浅析城市轨道交通的地下空间设计

西南交通大学 贺琰 胡剑忠(通信作者) 史海磊

随着我国经济的不断增长,城镇化的速度不断加快,城市的面貌焕然一新。以轨道交通和常规公共交通为后盾的公共交通系统为城市居民提供了安全、快捷、便捷的交通环境,它也是城市解决交通问题的重要途径[1]。城市轨道交通地下空间区域作为城市地下空间开发的重点,与换乘枢纽相结合,满足了出行、商业、资源开发,以及商业为主的城市功能扩张,其空间分为两种形式:其一为以轨道交通为骨架、点线结合的网络形式;
其二为散点形式,轨道交通站的区域是轨道交通对城市空间有直接影响的区域。当前在我国,轨道交通沿线地区的开发建设主要集中在狭长区域[2],在轨道交通地下空间的建设中,存在一些不足,例如站点与站点间的空间划分有一定的差异性、功能区域划分存在不合理的空间浪费问题,以及出站口的空间规划对车站的选择及出入站口的建设差异性较大等。城市地铁系统是中国城市公共交通的重要骨干,具备节约、省地、运力强大、全天候、安全等优点,已成为绿色环保型的公共交通系统,并适应于中大型城市[3]。在设计过程中应遵循地下空间设计法则,让地下空间具有实用交通功能。

现代化的城市交通枢纽大多数都是采用立体布局形式,尤其是土地价值的升高及地铁交通的快速发展,加快了城市交通的立体化进程。因此,在现代化的轨道交通设计中,应该遵循健康、高效、可持续发展的理念,充分、合理、灵活地利用地下空间[4]。城市轨道交通运输是当地公共交通的支柱,具有节能、省地、承载能力大、全天候型、无污染、安全等特点,是一个环保的交通系统。其地下空间的活动占据了人们出行的绝大部分时间。地下空间为立体结构,城市空间也是包括地下结构在内的立体组织,极大地提高了城市内的土地利用率,对解决城市土地紧缺和交通拥堵问题具有一定的贡献。

从对北京、上海、广州等相关城市轨道交通的研究中发现,城市轨道交通的分类大多是面向节点的,它主要检查站点的传输功能,但不包括其他因素。不同地区的许多站点属于同一类别,没有关于设计和构造的指导。当前,城市轨道交通车站的空间功能主要包括三个方面:交通功能、商业服务功能和市政设施功能[5](见图1、图2)。

图1 深圳地铁五号线二期工程站内

图2 上海地铁13 号线空间内

交通作用:地铁地下空间的第一个作用是解决交通便捷和疏导人流;
第二个是满足地下停车场和步行的需要,确保交通的流通性和安全性。

商业服务:地铁是地下的重要商业区,它的建成将会促进周围地区和地下商业的发展。地下贸易发展的好处又回到了轨道交通的建设中,形成了良性的经济循环。车站区的商业服务功能主要有:车站大厅的商业场所及地下商场,其中车站大厅的商业场所占地很小,为地铁乘客提供了便利性,地下商场则占地面积较大,以疏导人流和经营为目的。

市政设施:市政设施的作用一般是将地下设施与地下管道结合起来,由于轨道交通的建设,可以把地上的市政设施迁移到地下,从而提升地下空间的服务能力,包括交通、市政、公共设施、私人防空设施、仓储设施等。

2.1 平面利用形态

城市轨道交通车站区域的地下空间是城市地下空间的重要枢纽,依靠轨道交通实现运输组织的串联互联,并在城市地下空间的聚集中发挥作用。城市轨道交通车站区域的地下空间平面形态主要由轨道交通站点、轨道交通对外延伸线、步行对外放射联系线、形成网络空间面组成(见图3)。

图3 城市轨道交通地下空间地下空间平面形态

2.2 竖向利用形态

由于工程技术、人类生理学和心理因素的影响,不同的城市功能对应于不同级别的城市地下空间。城市地下空间的垂直开发利用水平主要分为深区、中心区和浅区三个区域。目前我国地下地区的发展集中在地面以上20 米的区域。该地区的外国开发主要集中在地下30 米以内的浅层和中层区域。地下浅层区主要为地下步行系统、商业文化娱乐、体育活动、餐饮、停车场等轻型基础设施,地下中层区主要为轨道交通的轨道、高速公路、停车场、基础网络,地下深层区用于城市某些特殊需求,一般属于无人空间[6](见表1)。

表1 基础设施对应于不同的地下垂直高度

地铁地下空间的地下空间功能分为交通、商业、市政三大功能,从表格中可以看出,人类的主要活动场所集中在地下浅层和中层。该地区多功能交叉,发展强度大、规模大,地下公共空间以浅层区为主,地铁利用整个地下中层空间的垂直形状逐步缩小。通过对城市地下空间进行分层利用,使它成为一个立体的空间(见图4)。

图4 空间立体化解析

3.1 缺乏综合性规划引导

由于我国现行的土地开发体制,将不同类型的城市用地划分为不同的投资方,影响了城市用地的分割,以及公共和地下空间的分布。我国大多数城市在开发和建设过程中没有充分考虑总体的规划布局和对空间的需求。因此,在地下空间的开发建设中将地下空间连接到现有设施具有一定的困难。当前空间立体化的设计仍然处于TOD 模式,大多数城市地下空间组织模式以三个梯度形式为主。空间功能缺乏层次化处理,机械整合方式严重,空间管理方式不够灵活。

3.2 整体关联性不强

目前,普遍的问题是地上空间与地下空间割裂,延续性较差[7]。早期的地下空间开发在很大程度上被建设工程所取代。由于建设工程建设的不可逆转性,此类改造的地下空间大多具有单一的、不灵活的空间组织,无法为空间封闭创造舒适的空间体验。例如,成都市中心的第一大道购物街与天府广场、春熙路、盐市口等商圈相连,直接接触会导致内部空间变窄和封闭。并且站内无障碍设施体系不健全,例如,盲道的设计不一致,盲道路线窄小或者磨损,此外通用设计的利用率也不高,无障碍电梯存在关闭或检修状态未能及时处理的情况[8]。最为重要的一点是地下空间中辅助设施缺乏紧急医疗设备的安装布点,造成各个空间之间的整体关联性较弱,不能带给消费人群舒适的体验感。

地铁站点间的地下空间开发可以说是一个由“点”向“轴”逐步与城市内部和外部系统相关联的系统演进过程。城市空间开发是发展地下空间的首要前提,而良好的地质环境是它产生的基础。人类对城市地下空间的需求是最主要的驱动因素,也是城市发展的主要动力。由于地铁空间功能复杂、组织精巧,对城市整体发展水平的依赖度较高,对城市空间也会产生一定影响。城市轨道交通的地下空间设计不仅要考虑地铁空间的烦琐程序,还要考虑乘客的需求。对于乘客的体验感来说,创造一个舒适的地下空间环境、带来心理上的愉悦,整体空间氛围的营造就显得格外重要。

4.1 地下空间设计中点轴系统的概念

“点轴系统论”由我国学者陆大道于1984 年首次提出。“点”是指各级住宅区和中心城市,“轴”是指交通、干线、能源、水源相连的“轴”。以轴心为中心的社会经济体系通过产品、信息、技术、人力资源、金融等在周边地区进行开放式散播。社会经济对象以“渐进点轴”的方式向空间扩散,这种扩散形成了“点轴”的空间结构形式。由此可以得出,“点轴系统”理论的核心是对区域“最佳结构与发展”理论模型的概括[9]。

4.2 地下空间轴线设计

地下中间站空间的发展可以概括为道岔线路和线控区的发展路径。首先,地下空间在空间设计上为虚线轴。在保证公共空间可用性的前提下,对城市有效区域进行扩展,以到达地下空间的入口。城市运营节点是城市发展的重要推动力。因此,地铁车站是城市交通系统中的重要节点。当站点间距离不大时,可以采用立体步行系统,对公共空间进行合理安排,并在站点间设置两个或多个站点的线路。站台容量也可以从点扩展到轴。随着时间的推移,一个系统化体系的布局可以快速辐射环境,并促进该地区的整体发展。

4.3 地下空间通透性设计

在城市轨道交通地下空间设计中,不仅需要着重研究地下空间的形态,更需要重视地下空间设施自身的使用,特别是在利用地下空间的设施中。通过创造一个舒适的环境,改善空气质量,引入自然光并完善白天的照明系统,可以解决人们与地下空间的心理不适。创造多样化的地下空间,引入城市文化,营造富有层次、开敞的空间氛围,改变地下空间单调、压抑的问题。地下空间布局和交通流线十分复杂,强化导向标识设计可以帮助人们正确定位,通过连续的标识引导,方便客流的快速集散,通过导视系统能够最大限度地节约乘客时间,方便乘客在此空间进行流动,以此提高空间的内在品质。除此之外,站点内部的通用设计遵循以人为本的原则,为特殊群体等解决了出行问题,在我国特殊群体的出行一直都是一个问题,这就导致了越来越多的特殊人群不愿意选择公共交通工具出行,特别是对于地下空间这种需要从地上到地下的过渡空间。所以在对城市轨道交通的地下空间进行设计时为了使他们能够顺利从地上空间进入到地下空间,需要充分考虑地上与地下的连接问题,以及特殊人群的需求,将更多的城市空间功能及人群活动引入到地下,来提升站点空间的使用率。

车站之间的地下空间是一项基础性任务,有助于城市中心的综合集约发展,改善城市生态环境,解决城市人口和资源问题。车站作为地下空间的中心节点也作为城市重要的空间节点,满足了城市东南西北空间的交流需求,也促进了城市的健康发展。通过站到站系统的整合效果增强轨道站点与城内节点之间的空间“通信”效率,一方面可以保证两类节点经济功能的有效整合和优势互补;
另一方面,有助于设施周边的空间与城市中心开放空间的充分融合,提升中心空间形象,有利于城市的更新发展和城市的现代化建设。地下空间的开发应结合城市社会经济的发展现状,不可盲目开发,财务可行性是一个重要因素,包括建设、运营和维护成本,以及投资回收期[10]。

城市一体化发展建设离不开地下空间的设计,穿过轨道交通的地下空间,各组成部分紧密相连,使得现代城市的功能增强。城市与建筑有机融合也改变了建筑之间的时间和空间关联。城市建筑的融合发展是现代城市与建筑在诉求与限制的矛盾中互动发展的必然结果。在功能上,表现为与城市规划与建筑功能互认、空间重叠、城市规划与建筑空间耦合的一体化城市规划与建筑体系。基于这个前提,建筑的地下空间也成为不可或缺的重要组成部分。在城市建设高度发展的引领下,地上与地下空间,以及地下空间不同部分之间的联系变得更加紧密,车站之间的地下空间就形成了连接城市空间的全方位城市公共步行网络。以站间地下空间作为城市地下网络的过渡阶段是站间地下空间融入城市的重要一步。通过在站点之间的空间构建城市地下空间系统,实现车站与周边城市的共存,达到共同发展的最佳状态,发挥地下空间设计的优势。城市建设之初运用城市规划和建筑设计的思想控制规划和管理方法,加强对地下空间的控制和引导。应根据“城市”的特点设计车站之间的地下空间,因为轨道交通的功能对城市发展的影响较大。线性中转站的地下空间提供了与城市空间更广泛的空间联系,有利于地下多维空间的互动关联与人性化空间的形成。

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