超高層建筑地下車庫設計探討
——以山東黃金國際廣場地下車庫設計為例

文/上海中森建筑與工程設計顧問有限公司 于慶平

0 引言

隨著我國城鎮化快速發展，可用建設用地不斷減少，需充分利用土地資源，因此超高層建筑成為建筑發展的重要潮流與趨勢。據世界高層建筑與都市人居學會統計數據顯示，截至2018年底，全球竣工的高度在200m以上的超高層建筑數量近1500棟，隨著建筑高度增加，建筑設計的復雜性不斷加大，超高層項目地下車庫的設計難度也不斷加大，如何在滿足規劃要求條件下盡可能提高地下空間的綜合使用效率，需在整個設計過程中著重考慮。地下車庫設計的優劣直接受建筑師設計經驗和技術水平的影響，建筑師需準確把握地下車庫設計的規范性、經濟性、合理性和有效性。本文結合黃金國際廣場項目實踐，介紹超高層建筑地下車庫設計經驗。

1 項目概況

黃金國際廣場項目位于國家級特色商務中心區——濟南東部CBD核心區，交通便利，地理位置優越。項目規劃建設用地面積約2.25hm2，地塊形狀呈L形，總建筑面積163384m2，其中地上建筑面積105871m2，地下建筑面積57513m2。本項目主要由1棟42層超高層塔樓（建筑高度207.1m）、5層商業裙房和地下車庫組成（見圖1）。其中，地上主要功能為辦公、商業、宴會廳等。地下3層主要功能為停車庫、設備用房及輔助用房。經統計需設置機動車停車位1059個，全部采用地下停車方式。規劃要求地上容積率不大于4.7，地下容積率不大于2.2。

圖1 項目整體鳥瞰

2 存在的問題與設計難點

建筑用地由北側公園用地和南側可建設用地2個地塊組成，地塊整體地勢呈南高北低，地塊最低點設計標高為101.700m，最高點設計標高為107.000m，高差約5.3m。場地高差大，地塊不規則，地下車庫停車數量大，交通流線組織及地下空間功能布置難度大。南北地塊之間考慮設置市政規劃道路，對地下功能空間布置和利用帶來很大挑戰。規劃總平面如圖2所示。

圖2 規劃總平面

3 設計要點與解決措施

3.1 地下車庫頂板與場地設計

針對場地原始高差較大，地下車庫布置需綜合考慮場地標高關系，在滿足防洪排澇、道路銜接的前提下，采用臺階式豎向設計形式，如圖3所示，南側場地初定設計標高為107.900m，北側場地初定設計標高為103.400m。地下車庫頂板結構降板0.8～2.4m。道路縱坡不小于0.3%，最大縱坡控制在8.0%以下，橫坡為1.0%～1.5%。地表排水采用暗管排水系統，雨污分流，排入市政干管內。

圖3 地下車庫剖面

地下車庫位置應根據地形充分考慮埋深，頂板覆土厚度應結合園林景觀規劃、設備管網布置等綜合因素確定。總平面設計時盡量減少消防車道和撲救面面積，有利于減少地下車庫頂板荷載，節約結構成本。若消防車道必須在地下車庫頂板通過時，應考慮設置在2根柱的中間。場地標高設定應進行土方平衡計算，盡量減小土方開挖和回填量；基坑開挖深度控制在深基坑范圍內。

3.2 地下車庫輪廓

地下車庫平面輪廓線設計不合理會增加車庫無效面積，提高造價。該項目地下車庫外輪廓線從方案設計初始就需考慮規劃車位指標和場地標高。項目初期，在滿足規劃車位指標前提下，應考慮人員疏散樓梯、人防工程口、設備用房等占用車位的數量。深化設計過程中將設備用房設置在無法停車區或停車低效區：盡量利用主樓樓梯和自行車坡道作為人員疏散口。本項目地塊不規整，經初步排布計算停車位和設備用房布置，設計考慮地下車庫3層均為滿鋪，地下車庫輪廓盡量規整，避免出現無效空間，充分利用北側公共綠化地下空間，并滿足規范退距要求。

地下車庫輪廓布置原則：輪廓線應簡潔，減少折線，減少不必要外墻，避免出現拐角、死角等不宜布置車位的空間；輪廓線應緊湊，避免出現多余空間，造成無效面積；輪廓線應方正，避免出現銳角弧線，造成停車阻礙。

3.3 汽車坡道與車行流線

3.3.1 地下車庫出入口設置解決方案

場地內共設3個地下車庫出入口。辦公區域地下車庫主出入口布置在塔樓的東北角；商業區域地下車庫主出入口布置在裙房商業的東南角兼貨運通道，貨運通道及卸貨區凈高不低于3.60m，滿足貨車進出地下車庫要求。這2個主要出入口通過不同規劃道路進入地塊并直達地下車庫，滿足不同使用功能，同時便于運營時分區分時段管理。北側公園用地東南角的地下車庫出入口作為次要出入口，用于高峰時段車輛分流，滿足實際使用及規范要求。東側在裙房與塔樓連接位置設置非機動車地下出入口。

3.3.2 地下車庫流線設計要點

該項目地下車庫停車數量為1059輛，數量較大。流線設計是地下車庫整體設計的重要部分，其設計水平高低將直接影響地下車庫車輛進出的通暢程度。因此，必須全方位考慮流線設計方案的合理性，以保證地下車庫使用的便捷性，提高地下車庫利用率和管理效率。

地下車庫流線規劃設計要結合平面設計，綜合人流、車流方向等因素合理布局。車庫平面布置時的車行流線、人行流線組織應盡量平直通暢、避免交叉，同時便于汽車停放。為保證車輛進出更加方便，地下車庫流線應盡量簡單規整，可使用單向環路流線設計方式，保證內部車輛行駛的暢通性，提高地下車庫利用率。地下車庫出入口位置與外部道路要連接順暢，并且不能干擾到基地內其他車輛行駛，也要避開人行道交叉位置。地下車庫出入口、消防車道也應與人流不產生干擾，貨流應設在較隱蔽的位置，以免影響建筑整體美觀。

3.4 地下車庫柱網與層高的確定

在確定地下車庫輪廓后，制定地下柱網基本尺寸很關鍵，根據項目實際情況，選取合理的柱網體系，并解決地上和地下的柱網關系。目前地下車庫常用的方案有大柱網和小柱網，從車位使用效率來說，大柱網效率更高；從成本控制角度，小柱網形式的車庫成本較低。商辦空間一般是大開間，柱網相對規整。商辦車庫與住宅地下車庫最大的差別在于日均車流人流較多，且用戶往往不熟悉車庫，綜合權衡后考慮設置大柱網，柱網規格采用8.4m×8.4m，便于與商辦銜接。留出人行區域，實現局部人車分流，大大提高車庫安全性及辦公、購物體驗。

項目在設計之初就擬定了BIM技術預案，利用BIM技術在三維模型中植入各專業數據信息，在設計上實現可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性。不僅最大程度減少圖紙的錯、漏、碰、缺，而且經過優化，對管線、設備進行綜合排布，使管線、設備整體布局有序、合理、美觀，最大程度利用建筑使用空間，降本增效（見圖4）。該項目地下3層層高4.00m，地下2層層高3.80m，地下1層層高4.00～7.30m（地下夾層層高3.50m），綜合考慮車位、結構、設備管線所占空間，排列緊湊，避免浪費空間，并利用數字技術對建筑環境進行全生命周期管理。

合理降低地下室層高的技術措施包括：合理選用地下室底板構造做法，根據實際構造計算車庫層高；小管讓大管，有壓管讓無壓管，水管讓風管；考慮到地下室主梁與頂板的距離，為減少橋架和風管翻彎，采用噴淋主管貼梁敷設，位于最上層；風管按設計標高及走向不輕易改變；為保證地下室最低標高要求，所有橋架與水管遇到風管時均上翻避讓。噴淋主管下方敷設橋架路由，給水及消火栓管道位于橋架下方，當橋架與橋架、水管與水管相遇避讓時，以少數管道避讓多數管道為原則，盡量減少翻彎；電氣照明燈具遇風管避讓。

圖4 BIM信息數據應用

3.5 防火分區與防煙分區設置

防火分區設置應考慮以下幾點：防火分區面積按規范上限設置；防火分區分隔應循防火隔墻最短、防火卷簾最少原則；防火分區的劃分應利用主樓樓梯和自行車坡道作為疏散口，盡量減少室外樓梯；各防火分區盡量利用汽車坡道，從防火角度看，防火分區劃分越小，越有利于保證建筑物的防火安全。如果劃分過小，勢必會影響建筑使用功能。防火分區面積大小確定應考慮建筑物的使用性質、重要性、火災危險性、建筑物高度、消防撲救能力及火災蔓延速度等因素。

該項目地下建筑面積為57513m2，地下室共設置23個防火分區，均設自動滅火系統，其中車庫防火分區13個，防火分區面積不大于4000m2；設備用房9個，防火分區面積不大于2000m2；非機動車庫1個，防火分區面積不大于1000m2。車庫防煙分區不大于2000m2。

3.6 配套用房布置

為更好地滿足超高層建筑各項使用功能，在地下1層設置物業、員工餐廳，常規需設置消防水池及泵房、生活泵房、變電室、柴油發電站、冷凍機房、雨水收集池、補風、排風機房等設備用房。本著提高地下車庫停車效率的目的，在項目前期應征詢設備專業的要求及建議，合理布置設備用房。應將設備用房盡量布置在無法停車或停車效率不高的區域。設備布置一定要緊湊，水池水箱盡量設置在坡道下方或其他受限制空間。

4 結語

地下車庫設計是超高層建筑設計研究的重大課題，需結合項目實際情況，合理規范地下車庫功能布局，優化地下車庫各項功能設計；既要著力于提高停車效率，又要便于人員使用與維護管理；并考慮地下車庫設置的合理性、實用性和安全性，以實現經濟和社會效益最大化，真正體現以人為本的建筑設計理念。