住宅地下室建筑精細化節(jié)約化設(shè)計研究

時 尚（廣州市第三市政工程有限公司，廣東 廣州 510095）

隨著我國城鎮(zhèn)不斷發(fā)展，空間的發(fā)展與管理逐漸走向精細化和復(fù)合化，公共生活向地下空間不斷延展，城鎮(zhèn)地下空間的公共性屬性不斷增強，這就要求地下空間設(shè)計過程中各學(xué)科、各專業(yè)工種之間密切協(xié)作。同時，對拓寬建筑學(xué)的研究視角也產(chǎn)生了積極作用，利用協(xié)同設(shè)計管理和迭代思維，可提升建筑師對地下室全過程設(shè)計時間和圖紙質(zhì)量的把控力，避免設(shè)計失誤而現(xiàn)場返工，導(dǎo)致延誤施工進度、增加投資成本、影響后期銷售。住宅地下室是一項巨大且復(fù)雜的工程，若某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差，則會延誤工期并造成經(jīng)濟損失。基于此，本文對從多個方面對住宅地下室進行精細化設(shè)計分析，并提出相應(yīng)精細化設(shè)計方案[1]。

1 總平面布置與施工開挖

若主樓剪力墻停車效率較高，主樓間距宜以5.5m+N×15.7m 為模數(shù)。由于標(biāo)準(zhǔn)車位長5.3m，兩個標(biāo)準(zhǔn)車位背靠背布置時可重疊0.4m，若不考慮重疊布置，模數(shù)取值增0.4m。無論在什么情況下都要避免出現(xiàn)單排車的布置，若實在無法避免，可采用側(cè)邊停車。在能夠足排布置車位車道時，通常按長方向布置車位更為經(jīng)濟，當(dāng)存在垂直車道時會出現(xiàn)單排車布置，按長方向布置車位本質(zhì)上是減少單排車布置[2]。對于商業(yè)項目，每排車位不宜超過60m，對于住宅項目，根據(jù)項目特點，普通項目建議不超過160m，以車10km/h，不超過1min。在通道外盡量不垂直停車，通車道寬3m～4m 即可。車庫入口設(shè)置應(yīng)考慮以下因素：考慮噪音對附近住宅的影響，當(dāng)有首層為非架空時，車燈對首層住戶的影響；行人與車行流線的關(guān)系,需要減少車行與步行流線的交叉；地下室出口距道路紅線要有7.5m緩沖距離。因此，應(yīng)盡可能遠離住宅或避開主要立面設(shè)置機動車出入口[3]。坡道宜置于車庫外，在車庫內(nèi)時與車道垂直，下方可通車，兩層坡道盡量重疊設(shè)置。地下室輪廓規(guī)整，方便施工，減少護壁樁量和回填量，減少表面積，節(jié)約造價，坡道車道布置圖如圖1所示。

圖1 坡道車道布置圖

2 地下室面積估算

地下室面積等于車位數(shù)乘以27～33與非機動車庫、設(shè)備用房、物管用房的和。常規(guī)項目可取30，當(dāng)大于80m 點式高層項目可取28～29；當(dāng)主樓非常多，如洋房項目，可酌情取高值；當(dāng)塔樓較少，中庭較大，可酌情取低值；人防每4000m2單層按損失5%估計，約為6輛，雙層地下室的影響根據(jù)情況評估。當(dāng)項目位于8 度區(qū)可適當(dāng)增加1m2。

3 控制成本的策略

通過對某項目前期三種方案的地下室經(jīng)行對比測算，如表1所示，其中方案一和方案二為雙層地下室，其中負一層層高為3.7m，負二層為3.6m，方案三為單層地下室，層高為3.7m，人防區(qū)面積均為3000m2，通過方案一和方案二對比分析，方案二面積減小5%，總造價減少2%；通過方案一和方案三對比分析，當(dāng)面積相同時，單層地下室造價相比雙層上升3.3%。

表1 三種地下室方案對比分析

4 柱網(wǎng)和設(shè)備的布置

地下室常見有三種柱網(wǎng)形式，大柱網(wǎng)(7.8m×7.8m)、大小柱網(wǎng)(7.8m×6.2m～5.1m)和小柱網(wǎng)(5.3m×6.1m～5.1m)等三種形式，本文對某項目大小柱網(wǎng)進行對比分析，小柱網(wǎng)相比大柱網(wǎng)單方造價成本節(jié)約較多，如表2所示。

表2 大小柱網(wǎng)成本對比(1期大柱網(wǎng)、2期小柱網(wǎng))

對于柱網(wǎng)轉(zhuǎn)換適用于獨立商業(yè)、別墅等低層建筑下方，轉(zhuǎn)換的層數(shù)不高，土建成本影響較小。對于塔樓剪力墻，當(dāng)主樓剪力墻開口做到2.4m～4.8m；當(dāng)相同戶型較多時，建議做局部微轉(zhuǎn)換，提升停車效率；當(dāng)不能停車的區(qū)域考慮布置設(shè)備房，根據(jù)設(shè)備房的尺寸原則，優(yōu)化剪力墻布置；當(dāng)墻肢夠長，可做局部轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換一處造價大約為3000元左右。

對于柱子截面的選取，通過對比表3的三個方案可知，方案2 柱截面550 的結(jié)構(gòu)成本比方案3 柱截面600多約4 元/m2；方案1 柱截面500 的結(jié)構(gòu)成本比方案3 柱截面600多約8元/m2；成本比較分析，方案2柱截面550優(yōu)于方案1柱截面500。

表3 三種柱截面方案對比(用量單位kg/m2，單方單位元/m2)

地下室鋼筋混凝土指標(biāo)在75～95 之間，影響因素：當(dāng)純地下室：層高、柱網(wǎng)大小、梁板方案、覆土厚度、消防車道、層數(shù)；純地下室基礎(chǔ)：地基承載力（地質(zhì)條件）、抗浮水位標(biāo)高、地下室層數(shù)、覆土厚度。主樓地下室：層高、剪力墻的布置方案（墻地比）、主樓的層數(shù)、轉(zhuǎn)換層。主樓地下室基礎(chǔ):地基承載（地質(zhì)條件）、抗浮水位標(biāo)高、主樓層數(shù)。裙房地下室：層高、柱網(wǎng)、荷載要求、裙樓的高度。裙房地下室基礎(chǔ)：地基承載（地質(zhì)條件）、抗浮水位標(biāo)高、主樓層數(shù)[4]。

5 防火分區(qū)劃分

對于防火分區(qū)的劃分，應(yīng)采用面積最大化的原則，如車庫應(yīng)盡量按4000m2設(shè)計，當(dāng)面積較小時采用超過2000m2設(shè)計，將防煙分區(qū)控制在一個盡量利用主樓樓梯的分區(qū)，不另外增設(shè)樓梯；盡量利用現(xiàn)有的墻體，減少墻體；盡量平行于車位設(shè)計防火卷簾，避免在車位后部設(shè)防火墻[5]。減少防火卷簾的長度，雙軌卷簾綜合單價約80 元/m2；車庫新規(guī)定要求車位側(cè)面距墻不小于600mm，劃分防火分區(qū)后原7.8m柱網(wǎng)相應(yīng)調(diào)整，故防火分區(qū)的調(diào)整會影響到柱網(wǎng)，需盡快確定。

6 地下室設(shè)備用房設(shè)置

掌握設(shè)備用房的設(shè)置原則和技術(shù)要點，統(tǒng)籌設(shè)備用房布置，減少設(shè)備房對車位的影響，盡量將設(shè)備房布置在無效或低效的空間。電氣設(shè)備房宜避開后澆帶。高壓配電房宜靠近進線側(cè)及小區(qū)中心，專變高壓配電房和公變高壓配電房應(yīng)分開設(shè)置，建議兩個高壓配電房貼鄰，以便共用高壓值班室。多層地下室時，不宜在最下一層，可在主樓范圍，但上方和周邊不能有住宅用房和用水房間。高壓配電房凈高需滿足3.0m，降板0.8m～1.0m做溝，上方抬板應(yīng)滿足水專業(yè)管線對覆土的要求[6]。

低壓配電室，盡量設(shè)于負荷中心，配電房到末端配電箱的供電半徑不應(yīng)超過250m（包含豎向高度）。專變低壓配電房和公變配電房分開設(shè)置，低壓配電房可在主樓范圍內(nèi)，不能設(shè)置于住宅下方，不能貼臨地下住宅設(shè)置，上方不能有用水房間。除只有一層地下室外，不能設(shè)于最底層。低壓配電房凈高需滿足3.5m（上方無母線可作3.0m），降板0.8m～1.0m做溝，上方抬板應(yīng)滿足水專業(yè)管線對覆土的要求。變壓器距墻0.6m～1.0m，距其他設(shè)備1.0m，尺寸根據(jù)容量和品牌，常規(guī)為2000×1500(1000kVA)，根據(jù)容量大小適當(dāng)增減。

柴油發(fā)電機房盡量靠近專變配電房設(shè)置，不能設(shè)置在負三層及以下，可布置在首層、負一層或負二層，一般布置在負一層，一般建筑面積在60m2左右（不含分線配電，排風(fēng)，進風(fēng)及排煙，包含儲油間）。柴發(fā)機房上方及周邊不得有住宅用房及用水房間，應(yīng)設(shè)置在住宅主體外。確定柴發(fā)機房位置時應(yīng)同時考慮進排風(fēng)井及煙道位置，排風(fēng)井不對周邊產(chǎn)生影響，煙道不宜貼臨臥室和客廳。柴發(fā)機房凈高根據(jù)發(fā)電機選型，降板0.3m做溝，上方抬板應(yīng)滿足水專業(yè)管線對覆土的要求。

消防控制室設(shè)置于首層或負一層，一般設(shè)置于負一層，消防控制室設(shè)置還應(yīng)避免電磁干擾（高低壓配電間）。上方及四周應(yīng)避開用水房間，應(yīng)有直接通道通向安全出口，且距離室外安全出口距離不大于20m。消防控制室一般建筑面積在70m2～90m2左右（包含監(jiān)控設(shè)備，住宅戶內(nèi)按不設(shè)火災(zāi)探測器考慮）。地面為架空地面，面層高度0.3m[7]。

弱電機房應(yīng)設(shè)置于首層或負一層，一般設(shè)置于負一層，上方及周邊無用水房間。可設(shè)置于塔樓下方，需避開電磁干擾源（高低壓配電房）。按每1000戶設(shè)置一個，每個弱電機房一般建筑面積在20m2～40m2左右（房間寬度大于3m）。地面為架空地面，面層高0.3m。

7 層高、層數(shù)及埋深

項目位于合肥地區(qū)，梁板式層高可做到3.4m，頂板+0.1m，人防+0.1m 無梁樓蓋3.10（板厚0.25），頂板+0.1，人防不建議。常規(guī)項目一般很少采用，有計算成本較高通常設(shè)備占高600，車位2200，只能節(jié)約結(jié)構(gòu)，如表4所示。

表4 地下室層高變化對成本的影響分析

對于局部層高不足，由于車位凈高和噴淋是不可壓縮的，因此只能在通過結(jié)構(gòu)和風(fēng)管上的辦法：風(fēng)管繞行(風(fēng)口最大可管30m)，可節(jié)約400；風(fēng)管分散(減少防煙分區(qū)面積，甚至多風(fēng)機)，降低風(fēng)管高度；梁的布置，布置單向梁，減少某一方向梁高；布置車位(車位凈高2000)；結(jié)構(gòu)梁與設(shè)備管線綜合設(shè)計。

對于夾層可作非機動車庫，層高可做到2.9m，地下室主樓因覆土原因?qū)痈咻^高。如：0.3m 室內(nèi)外高差+1.5m覆土+3.5m首層高度等于5.3m，可考慮首層適當(dāng)降板，負二層做平，且需要注意對入戶品質(zhì)有影響。同時對于結(jié)構(gòu)整體上抬可節(jié)約開挖量；在地下水水位較高的情況下，節(jié)約成本[8]。

在梁板結(jié)構(gòu)體系中，當(dāng)覆土厚度每增加300mm，對結(jié)構(gòu)梁高相應(yīng)增加約100mm。1.2m 和1.5m 覆土造價直接差別約34 元。由于覆土厚度對層高成本影響很大，需要嚴(yán)格控制覆土厚度，南方地區(qū)不大于1.2m，北方地區(qū)不大于1.5m，對于東北地區(qū)和其他特殊項目，若覆土厚度需超過1.5m 時，應(yīng)按計算確定嚴(yán)格控制負一層層高，必要時采用部分輕質(zhì)材料換填[9]。

8 人防、非機動車庫

人防荷載較大，應(yīng)直接放到最下一層；人防車位須折價，宜盡量減少人防對車位的影響(如放到非機庫等區(qū)域，可利用設(shè)備房和物管用房)；考慮人防出入口部和樓梯減少對車位的影響；多利用坡道，防護單元和防火分區(qū)重合。非機動車庫的位置和規(guī)模：非機動車庫宜設(shè)置于車庫邊角、塔樓下方等無用空間，以不影響機動車位為原則。非機動車庫標(biāo)高與室外場地標(biāo)高相差超過7m時需設(shè)置機械提升裝置，故不宜設(shè)置在負二層及以下。非機動車庫每500輛需設(shè)置一個坡道，故單個非機動車庫停車數(shù)輛宜控制在500輛以下，具體面積根據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)劃要求乘以單車位面積得出。非機動車坡道出口宜設(shè)置在塔樓山墻面、中庭邊角等位置，減少對住宅和中庭景觀的影響。非機動車坡道出口不宜單獨對外開口，避免增加管理成本。并對出入口凈寬、斜坡凈寬、單坡長度和休息平臺進行嚴(yán)格控制[10]。

9 結(jié)語

基于以上研究對比分析，住宅地下室的詳細設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，應(yīng)從規(guī)劃階段開始，根據(jù)項目定位和當(dāng)?shù)匾?guī)范的要求，結(jié)合項目現(xiàn)狀，以建筑為主導(dǎo)，協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計作為補充，同時需要設(shè)計師具備豐富的專業(yè)技術(shù)和工作經(jīng)驗，預(yù)先明確功能要求，符合經(jīng)濟指標(biāo)，進而實現(xiàn)地下室設(shè)計的可行性、功能協(xié)調(diào)性和統(tǒng)一性。同時，在項目實施過程中，甲方需要更多具有較強專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和綜合協(xié)調(diào)控制能力的項目管理人員。設(shè)計前，設(shè)計參數(shù)清晰，經(jīng)濟指標(biāo)明確，功能要求準(zhǔn)確，從而實現(xiàn)地下室設(shè)計的合理性、功能性、經(jīng)濟性三者的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。