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【摘 要】现代都市,汽车迅猛增长,停车位紧缺是一大社会问题,地下车库已经是当代建筑设计必不可少的一部分。地下车库功能相对单一、成本高、结构复杂,怎样满足规划车位数量而建最少面积的地下车库,或者相同停车库面积怎样尽可能多排车位,是每一位设计者所努力的方向,地下车库停车率直接受设计师的设计经验及技术水平的影响,是设计优化的重中之重。本文通过汽车尺寸优化设计、车位尺寸优化设计、车道宽度优化设计、地下车库入口坡道的宽度与数量优化设计以及车库层高优化进行简要分析
【关键词】地下车库;设计;优化
一、汽车尺寸优化设计
依据德国汽车的分类标准,车辆的轴距、排量及重量这三个因素可将所有的轿车划分为A、B、C、D四个等级,其中D级是最豪华的轿车等级,轴距最长以及排量、重量最大的。依据市面上现有的车辆进行轴距定位来看,A、B、C、D这四个等级的车辆轴距分别为2.3-2.45m、2.5-2.8m、2.8-3.0m、3.0m,另外A等级中还存在A00和A0这两个更小的等级,A00等级的车辆轴距在2-2.2m之间,A0等级的车辆轴距在2.2-2.3m之间。市面上A、B、C、D四个等级轿车的代表品牌分别是上海大众、帕萨特、奥迪A6、宝马7系。上述这些车辆的车型尺寸统计见表1,可以将各类车型划分成小型(宽1.7m、高4.4m)、中型(宽1.8m、高4.7m)、大型(宽2.0m、高5.2m)三大类。具体的分类要参照汽车分类的相关规定,本文后面的所有讨论均以小型车尺寸为基础。
二、车位尺寸优化设计
依据《汽车库建筑设计规范》的相关规定,汽车长度方向的净距离、汽车之间的净距离以及汽车与墙壁之间的净距离都要大于或等于0.5m,汽车与柱子之间的净距离要大于或等于0.3m,汽车宽度方向的净距离则需要大于或等于0.6m。如果在其他相关规定中存在各个净距离规定长度不一致的,则选择较大的数据为标准。经过计算对比发现,垂直后退式停车方式是所有常见的停车方式中最有效的方式同时也是最紧凑的方式,所以本文后面主要讨论垂直后退式停车的最佳停车车位尺寸大小。依据垂直式后退停车的方式,地下停车库的车位可以布置成单排垂直于墙和双排背对背的形式,如图1。基于设计师的惯性思维,总是将车位设置成宽2.4m和长5.3m,车道设置成6.0m,完全没有考虑到车型的变化和汽车宽度方向的净距离可能大于0.6m的情况,所以按照正确的算法来看,靠墙车位的最小宽度应该是2.7m。单排垂直墙设计的长度与4.8m+0.5m=5.3m相一致,所以对于双排背对背形式的车位设计的长度就应该是4.8m+0.5m+4.8m,那么与单排垂直墙设计相比较,节约出了0.5m的长度,所以该种设计方案已经普遍运用于地下车库的设计当中。
三、车道宽度优化设计
地下车库内,双向行车道与垂直停车位结合布置是效率最高最普遍的设计方法。国标《汽车库建筑设计规范》表4.1.6规定——小型车垂直后退停车相邻通车道最小宽度,直线双行为5.5m,直线单行为3.0m,曲线单行为3.8m,曲线双行为7.0m。在具体的执行过程中,不同地区对这一条有不同的解读。
上海地区规定“4.4.1-1微型车、小型车停车库(场)车辆双向行驶的,通道宽度不应小于5.5m,单向行驶的不应小于3.0m;弯道处,当转弯半径(内径)小于15.0m时,双向行驶的通道宽度不应小于7.0m,单行行驶的不应小于4.0m。”南京地区虽无具体规定,但当地审图中心普遍要求如无特殊困难,地下车库直线双向车道宽度应做到6m。机械车位面对的车道,根据《机械式汽车库建筑构造08J927-2》“5.2.1升降横移类汽车库、简易升降类汽车库均为驾驶员将车开到进入口层的载车板上,或从载车板上把车开出。要求出入口区(机械车位面对的车行道——笔者注)的通道宽度不小于6m。”见图2。因此,在“南京NO.2012G83地块”项目中,无论机械车位还是普通车位,相邻的双向直线车道统一设计为6m宽。见图3。
四、地下车库入口坡道的宽度与数量优化设计
《汽车库、修车库、停车场设计防火规范GB50067-97》中按照停车规模将汽车库的防火分为四类,见表2。
其中6.0.6规定,小于等于50辆的地下车库和汽车疏散坡道为双车道且停车数小于100辆的地下车库,可以设一个汽车疏散出入口;6.0.9规定,汽车疏散坡道的宽度不应小于4m,双车道不宜小于7m。
《汽车库建筑设计规范JGJ100-98》中,汽车库按汽车类型和容量分为四类,见表3其中3.2.4条规定:大中型汽车库的库址,车辆出入口不应少于2个;特大型汽车库库址,车辆出入口不应少于3个,并应设置人流专用出入口。各汽车出入口之间的净距应大于15m。出入口的宽度,双向行驶时不应小于7m,单向行驶时不应小于5m。根据“当两个国家级规范对具体数据有着不同的规定,应当取较大值”的原则。汽车库出口单向行驶宽度应不小于5m,双向行驶不应小于7m。小于100辆大于等于50辆的地下车库,应设两个汽车出入口,但因《汽车库建筑设计规范JGJ100-98》3.2.4条没有对出入口采用单双车道做出具体规定,笔者认为,小于100辆大于等于50辆的地下车库可以采用两个5m宽的单向行驶汽車出入口,小于50辆的地下车库采用一个7m宽的双向行驶汽车出入口。由此可以减少不必要的造价及增加地库停车面积。
五、车库层高优化
1、影响层高的因素
(1)柱网:跨度直接影响层高。
(2)顶板荷载:覆土厚度、消防登高与其直接相关,是影响梁高的主要因素之一。
(3)风设备:风管、风机会占到400~1000mm的空间。
(4)管线布局:管线交叉点、管线重叠点,影响局部净高。一般地下车库计算层高的基本内容如表4。
表4地下车库层高计算基本内容 2、层高优化措施
(1)合理的布置柱网跨度,能够有效的控制梁高,并且满足高效的停车要求,通过大量项目的实践,某地区的合理柱网尺寸为7800mm×5000mm。因为某地区的地基较好,采用小柱跨的模式能盡量减小层高,节约成本(图4)。
图4柱网布置方式
(2)顶板覆土深度的控制,可以有效降低梁高,大幅降低结构含钢量。覆土深度对绿化面积的计算有影响。某市对都市区城市建设项目的配套绿地管理的技术规定见表5。
表5某市都市区城市建设项目配套绿地管理技术规定
某市的绿地率标准较高,一般项目都较难满足要求,为了做到规划所要求的绿地面积,最好能使覆土深度达到1.5m以上。除了覆土绿化外,还可以用屋顶绿化来提高绿化面积。屋顶绿化面积冲抵集中绿化面积的规定为多层建筑(建筑高度小于24m的建筑、居住建筑8层以下)与低层建筑屋顶绿化,绿化种植土层深度大干0.3m、宽度大于4m、面积大干80㎡,并且便于人们使用的,经城市园林绿化主管部门审定后,可按其实际植物种植面积的20%冲抵集中绿化面积,但冲抵的比例不得大于规定指标的10%。
(3)车库管线综合,可有效降低设备层高度200mm左右,并且避免混乱交叉导致净高不够。管线综合应遵循的原则:应尽量使“主风道”靠近车道外侧设置或走车位上空;风道宽度尽量控制在1.2m以内,使风道下面不设置喷淋;电桥架、设备管线尽量与风道平行设置,尽量不要设在风道下方;各类管线交叉点不要设在主车道处(图5)。管线综合应遵循的原则:尽量使“主风道”走车位上空,实在不行,靠近车道外侧。电桥架、设备管线尽量与风管平行设置,如果设置在风管下方对车库层高是一种浪费管线交叉点尽量设置在停车位处,
最好偏于车尾,避免在车道处风管宽度尽量控制在1.2米以内,使风管下面不设喷淋。
还有一点值得注意,规定规定汽车的最小转弯半径为6米,设计中许多新同事直接把车道的最小内径设计为6米,造成巨大的浪费。其实汽车最小转弯半径是指:汽车回转时汽车的前轮外侧循圆曲线行车轨迹的半径。
根据《汽车库建筑设计规范》4.4.10条公式,计算得出:汽车环形道的最小内径:一般取4.0---4.2即可。第四点,同样的通行车道,水平停车或斜向停车,车道两侧停车数显然降低,所以垂直停车是最节省面积的停车方式。第五点,设备用房不要占用停车位,尽可能布置在不方便停车的无用空间;设备的布置一定要紧凑,够用就好,不需要做得太过富余。水池水箱尽量利用坡道下方或其他受限制的空间。所以一般我们考虑将设备用房放在塔楼下方。不过水泵房,变压器的低频噪音对住户有影响,如果首层为住宅,就不能放在住宅正下方。并且首层住宅的卫生间、厨房等有水房间也不能放在电房的直接正上方。车库内的供电设施通常为专用变电站,电缆线直径较大,考虑电缆价格,变电站应该尽量贴近负荷中心。
图5某车库管线综合成果
(4)车库自然通风排烟,可有效降低高度400mm左右,并减少设备安装成本、运营成本。
自然通风不做机械排风排烟系统:至少节约400mm左右层高,结构成本减少30~40元/m2,约占车库土建成本2.5%;节省机械排风排烟系统,设备成本减少约12元/㎡,约占车库土建成本0.8%,且节约了后期设备运行维护费用。某地区需要注意顶板开洞部分的地库面积要计入到计容面积里面。
表6不同条件下车库层高示例
3、车库层高示例(表6)
其中设备管道高度和消防喷淋占据600mm的高度,车库净高须保证2200mm,重庆市由于高层较多,都考虑为上60t的消防车。下面以覆土1.5m厚度的车库剖面示意(表7)。极限状态下层高可做3700mm,考虑施工误差预留100mm
表7地下车库3.8m层高下各限定条件
结束语
随着城市汽车数量的增多,地下车库的建造必不可少,地下车库巨大的建造成本是困扰开发商们的头等问题,所以高经济水平的地下停车库设计方案是控制地下停车库建造成本的关键。本文主要对建设地下停车库需要考虑的因素逐一进行分析,为节约地下车库的建筑面积提了一些建设性的意见。
参考文献:
[1]徐泽润.浅谈地下车库的设计优化[J].门窗,2014,03:232-233.
[2]葛炎晨.多层地下车库结构造价优化的若干因素分析[D].安徽建筑大学,2014.
[3]胡静.城市地下车库设计研究[D].郑州大学,2012.
[4]方斌.浅谈住宅小区地下车库的设计[J].山西建筑,2007,20:41-42.
【关键词】地下车库;设计;优化
一、汽车尺寸优化设计
依据德国汽车的分类标准,车辆的轴距、排量及重量这三个因素可将所有的轿车划分为A、B、C、D四个等级,其中D级是最豪华的轿车等级,轴距最长以及排量、重量最大的。依据市面上现有的车辆进行轴距定位来看,A、B、C、D这四个等级的车辆轴距分别为2.3-2.45m、2.5-2.8m、2.8-3.0m、3.0m,另外A等级中还存在A00和A0这两个更小的等级,A00等级的车辆轴距在2-2.2m之间,A0等级的车辆轴距在2.2-2.3m之间。市面上A、B、C、D四个等级轿车的代表品牌分别是上海大众、帕萨特、奥迪A6、宝马7系。上述这些车辆的车型尺寸统计见表1,可以将各类车型划分成小型(宽1.7m、高4.4m)、中型(宽1.8m、高4.7m)、大型(宽2.0m、高5.2m)三大类。具体的分类要参照汽车分类的相关规定,本文后面的所有讨论均以小型车尺寸为基础。
二、车位尺寸优化设计
依据《汽车库建筑设计规范》的相关规定,汽车长度方向的净距离、汽车之间的净距离以及汽车与墙壁之间的净距离都要大于或等于0.5m,汽车与柱子之间的净距离要大于或等于0.3m,汽车宽度方向的净距离则需要大于或等于0.6m。如果在其他相关规定中存在各个净距离规定长度不一致的,则选择较大的数据为标准。经过计算对比发现,垂直后退式停车方式是所有常见的停车方式中最有效的方式同时也是最紧凑的方式,所以本文后面主要讨论垂直后退式停车的最佳停车车位尺寸大小。依据垂直式后退停车的方式,地下停车库的车位可以布置成单排垂直于墙和双排背对背的形式,如图1。基于设计师的惯性思维,总是将车位设置成宽2.4m和长5.3m,车道设置成6.0m,完全没有考虑到车型的变化和汽车宽度方向的净距离可能大于0.6m的情况,所以按照正确的算法来看,靠墙车位的最小宽度应该是2.7m。单排垂直墙设计的长度与4.8m+0.5m=5.3m相一致,所以对于双排背对背形式的车位设计的长度就应该是4.8m+0.5m+4.8m,那么与单排垂直墙设计相比较,节约出了0.5m的长度,所以该种设计方案已经普遍运用于地下车库的设计当中。
三、车道宽度优化设计
地下车库内,双向行车道与垂直停车位结合布置是效率最高最普遍的设计方法。国标《汽车库建筑设计规范》表4.1.6规定——小型车垂直后退停车相邻通车道最小宽度,直线双行为5.5m,直线单行为3.0m,曲线单行为3.8m,曲线双行为7.0m。在具体的执行过程中,不同地区对这一条有不同的解读。
上海地区规定“4.4.1-1微型车、小型车停车库(场)车辆双向行驶的,通道宽度不应小于5.5m,单向行驶的不应小于3.0m;弯道处,当转弯半径(内径)小于15.0m时,双向行驶的通道宽度不应小于7.0m,单行行驶的不应小于4.0m。”南京地区虽无具体规定,但当地审图中心普遍要求如无特殊困难,地下车库直线双向车道宽度应做到6m。机械车位面对的车道,根据《机械式汽车库建筑构造08J927-2》“5.2.1升降横移类汽车库、简易升降类汽车库均为驾驶员将车开到进入口层的载车板上,或从载车板上把车开出。要求出入口区(机械车位面对的车行道——笔者注)的通道宽度不小于6m。”见图2。因此,在“南京NO.2012G83地块”项目中,无论机械车位还是普通车位,相邻的双向直线车道统一设计为6m宽。见图3。
四、地下车库入口坡道的宽度与数量优化设计
《汽车库、修车库、停车场设计防火规范GB50067-97》中按照停车规模将汽车库的防火分为四类,见表2。
其中6.0.6规定,小于等于50辆的地下车库和汽车疏散坡道为双车道且停车数小于100辆的地下车库,可以设一个汽车疏散出入口;6.0.9规定,汽车疏散坡道的宽度不应小于4m,双车道不宜小于7m。
《汽车库建筑设计规范JGJ100-98》中,汽车库按汽车类型和容量分为四类,见表3其中3.2.4条规定:大中型汽车库的库址,车辆出入口不应少于2个;特大型汽车库库址,车辆出入口不应少于3个,并应设置人流专用出入口。各汽车出入口之间的净距应大于15m。出入口的宽度,双向行驶时不应小于7m,单向行驶时不应小于5m。根据“当两个国家级规范对具体数据有着不同的规定,应当取较大值”的原则。汽车库出口单向行驶宽度应不小于5m,双向行驶不应小于7m。小于100辆大于等于50辆的地下车库,应设两个汽车出入口,但因《汽车库建筑设计规范JGJ100-98》3.2.4条没有对出入口采用单双车道做出具体规定,笔者认为,小于100辆大于等于50辆的地下车库可以采用两个5m宽的单向行驶汽車出入口,小于50辆的地下车库采用一个7m宽的双向行驶汽车出入口。由此可以减少不必要的造价及增加地库停车面积。
五、车库层高优化
1、影响层高的因素
(1)柱网:跨度直接影响层高。
(2)顶板荷载:覆土厚度、消防登高与其直接相关,是影响梁高的主要因素之一。
(3)风设备:风管、风机会占到400~1000mm的空间。
(4)管线布局:管线交叉点、管线重叠点,影响局部净高。一般地下车库计算层高的基本内容如表4。
表4地下车库层高计算基本内容 2、层高优化措施
(1)合理的布置柱网跨度,能够有效的控制梁高,并且满足高效的停车要求,通过大量项目的实践,某地区的合理柱网尺寸为7800mm×5000mm。因为某地区的地基较好,采用小柱跨的模式能盡量减小层高,节约成本(图4)。
图4柱网布置方式
(2)顶板覆土深度的控制,可以有效降低梁高,大幅降低结构含钢量。覆土深度对绿化面积的计算有影响。某市对都市区城市建设项目的配套绿地管理的技术规定见表5。
表5某市都市区城市建设项目配套绿地管理技术规定
某市的绿地率标准较高,一般项目都较难满足要求,为了做到规划所要求的绿地面积,最好能使覆土深度达到1.5m以上。除了覆土绿化外,还可以用屋顶绿化来提高绿化面积。屋顶绿化面积冲抵集中绿化面积的规定为多层建筑(建筑高度小于24m的建筑、居住建筑8层以下)与低层建筑屋顶绿化,绿化种植土层深度大干0.3m、宽度大于4m、面积大干80㎡,并且便于人们使用的,经城市园林绿化主管部门审定后,可按其实际植物种植面积的20%冲抵集中绿化面积,但冲抵的比例不得大于规定指标的10%。
(3)车库管线综合,可有效降低设备层高度200mm左右,并且避免混乱交叉导致净高不够。管线综合应遵循的原则:应尽量使“主风道”靠近车道外侧设置或走车位上空;风道宽度尽量控制在1.2m以内,使风道下面不设置喷淋;电桥架、设备管线尽量与风道平行设置,尽量不要设在风道下方;各类管线交叉点不要设在主车道处(图5)。管线综合应遵循的原则:尽量使“主风道”走车位上空,实在不行,靠近车道外侧。电桥架、设备管线尽量与风管平行设置,如果设置在风管下方对车库层高是一种浪费管线交叉点尽量设置在停车位处,
最好偏于车尾,避免在车道处风管宽度尽量控制在1.2米以内,使风管下面不设喷淋。
还有一点值得注意,规定规定汽车的最小转弯半径为6米,设计中许多新同事直接把车道的最小内径设计为6米,造成巨大的浪费。其实汽车最小转弯半径是指:汽车回转时汽车的前轮外侧循圆曲线行车轨迹的半径。
根据《汽车库建筑设计规范》4.4.10条公式,计算得出:汽车环形道的最小内径:一般取4.0---4.2即可。第四点,同样的通行车道,水平停车或斜向停车,车道两侧停车数显然降低,所以垂直停车是最节省面积的停车方式。第五点,设备用房不要占用停车位,尽可能布置在不方便停车的无用空间;设备的布置一定要紧凑,够用就好,不需要做得太过富余。水池水箱尽量利用坡道下方或其他受限制的空间。所以一般我们考虑将设备用房放在塔楼下方。不过水泵房,变压器的低频噪音对住户有影响,如果首层为住宅,就不能放在住宅正下方。并且首层住宅的卫生间、厨房等有水房间也不能放在电房的直接正上方。车库内的供电设施通常为专用变电站,电缆线直径较大,考虑电缆价格,变电站应该尽量贴近负荷中心。
图5某车库管线综合成果
(4)车库自然通风排烟,可有效降低高度400mm左右,并减少设备安装成本、运营成本。
自然通风不做机械排风排烟系统:至少节约400mm左右层高,结构成本减少30~40元/m2,约占车库土建成本2.5%;节省机械排风排烟系统,设备成本减少约12元/㎡,约占车库土建成本0.8%,且节约了后期设备运行维护费用。某地区需要注意顶板开洞部分的地库面积要计入到计容面积里面。
表6不同条件下车库层高示例
3、车库层高示例(表6)
其中设备管道高度和消防喷淋占据600mm的高度,车库净高须保证2200mm,重庆市由于高层较多,都考虑为上60t的消防车。下面以覆土1.5m厚度的车库剖面示意(表7)。极限状态下层高可做3700mm,考虑施工误差预留100mm
表7地下车库3.8m层高下各限定条件
结束语
随着城市汽车数量的增多,地下车库的建造必不可少,地下车库巨大的建造成本是困扰开发商们的头等问题,所以高经济水平的地下停车库设计方案是控制地下停车库建造成本的关键。本文主要对建设地下停车库需要考虑的因素逐一进行分析,为节约地下车库的建筑面积提了一些建设性的意见。
参考文献:
[1]徐泽润.浅谈地下车库的设计优化[J].门窗,2014,03:232-233.
[2]葛炎晨.多层地下车库结构造价优化的若干因素分析[D].安徽建筑大学,2014.
[3]胡静.城市地下车库设计研究[D].郑州大学,2012.
[4]方斌.浅谈住宅小区地下车库的设计[J].山西建筑,2007,20:41-42.