口最小宽度不能小于2.4m。售票根据经济条件和设备的可能性，售票可分为人工售票、半人工售票及自动售票。人工售票与半人工售票亭的尺度相同，售票机作为主要售票设备，如图4-5所示。图4-5 售票与检票设备(尺寸单位：mm)111mKMN 式中：M1使用售票机的人数或上行和下行上车的客流总量（按高峰小时计）；K超高峰系数，选用1.11.4；m1人工售票每小时售票能力，取1200张/小时/人；自动售票机半自动售票机每分钟售票能力取46张/分/台。人工售票亭、自动售票机数量计算公式如下：(4-1)222mKMN 式中：M2高峰小时进站客流量（上行和下行）或出站客流量总量；K超高峰
10、小时系数，选用1.11.4；m2检票机每台每分钟检票能力，取2025张/分/台。进出站检票口设置及付费区和非付费区隔离栏的设置检票口计算公式：(4-2)a.进出站检票机旁还需设置人工开启栅栏门，便于特殊情况和较大行李等的使用；b.进站检票口应设有监票亭；c.检票口周围设栏板，以区分非付费区和付费区，一般非付费区的面积比付费区的大。nnNKn1式中：N预测下客量（上行和下行）（人/小时）；K超高峰系数，选用1.11.4；n1每小时输送能力9600人/h/m（自动梯性能为梯宽1m，梯速为0.65m/s，倾角为30）。站厅与站台联系之上下楼梯设计自动梯台数的计算：(4-3)nnNKm2式中：N预测上
11、客量（上行+下行）（人/h）；K超高峰系数，取1.11.4；n2楼梯双向混行通过能力，取3200人/h/m；n利用率，选用0.7。楼梯宽度计算：(4-4)乘客使用的人行楼梯宜采用2634倾角，其宽度单向通行不小于1.8m，双向通行不小于2.4m。当宽度大于3.6m时，应设置中间扶手，楼梯宽应符合建筑模数。根据地铁规范，在公共区中的步行楼梯宽度不得小于1.8m。图4-6为自动梯的基本尺寸图。图4-6 自动扶梯的基本尺寸图(尺寸单位：mm)(min)6)1(9.012121BANAQQT式中：Q1一列车乘客数（人）；Q2站台上候车和站台上工作人员（人）；A1自动扶梯通过能力人/minm；A2人行楼
12、梯通过能力人/minm；N自动扶梯台数；B人行楼梯的总宽度（m）；11min（作为人们遇灾变时所需的反应时间）。站台层事故疏散时间按下列公式计算：(4-5)站台层的公共区设计 站台的有效长度一般按车辆的编组长度加上车辆停靠的误差来决定站台的有效长度，图3-7为车辆长度平面机立面。目前上海地铁1号线和2号线按8节车辆编组，其站台有效长度为186m，明珠线为6节编组，站台有效长度为142m。站台的宽度根据站台所需的面积去除以站台的有效长度即可得出。各种轨道交通车辆编组适应客流量及站台长估算如表4-2。图4-7 地铁车辆长度平、立面示意(尺寸单位：mm)车型编组列车载客量(人)断面客流量(万人次/h
13、)站台长度(m)适应范围(万人次/h)A型车4辆12403.72933.77.46辆18605.581408辆24807.44186B型车4辆9502.85782.84.35辆11953.59986辆14404.32120C型车四轴车3辆6101.83571.83.04辆8202.46765辆10303.0995C型车单铰六轴车2辆4901.47451.53.03辆7402.22684辆9902.9790C型车双铰八轴车1辆3250.98301.03.02辆6501.95603辆9752.9590 各种轨道交通车辆编组适应客流量和站台长估算 表4-243212bbbbB式中：b1侧站台宽度；b
14、2柱宽之和；b3人行梯宽度之和；b4自动扶梯留洞宽度之和。站台宽度计算公式：(4-6)40.01LMWb式中：M远期每列车高峰小时每间隔列车单侧上、下车人数（换乘车站应含换乘乘客人数）；W每人所占用站台（含通道）面积取0.33m2/人，正常情况取0.75m2/人；L站台有效长度；0.40站台警戒的安全距离。当采用屏蔽门时，安全防护宽度取站台边缘至屏蔽门立柱内侧的距离。其中：(4-7)站台层设计的另一个要点是限界要求。在站台有效长度范围内，线路中心到站台内的结构物界面的距离不得小于3600mm；在站台有效长度范围以外的，线路中心到站台内的结构物界面的距离不得小于1800mm。站台层的两端也布置有
15、必要的设备及管理用房，形式上也是一端面积大，另一端面积小。整个车站有2的坡度。3.地铁车站的换乘设计换乘的布置形式有多种，有站台与站台的直接换乘，也有通过站厅的间接换乘。站台直接换乘根据地铁线路交叉的情况及两车站的位置，可形成站台与站台的十字换乘、丁字换乘和平行换乘的模式。见图4-8。欧洲的地铁中也有采用同一站台不同线路车辆的停靠来实现。十型换乘T型换乘L型换乘双通道十型换乘十型换乘图4-8 地铁车站两线换乘模式双层水平换乘单层双站台平面换乘图4-8 地铁车站两线换乘模式地铁车站的剖面设计剖面主要解决的是车站的结构形式、结构尺寸、设备和建筑所需的空间高度以及车辆通行停靠的限界要求。站厅层的净高
16、不小于4m，安装及装修后的尺寸不小于3m；从站台到顶部的净高为4.14.3m，装修后的高度不低于3m；从站台面至下部底板面的高度为1.62m,可以满足要求。如图4-9和图4-10所示。图4-9 地铁车站标准剖面示意图4-10 车站直线段矩形隧道限界图(尺寸单位：mm)无障碍设计“以人为本”针对地铁车站设置的不同位置，采取两种不同的设计方法：车站位于道路地面以下，出入口位于道路的两侧，残疾人乘坐的轮椅挂在楼梯旁设置的轮椅升降台下到站厅层，然后再经设置于站厅的垂直升降梯下达到站台。盲人设置有道自电梯门口铺设盲道通至车厢门口。车站建于街坊内的地下，车站的垂直升降梯可直接升至地面。盲道的铺设必须连贯，
17、在站台层，上行和下行两个方向都需要铺设，但一般只需自站台中心处的车厢门设至垂直升降梯门口，如图4-11图4-12及图4-13。图3-11 轮椅升降台尺寸示意图(尺寸单位：mm)图4-12 液压直升梯井道及机房尺寸示意图(尺寸单位：mm)图4-13 地铁车站盲道示意图(尺寸单位：mm)a)地铁车站盲道铺设示意图；b)盲道地面铺设示意图地铁车站的内部环境设计设计原则：保证其安全、适用、通达、快捷；考虑视觉范畴内的造型因素及装饰材料的应用，改善地下空间封闭、沉闷和压抑的感觉，使车站在全线统一格局的基础上设计或成为具有一定识别性的特型车站。空间形态设计依靠顶面的形体变化或者利用装饰材料的不同肌理组合，
18、显示其空间形态的变化。界面线形及其用材地铁车站的界面包含地面、墙面、顶面及柱面，根据规范要求，所有装饰用材都必须是不燃材料。地面材料要耐磨、防滑、易清洁。墙面宜采用色彩明快、易清洁、耐久的材料。地铁车站的墙体壁面位于地下难免会有渗水现象，故墙面一般做成离壁式衬墙，如图4-14。顶面常用材料为铝合金挂片、条板、方板及异形板等，色彩以浅色为主。柱面在设计中应加以特别重视。柱子装饰时尽量减少棱角的出现，如图4-15。图4-14 离壁式隔墙示意图(尺寸单位：mm)图4-15 站台口上沿列车方向指标板剖面图(尺寸单位：mm)照明、标识、色彩及其他公用设施配置整体照明局部照明灯箱照明指示标识灯箱，见图4-
19、16。色彩设计以高明度、低彩度色彩为主。地铁车站的出入口设计“生命线”出入口的位置一方面要考虑到地下通道的顺畅，同时又不宜过长；另一方面也要考虑能均匀地昼多地吸纳地面客流。图4-16 车站应用标志图案地铁车站的地面风井(风亭)设计对地面风井具体有如下几种处理方法：与地面开放建筑合为一体,风井建于地面开发建筑内。在城市街区中风井独立设置,分化形体,结合绿化及城市建筑小品。绿化带 造型独特或隐没于绿化丛中。地铁车站人防设计在地铁建设中应结合人防按六级抗力等级设防，“平、战结合”；将一个车站加一个区间隧道作一个防护单元，相邻防护单元设置一道防护隔断门，如图4-17；每个地铁车站人员出入口的不得少于两
20、个，且必须位于车站的两端；图4-17 区间防护密闭隔断门位置示意图(尺寸单位：mm)在出入口密闭通道两端设活置式门槛防护密闭门，密闭门各一道，如图4-18；每个车站还要设置不少于两个人防连通口，连通口净宽不小于1.5m。附近没有人防工程或暂不知设施情况下，人防连通口做完，通道预留出接口，如图4-19所示；风口在进排风口及活塞风口采用一道防护密闭门的设置；内部装修应考虑防震抗震要求。图4-18 车站战时人员出入口密闭通道示意图(尺寸单位：mm)图4-19 人防边通口示意图(尺寸单位：mm)第三节 轻轨车站建筑设计车站建筑的平面设计轻轨车站的站台在最上层，客流向上经站厅层检票后到达站台层。车站有设
21、在城市交通干道中央的，也有设在城市交通干道一侧的，一般轻轨车辆比地铁车辆略短稍窄，编组数量也少，因此车站的长度也相应缩短，如图4-20。a)外观图图 4-20 图4-20 上海莘闵线某车站设计方案底层(道路)(尺寸单位：mm)车站本体分为站厅层和站台层二层，在站厅层设置客流出入大厅及售检票厅，利用回栏分隔付费区及非付费区，其过街人行天桥及地道的出入口必须设于非付区内，管理及设备用房尽量设置于一端。由于站台候车方式的不同带来站厅楼梯位置及组合方式的不同，同时也影响到管理用房的布置及检票口的位置设置，如图4-21。车站管理及设备用房见表4-5。管理用房参考面积m2设备用房参考面积m2车站控制室50
22、信号机械室60站长室10通信机械室60副值班室侧式82岛式8蓄电池室15值班员室10防灾报警20站台服务员室侧式102岛式10自动售检票机房25交接班室15票务25公安用房152通风机房根据设备要求定更衣室152降压变开关柜室根据设备要求定车站用品库15泵房3050清扫室10配电122茶水10卫生间102车站管理及设备用房 表4-5注：由于车站不需空调，因此不设环控机房，有关设备用房及需要空调的管理用房采用小的集中空调和分体式空调解决。图4-21 上海莘闵线某车站设计方案站厅层(夹层)(尺寸单位：mm)车站建筑的剖面设计在交通干道中央的车站，一般车站下部架空，即使必须布置设备用房，也应尽量缩短
23、长度，有可能的话将其布置在道路外侧，如图4-22。车站剖面形式与结构方案、客流量、站台候车方式、车辆尺寸及车辆运行限界有关。如图4-23。车站建筑结构以钢筋混凝土框架为主，也有车站在升至站台层后采用钢结构，上覆轻型钢结构屋盖，屋顶可以是全覆盖，也可以在候车站台上部作局部覆盖。图4-22 上海莘闵线某车站设计方案站台层(尺寸单位：mm)图4-23 上海莘闵线某车站设计方案2-2剖面(尺寸单位：mm)剖面设计（4-24）中还需要根据车辆尺寸及车辆运行限界尺寸确定车道宽度及车辆中心至站台边缘的尺寸；根据车站轨顶标高及设备所需层面确定车站各层的标高及架空线对结构提出的屋顶标高要求；根据平面而已中的楼梯及自动扶梯位置，详细计算楼梯的踏步数及其长度、自动梯的提升高度及其长度。图4-24 上海莘闵线某车站设计方案1-1剖面(尺寸单位：mm)车站门面造型设计车站的形体及立面设计要与周边环境及城市景观协调；造型基本上由功能决定：长条的形体弧形的条状体；车站的形体要简洁明确。造型设计中的基本处理手法：与内部功能有机结合；充分利用顶部轻型屋架构成的不同形式；考虑设置车站名牌、标志的实体墙体；车站下部架空处理或入口大厅等尽量处理成虚的空间，或向内收进。
