城市綜合體大型地下室建筑設計

上海市建工設計研究院有限公司 上海 200235

1 項目概況

前灘企業天地項目（圖1）位于上海市浦東新區前灘地區15-01地塊，總用地面積17 224 m2，總建筑面積約140 560 m2，地上有8幢多層鋼結構商業用房，2幢28層超高層鋼結構辦公塔樓。前灘企業天地項目地下室共3層，總建筑面積約46 165 m2，主要功能為汽車庫、非機動車庫、機電設備用房、員工餐廳、后勤管理用房等。本項目地下室的特點有：地處高檔商務區，對地下室的品質要求較高；無人防、商業，地下室平面形態要求規整簡潔；設計過程中受政府審批部門（供電部門）影響較大；設計周期短，地下先于地上部分提供基礎圖、底板圖等。

2 地下室設計步驟及要點

2.1 規模及層數確定

圖1 上海浦東前灘企業天地效果圖

本項目地下功能較為簡單，以機動車庫為主的地下室可以根據一輛車占用約35 m2來進行地下建筑面積估算，機電專業亦可根據地上規模、容量估算設備用房需要的面積。據此，本項目地下室預估需要建設4.5×104m2。關于地下室邊界退紅線范圍在各個地方都有明文規定，一般至少退界3 m，有些為了避免地下室周邊設備管線交叉干擾，建議最少退界5 m。因本項目較特殊，規劃部門強調“貼線率”（地上建筑控制線退用地紅線3 m）的要求，因此本項目地下室南北向邊界以3 m退用地紅線。以總的地下建設面積除以紅線退界范圍后的輪廓面積，預估本項目地下室需建3層。同時，結合地上建筑高度要求的地下埋置深度，進而得知整個地下室大致開挖深度，印證了本項目地下室需建層數的合理性（圖2）。

2.2 規模及出入口的合理配置

圖2 地下室設計剖面

根據地上建筑面積大小和不同業態形式對停車位進行了配比計算（配比系數可根據當地相關規范取值），再由計算出的停車數量判斷其規模[1-4]。

地下車庫規模大小決定了汽車坡道出入口數量的設置，值得注意的是：上海市地方規范與國家規范在此處略有區別，按照上海市《建筑工程交通設計及停車庫（場）設置標準》，停車數大于等于700輛時，需要設置3個雙向汽車坡道出入口。而按照《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》GB 5006—2014，地下總停車位大于500輛即為特大型汽車庫，需設置3個坡道出入口。本項目地下2、3層停車位小于700輛大于500輛，因此結合上海市地方規范，本著經濟合理的原則，3個坡道從地面下至地下1層后，僅保留2個坡道繼續下至地下2、3層。

2.3 結構選型、層高確定、柱網布置

普通地下室結構方案有梁板式和無梁樓蓋2種形式。無梁樓蓋形式較普通梁板式含鋼量及混凝土用量高，但可減少地下室埋深，從而減少維護成本及土方開挖成本。2種結構形式各有千秋，結合項目自身特點，經比選后，本項目還是決定采用傳統梁板形式[5-7]。

柱網布置若不受地上建筑制約，一般取8.1～9 m柱距，本項目對使用品質要求較高，地下主要停的車型是7人座商務轎車或者B級商務車，車型偏大，因此占據的停車位尺寸較大，故采用9 m柱跨，梁高為0.8～1.0 m，考慮到風管、電纜橋架、消防噴淋管、以及安裝時的施工間距、施工誤差等，地下1層建筑層高按5.6 m設計，扣除地下室頂板因綠化覆土要求的降板高度、結構梁高、設備管線預留等高度，確保車道凈高不低于2.8 m。地下2層和地下3層層高均按4.0 m設計，可滿足車道和停車位2.4 m（小型車）凈高要求。

3 與設備專業配合

3.1 機房分類

劃分防火分區前對機電設備用房，比如變電所、水泵房、熱交換機房、柴油發電機房等進行初步了解，歸納其特殊要求：比如變電所不能放在地下1層以下，其頂部及周邊不能有有水的房間；水泵房中的生活水泵應遠離污染源（衛生間等），不能放在地下3層及以下或地下室與室外地坪高差大于10 m的樓層；熱交換機房對層高要求較高，并應盡量靠近能源中心和負荷大的區域；柴油發電機房有煙要向高空排放，因此要充分考慮煙囪的最短路徑等等。

為了爭取首層的最大利用價值，業主方均希望變電所能置于地下1層，但具體是否可行，在設計之初都需與機電專業和供電部門進行征詢確認。本項目為此進行過多次修改變更。

3.2 機房落位

本項目高層塔樓和多層商業對應的首層地下區域層高5.6 m，其他區域為滿足綠化覆土深度以及結構板面排水管、煤氣管埋置深度等因素，大部分降板1.25 m。綜合上述特殊機房凈高要求，我們將柴油發電機房和熱交換機房放在地下1層塔樓陰影區域內，水泵房置于地下2層，所有重要機房均集中靠外墻布置，且靠近高層塔樓區，這樣既遵循了設備用房集中設置按1 000 m2（局部加噴淋）的劃分標準，又滿足了重要機房靠近負荷中心的要求，同時方便外墻進出管線，也保證了汽車庫區域規整，車道暢通不受影響，如圖3所示。

圖3 地下室首層平面設計

4 地下室消防設計

4.1 分區劃分

一般而言在設有自動噴水滅火系統和火災自動報警系統的情況下，汽車庫是按照4 000 m2劃分的，每個防火分區應有2個獨立安全出口，但是從經濟的角度考慮，我們將樓梯間和前室設在兩防火分區交界處，這就是所謂的和相鄰防火分區“共用”安全出口。應該注意的是，共用的樓梯間一定要歸屬于某一個防火分區，本防火分區開向此樓梯的門采用乙級防火門，其他分區開向此樓梯的門為甲級防火門。自行車庫和機電設備用房則按照1 000 m2為一個防火分區，每個防火分區應保證有一個獨立對外安全出口，另外有一個可以借用相鄰防火分區安全出口，即在防火分區隔墻上開甲級防火門來實現[8-10]。

4.2 疏散寬度

針對人員密集性場所，比如地下商業、餐廳、影院等，需要對防火分區內樓梯總寬度進行計算，地下1、2層對應不同性質、不同樓層的計算參數也不同。本項目地下室的員工餐廳含廚房約940 m2，按照0.5系數折算后，再根據每人占用0.85 m2估算總人數為235人，然后按照每100人需要0.75 m疏散寬度，進而求得餐廳需要總疏散寬度為1.76 m，而實際設計樓梯共2部，總寬度2.8 m，滿足規范要求。對于疏散寬度需要注意的是，在樓梯寬度明確的情況下，樓梯間和前室的門應盡量接近梯段寬，以滿足真正意義上的疏散。

4.3 疏散距離

地下汽車庫疏散距離是指車庫內最遠點至最近安全出口的距離，應小于60 m，若穿越停車區，還需滿足1.1 m的疏散通道寬度。本項目地下員工餐廳室內任何一點至最近安全出口距離按照37.5 m（設自動噴淋）來控制。設備用房室內任何一點至房間門距離均小于15 m，而房間門至最近安全出口亦滿足雙向疏散時應小于50 m、單向疏散小于27.5 m（設自動噴淋）的要求[11-13]。我們認為，對于地下商業項目的疏散距離，首先應明確業態模式是大空間營業廳還是固定分隔鋪位的商鋪，疏散形式是雙向還是單向的，疏散路徑是按直線的還是實際行走路徑。不同的經營模式、疏散形式、疏散路徑對應的疏散距離要求完全不同，需要選擇與自身情況相對應的要求和標準。

4.4 防火構造

對于地下構件防火構造，一般容易被忽略的重要內容有：地下車庫采用的特級防火卷簾耐火極限不低于3 h（包括背火面溫升作耐火極限判定），防火卷簾應當具有防煙功能，與樓板、梁和墻、柱間的空隙必須使用防火巖棉進行填塞封堵等細節。本項目對這些要求均提出了相應的標準。

5 地下室細節優化處理

5.1 流線設計

本項目地下室細節優化分2個層面，第一層面是車庫內車行流線做到環通無死角，第二層面是人流、貨流做到順暢便捷，減少交叉迂回。本項目地上獨棟商業客梯下至地下停車庫，再進入玻璃門廳可直接到達停車區；地上商業、辦公產生的垃圾通過貨梯到達地下1層直接進入每一個垃圾轉運房間，然后通過貨運通道最終在垃圾房進行匯集。

5.2 垃圾房位置選擇

據上海市綠化和市容管理局要求，垃圾車以大（中）型車即3.5 m來限高，因此從經濟的角度出發，本項目垃圾房設于地下1層，僅局部區域考慮其影響因素，將垃圾房及貨物存放點設于坡道口部，可使垃圾車在地下室的行駛路線縮至最短，減少對其他功能的干擾。

5.3 出地面口部設計

地下機房的風井可以選擇以構筑物的形式出地面，結合景觀設計將其對環境的影響進行弱化，由于本項目業主對室外環境品質要求較高，因此地下機房的風井大多圍繞核心筒進行布置，排風井直接通向屋頂，還有部分新風井巧妙結合1層外立面百葉窗形式取新風，這樣也便于商業空間、辦公空間的形成、劃分、出租和管理，從而更好地達到保證室外視覺效果的同時，不影響功能區的設置。

6 結語

隨著我國城市化進程的加速，城市人口越來越密集，土地越來越珍貴，合理開發利用城市地下空間是現代化城市建設的趨勢。而伴隨著建筑業態多樣化，地下空間已不局限于作停車庫、設備機房等單一功能，而是與地上空間統一協調、相互依存，一些商業、餐飲、娛樂等休憩空間也聚集在此，形成全新的開放式地下城市空間。因此，大型地下室設計是一個綜合性很強的問題，涉及內容繁多且復雜，所以無論從技術還是經濟角度，都需要我們作深入的研究，做到技術與時代發展同步，與人們的需求同步，與經濟、安全、適用同步。