1、北京地铁车辆段上盖综合开发设计优化 王岳颐 卢源 金山 北京交通大学建筑与艺术学院 北京交通大学轨道交 通综合开发与投融资研究中心 北京市基础设施投资 有限公司 摘 要： 总结北京市既有车辆段上盖综合开发项目的设计经验, 分析各案例在产品定位 与空间布局、交通组织、环境营造、结构转换设计等方面的经验与教训, 认为既 有开发项目存在以下不足:上盖业态种类较为单一, 产品质量存在提升空间, 交 通组织有待优化, 环境景观较为单调等。 以北安河车辆段上盖综合开发为例, 对 既有设计策略进行优化研究:在产品定位与优化方面提出基于一体化开发的项目 定位与布局, 降低盖上开发高度, 多标高设计, 利用优良
2、朝向资源, 可变性户 型设计等策略;在交通组织方面提出要以提升价值为导向, 形成以商业空间为主 要载体的综合换乘空间, 以环境分区安排各类交通流线;在景观设计方面提出利 用盖上地形高差创造城市微地景和多层次绿化设计;以及在工艺与结构方面的若 干优化设计策略。期望能为国内车辆段上盖综合开发的推广提供借鉴。 关键词： 地铁车辆段; 综合开发; 设计优化策略; 作者简介：王岳颐, 男, 博士, 讲师, 从事轨道交通周边一体化城市设计研究, . 作者简介：卢源, 男, 博士, 教授 基金：国家自然科学基金项目 (51178038) Optimized Design for Comprehensive
3、Real Estate Development at Metro Depots in Beijing WANG Yueyi LU yuan JIN Shan School of Architecture and Design, Beijing Jiaotong University; Comprehensive Development and Financing Investment Research Center of Rail Transit, Beijing Jiaotong University; Beijing Infrastructure Investment Co., Ltd.;
4、 Abstract： A survey is conducted on the real estate development projects at Beijing metro depots in terms of construction experiences in product design, traffic organization, environment construction, and structural forms. The results of the survey reveal the deficiencies in the design of former pro
5、jects. For example, the variety of the products is limited; the quality of the products needs to be improved; the transportation organization needs to be optimized; the environment landscape is monotonous and so on. Using the comprehensive property development project of Beianhe depot in Beijing as
6、a case, this paper proposes some optimization strategies for the design: integrated development plan should be taken as the guideline of the project and product positioning as w ell as optimization of the product; in addition, the height of the property should be low ered, multiple elevation design
7、should be used, and favorable orientation resources should be utilized, and the unit structures and sizes should be varied.As for traffic organization, a comprehensive transfer space of commercial purposes should be built w ith the improving of its value as the guiding principles; the traffic lines
8、should be differentiated in line w ith environmental zoning. For landscape design, an urban micro landscape should be created and multi-level greening design should be used by making use of variations of the terrain elevation on the ground of the depot. Some optimal design strategies of process and
9、structure are also put forw ard. Keyword： metro depot; comprehensive development; optimization strategy of design; 车辆段是轨道交通车辆停放、检查、整备、运用和修理的管理中心所在地, 是轨 道交通线路的重要附属设施。车辆段具有占地面积大、投资额度高、对周边环境 影响较大、 阻隔城市路网等特点, 同时其上部及周边存在一定可供开发利用的空 间资源。为了充分利用土地资源、提高城市轨道交通周边土地的综合效益、完善 周边区域城市功能, 进入20世纪90年代以后, 车辆段上盖综合开发受到了广泛
10、的关注。截至2016 年底, 北京市投入运营的轨道交通里程达到 574 km, 已建和 在建车辆段达27座1, 其中已完成上盖开发利用的车辆段有 5座 (见图1) , 总体利用比例为19%, 比香港地铁上盖开发利用的总比例低很多, 但呈现了良 好的发展态势2。 图1 北京已建成的轨道交通车辆段上盖开发分布 Fig.1 The existing metro depot built with comprehensive development in Beijing 下载原图 造成这一现状的原因有规划管理、土地管理、投资建设模式、开发体制、成本与 绩效、一体化设计等多个方面3。本文在总结北京市地铁车
11、辆段上盖综合开发 设计经验的基础之上, 以北安河车辆段为例, 对车辆段上盖综合开发的设计优 化创新进行探讨。 1 车辆段上盖综合开发设计经验 为了提升土地利用效率、缓解轨道交通建设为财政带来的压力、改善城市环境, 北京市于20世纪90 年代向香港学习成功经验, 对地铁车辆段进行上盖综合开 发。迄今共完成3代 4座车辆段综合开发 (见图2) , 分别是第1代 1号线四惠 车辆段、第2代9号线郭公庄车辆段以及第 3代8号线平西府车辆段、10号线 五路车辆段, 总开发规模近300万m24, 形成了良好的社会和经济效益, 为进 一步推广车辆段上盖开发积累了非常宝贵的经验。 1.1 产品定位和空间布局设
12、计 在车辆段上盖综合开发的实践中, 北京市几座车辆段案例逐步摸索出了一套上 盖空间布局和产品定位策略。 即通过结构转换实现较高密度上盖住宅产品的开发, 通过咽喉区盖板实现社区配套及绿化, 通过工艺调整扩张落地区面积从而放置 更多的商业和公建等等, 以营造丰富的产品业态与降低整体开发成本。 图2 北京市已建成车辆段上盖住宅的行列式布局Fig.2 The determinant layout of residential district of Beijing metro depot built with comprehensive development 下载原图 在现有案例中, 车辆段特殊的土
13、地整备方式、 结构与空间形态对上盖产品的设计 创新与品质提升仍然存在一定限制。 为尽量减少结构转换成本与提高上盖开发的 利润, 盖上住宅一般采用合理限度的高密度、高容积率排布方式, 呈行列式布 局。 实际上在包括北京市在内的全国范围已实施的车辆段上盖综合开发中, 绝大 部分是行列式布局, 非行列式布局仅占所有开发项目的 5%。北京市已实现上盖开发的4座车辆段案例的上盖住宅都为行列式布局, 该类布局满足了住宅产品 的基本技术指标, 推动了项目的实施落地。 在未来新的开发中, 如何进一步利用 车辆段上盖特殊的空间潜质从而丰富空间形态, 成为新的研究课题。 同时, 各功能板块间受到车辆段上盖开发特殊
14、形态的限制, 相互间联系和沟通 较难。 已开发的车辆段上盖对如何加强各板块间的沟通和联系做了一系列积极的 探索, 为更好地构建社区公共空间积累了重要经验。 如何更好地提升上盖开发产 品的品质, 从而更好地利用土地资源、 适应北京市房地产市场的发展变化, 也成 为亟待研究的课题。 1.2 交通一体化设计 车辆段上盖开发的特殊性决定了其交通组织的三大难点, 即如何解决车辆段用 地与城市周边路网的衔接、如何安排机动车与行人上下平台的通道、如何围绕地 铁站组织交通流线以实现 TOD理念。 第1代车辆段因种种客观条件限制, 建成后在一定程度上影响了地块南北两侧 的联系, 规划设计的7条上下平台的机动车通
15、道最终实际建成2条, 盖上区与城 市道路的交通接驳能力有待提升。 后期在车辆段四周设置了一些步行楼梯和通道 满足了行人垂直交通的需求5。 第2代车辆段综合开发项目汲取经验进一步优化交通组织, 在前期规划中被车 辆段设施划分为盖上区与落地区共 5个部分, 盖上区的居民可直接到达地铁站。 此外将配套商业设施交通流线结合起来, 提升了商业收益的潜力。 第3代平西府与五路车辆段2个项目分别设置了若干条独立的车行通道与垂直交 通核, 从而满足了项目内外的交通需求。 同时, 汲取了前两代车辆段的设计经验 和教训, 在交通组织方面做出了 2点改进。 首先是围绕车辆段附建地铁站的换乘 枢纽设置了一系列商业空间
16、, 作为垂直交通核联络地下车站、 盖板上部开发和公 交场站。 在解决交通问题的同时, 有效地引导客流, 提升核心转换区的商业价值, 实现了多种交通方式之间的无缝换乘 (见图 3) 。其次, 在咽喉区增设了盖板。 在改善环境的同时, 利用咽喉区上盖与运用库上盖之间的高差和空间设置了小 型社区商业设施与上下通道, 既解决了咽喉区的噪声污染问题, 又串联起了盖 上区、咽喉区、落地区等各区块, 实现了整个片区交通的一体化与便捷化。 1.3 环境营造和景观设计 车辆段对所在区域的城市环境有一定影响。 体现在其体量巨大的库房影响了所在 片区的视觉景观, 以及咽喉区、试车线、生产车间等区域产生的噪声污染。车
17、辆 段上盖项目由于规模较大, 同时建筑群体的体量、高度、造型受到一定规制, 具 有较强的秩序感和整体性, 因此对城市片区整体风貌有重要影响6。车辆段上 盖综合开发需要在设计之初考虑景观设计, 从而营造优良的环境品质。 图3 五路停车场综合开发交通接驳示意 Fig.3 The transit schematic diagram of Wulu depot with comprehensive development 下载原图 北京市第1代车辆段在环境营造方面做出了积极尝试, 通过“万用转换平台” 在上盖开发区实现了大面积覆土种植, 改善了上盖区域的绿化品质;行列式的建 筑布局也使得平台上的绿化景
18、观满足了均等性 (见图4) 。 图4 四惠车辆段上盖绿化景观 Fig.4 The green view of Sihui depot 下 载原图 第2代车辆上盖段综合开发进行了针对性的改进, 通过落地区的开发遮蔽了车 辆段的巨型工艺厂房, 改善了城市景观。 平西府与五路车辆段上盖综合开发充分 汲取了前两代的经验, 充分考虑了咽喉区的噪声与振动影响。 通过在咽喉区上加 装盖板, 既合理安排了部分服务功能, 又利用盖板覆土营造了较大面积的绿化, 有效提升了盖上区的环境品质。 但在这几个案例中, 车辆段上盖综合开发的平台 仍然成为社区中新的人造孤岛, 地形未得到充分利用。 同时, 上盖平台的覆土层
19、仍然是较难处理的对象, 覆土层过厚则加大平台结构负重, 增加建设成本;过薄 则难以栽种大型乔木, 降低景观品质。 1.4 结构转换设计 第1代车辆段上盖开发为创造不受下方影响的开发用地, 采用了“万用转换平 台”的设计方法, 在地面车辆段层上架设了管道设备层与大平台层, 将车辆段 建设与上盖开发分为 2个阶段进行, 推进了上盖开发的落实。 第2代车辆段上盖开发在设计中注重一体化开发, 将项目分为盖板与盖下工艺 区、 盖上区, 并结合地铁工艺对上盖结构转换层进行设计, 实现了上盖开发的部 分结构落地, 从而提升了上盖开发的容积率。 在车辆段施工建设中将车辆工艺车 间、上盖结构转换层以及上盖开发的
20、落地结构部分一次建成。在附带了一系列开 发条件后将上盖部分的经营性住宅用地作为“人工土地”上市交易, 收到了较 好的经济收益。 平西府与五路车辆段吸取了上两代车辆段的经验教训, 在开发建设之初即对规 划的用地性质进行了调整, 为二级开发的土地出让扫清障碍7, 并秉持投资主 体统一、界面明确、线路清晰的开发思路, 使得盖上盖下的设计、施工、完工得 以同步进行。 通过对车辆段工艺的调整以及空间布置的优化, 使得核心筒和部分 剪力墙得以落地, 从而降低结构转换成本, 改善上盖预留条件, 有效提高了盖 上区的住宅开发容积率, 并为减振降噪提供了保障。 2 北安河车辆段上盖综合开发优化设计 2.1 项目
21、概况 北京地铁 16 号线北安河车辆段位于海淀山后区, 地处北京市重要的生态涵养带, 西距大西山约3 km, 环境优良。项目用地紧邻北清路及西北六环, 规划总用地 31.49 hm。综合开发包含落地区、咽喉区、运用库区和架修库区、办公区和幼托 用地, 总建筑面积 31万m。建筑限高45 m。 2.2 基于一体化开发的项目定位与布局 根据上位规划, 北安河站及北安河车辆段作为海淀北部地区主导产业带的最西 侧端点, 未来将对整个海淀山后区带来重要的辐射作用8。北安河车辆段上盖 综合开发作为实现上位规划目标的重要途径, 在TOD理念的指导下将其打造为 无缝换乘的城市交通枢纽、社区的公共服务中心、有着
22、丰富体验的城市综合体, 从而带动周边土地价值的提升, 使该区域成为海淀山后区新的城市增长极 (见 图5) 。 “活在西山下, 公园里”呼应项目所在的大西山区域。 在空间形态上, 项目应被 视作西山的延续, 建筑隐匿于山林之间, 成为城市中新的人造地景。 在功能定位 上, 打破以往车辆段上盖综合开发“高密低质”的固有印象, 综合发挥项目所 处区域的产业规划资源、 优越的环境资源和交通换乘枢纽的客流资源, 分3个层 面对项目进行定位:城市层面, 定位为“京城的微旅游度假基地”, 营造市民的 西山慢生活;区域层面, 定位为“山后产业带加油站”, 连接山后新区高新科技 产业与大西山风景区休闲产业;社区
23、层面, 定位为“水流云在最西山”, 力图在 产品设计上能与西山优美的风景相融合。 图5 北安河车辆段服务范围 Fig.5 The service area of Beianhe Depot 下 载原图 根据项目定位与任务要求, 将红线内的功能区块划分为三大板块:文化、生活、 创业板块, 并在此基础上进一步细分为落地区、 创客社区、 商业中心、 养生酒店、 幼儿园、咽喉区低层办公、盖上区低密住宅和养生公寓 (见图6) 。多种业态根 据车辆段上盖开发的特点以及交通动线进行设计, 实现了空间规划的优化与经 济效益的最大化, 项目分区指标见表 1。 图6 北安河车辆段上盖综合开发功能分区 Fig.6
24、The function partition of Beianhe metro depot with comprehensive development 下载原图 2.3 优化提质措施 在以往的车辆段上盖开发中, 受噪声振动等因素与开发理念的影响, 上盖产品 多具有密度高、品质低、形态单调、开发周期长等问题, 车辆段自身的形态优势 也未得到充分利用。 随着减振降噪措施的进步与土地价值的大幅提升, 北安河项 目设计方案将车辆段上盖综合开发视作城市人造地形与富有特色的中高端住宅, 通过如下4方面措施实现降低成本、提升盖上开发产品的品质。 表1 北安河上盖综合开发总指标 Tab.1 Total in
25、dex for Beianhe metro depot with comprehensive development 下载原表 2.3.1 降低盖上开发高度 通过降低盖上开发高度, 降低高宽比。 使用钢结构, 可以有效降低下部结构转换 层的荷载, 降低结构转换层的建造成本。除可提升盖上开发的经济性、更环保之 外, 还因为建筑密度与高度的降低而提升了上盖住宅的品质 (见图 7) 。 2.3.2 多标高设计 车辆段上盖开发的结构转换层除具有结构转换作用之外, 还兼作上盖产品的配 建车库, 其顶部盖板作为上盖产品的入户大平台。 北安河项目设计在结构转换层 顶部盖板上开洞, 将大平台转化为平台层, 一
26、举多得。 首先, 通过开洞降低了部分结构转换层的面积, 由于结构转换层的面积会被计 入开发容积率之中, 对结构转换层开洞可以将富余的面积指标转化到住宅产品 之中, 提升项目的整体效益。其次, 可以降低结构转换层的土建、通风成本, 改 善其消防性能。再次, 可以利用开洞带来的不同标高增加部分区域的覆土深度, 增加大型乔木的覆盖率, 提升上盖产品的环境品质。 最后, 多标高设计可以为上 盖住宅带来多首层、多入口空间及首层下跃户型等多种提质益处 (见图 8) 。 图7 降低盖上开发高度示意 Fig.7 Height reduction of the development 下载原图 图8 北安河车辆
27、段结构转换层开洞示意 Fig.8 Openings on the structural transfer layer of Beianhe metro depot with comprehensive development 下载原图 2.3.3 利用优良朝向资源 车辆段上盖开发为了顺应下部线路走向, 其平面布局往往是规整的东西走向的 行列式布局, 不仅较为死板, 还浪费了大量东西延展的优质景观视觉资源。 北安 河项目设计为了充分利用朝向资源, 结合工艺优化, 在上盖部分进行平面错落 布置, 生成 L形平面, 可以增加住宅的优良景观朝向, 从而提升其品质与价值 (见图9) 。 图9 北安河车辆
28、段上盖住宅L型平面Fig.9 The L-shaped residential district layout of the Beianhe metro depot with comprehensive development 下 载原图 2.3.4 户型可变性设计 车辆段开发与一般开发不同的是其开发周期较长。 在进行土地 1.5级开发的过程 中即需完成上盖开发的住宅设计方案, 因此与上盖住宅的实际上市时间间隔较 长。 为应对届时住宅市场可能产生的变化, 车辆段上盖开发需要对上盖住宅的户 型进行可变性设计研究, 预留一定的户型拓展与变化空间。 在北安河项目中针对 户型变化的需求做出了相应的设计
29、 (见图10) 。 图1 0 三居转两居+一居示意Fig.10 Transfer of 3 rooms to 2+1 rooms 下 载原图 2.4 提升价值为导向的交通组织 车辆段往往配建有地铁站, 且由于身处城市地铁线网的末端, 其所承担的交通 职能比一般地铁车站更为广泛, 具有换乘枢纽的接驳功能, 为本社区以及周边 区域客流提供公交、P+R、班车等多种综合换乘服务。 鉴于车辆段上盖开发功能的复合性, 其交通组织需要通过立体化安排来整合建 筑空间与交通空间, 从而实现不同功能区之间的交通分流9。同时, 车辆段上 盖综合开发的商业板块的配套比例一般远超出本社区商业配套比例, 单纯靠项 目内住
30、宅和办公等客流无法存活, 需要额外的客流输入以满足车辆段上盖综合 开发配套商业的容量。 因此, 车辆段上盖综合开发的交通组织最为重要的就是将 换乘客流引入商业客流中, 从而提升配套商业开发的价值。 交通组织策略即围绕 人流动线进行规划, 选用串接模式, 合理布局交通枢纽与各种物业的换乘通道, 使交通枢纽至商业物业成为车辆段开发的核心。 在北安河项目设计中, 通过在商业和地铁车站之间设置多种交通方式换乘, 形 成以商业空间为主要载体的综合换乘空间。 既带来了客观的商业客流, 又方便了 各种交通方式的零距离换乘。 通过引入地铁、 班车、 公交、 出租车等交通方式, 为基地商业带来客流 5 500人
31、次/高峰小时;引入客流与商业部分总客流比重达 81% (见图11) 。 图1 1 引导人流经商业到达住宅 Fig.11 Household walking through the commercial to the residential area 下载原图 由于车辆段自身噪声和振动的影响, 其上盖开发住宅的布置也比较受限, 需要 尽量选择布置在噪声和振动影响较小的区域。在北安河项目设计中, 通过对噪 声、 振动等环境影响因素进行评估, 将车辆段区域实现环境分区, 进一步指导各 类流线分区布局, 由北向南依次设置车站、商业、住宅, 通过流线设计实现公建 和住宅南北进出、交通分离, 最终实现交通
32、宁静化 (见图12) 。 2.5 景观优化设计 车辆段常常被视为城市中有着巨大体量的工业厂房, 上盖产品即是在厂房之上 加盖中低端住宅。 基于这种认知的车辆段上盖综合开发不仅无助于解决车辆段厂 库对城市景观的影响, 还浪费了车辆段自身的形态优势。 在重构对车辆段上盖开 发认知的基础上, 设计方案从 2方面优化车辆段上盖开发的景观界面。 图1 2 北安河车辆段上盖综合开发交通流线 Fig.12 The traffic flow line in the upper cover of Beianhe metro depot with comprehensive development 下载原图 2.
33、5.1 利用地形高差创造城市微地形 在满足厂房基本采光通风的基础上, 在用地南侧新增斜坡与现有公园融为一体, 减弱了盖上与地坪之间的落差感, 同时遮蔽了单调巨大的厂房立面。 置换为斜坡 绿地, 为周边区域带来更为活泼的微地形景观 (见图13) 。 图1 3 创造城市微地形 Fig.13 Creating micro urban terrain 下载原图 2.5.2 盖上多层次绿化设计 为满足盖上住宅的设备管线走线需要, 车辆段上盖平台需设置不小于1.2 m的覆 土, 也为盖上绿化种植提供了必要条件。 上盖平台的绿化率直接决定了开发的品 质, 决定了开发住户的生活质量。 但是, 一般情况下在车辆
34、段开发的结构转换层上很难再增加荷载, 无法栽种大型乔木。 因此需要在结构设计中预留多层次绿化 种植的条件, 将大型乔木的树坑统筹考虑, 为后期二级开发提供便利。 由于大型乔木需要 3 m的覆土, 为实现其种植需要, 又不过分增加结构的代价, 北安河项目在盖上平台设置了下沉式结构坑, 满足3 m覆土的要求。下沉式结构 坑通过两侧加设次梁、 倒挂平台结构板实现, 在不影响盖下建筑施工功能的前提 下, 可根据景观的设置进行灵活布置 (见图 14) 。 2.6 工艺与结构优化设计 在车辆段前期设计阶段对车辆段工艺进行优化可以更有效地配置土地资源, 减 少开发建设成本。 在一体化开发前期, 可采用的工艺
35、与结构优化手段包括置换部 分车辆段工艺厂房到盖上, 根据盖上开发平面优化库内线路布局, 从而实现盖 上建筑部分核心筒落地等。 在北安河项目中, 方案力求在不影响车辆段建设工期 和安全的前提下对车辆段工艺进行优化。 1) 在检修库部分, 由于受吊车作业要求控制, 调整余地较小, 部件检修库调车 作业高度要求较低, 轨顶标高不低于5.4 m, 调整部分检修库高度, 使上盖标高 与调整后的停车列检库上盖平齐。 图1 4 高大乔木结构预留做法 Fig.14 Reserved method of structure for tree pits 下载原图 2) 在运用库部分, 考虑到接触网安装要求是控制层
36、高的主要因素, 将原方案运 用库净高8.1 m调整至 6.9 m, 层高降低1.2 m, 同时核算了镟轮库吊车吊钩高 度不低于5.4 m, 满足作业需要 (见图15) 。 图1 5 运用库净高的调整 Fig.15 Garage height adjustment 下载原图 3) 方案设计期间由于咽喉区桩基已经开始施工作业, 因此对车辆段进行线路调 整的可能性不大, 同时由于库内线间距基本是规范规定的最小值, 没有减小的 余地, 因此未对线间距进行调整。 4) 为方便盖上开发单体的灵活布置, 结构采用层间隔振结构进行了转换, 上部 开发的墙体和框架柱与盖下车辆段的柱网不存在一一对应关系, 由于限
37、界的距 离要求, 设计中对平行于轨道方向的柱网尽量不做调整。 3 结语 在轨道交通建设日益加速的今天, 车辆段上盖综合开发作为缓解轨道交通建设 对城市公共财政造成的压力与提升沿线土地资源价值的重要举措获得了更多关 注, 既有车辆段上盖综合开发的案例为相关研究与实践积累了宝贵的经验教训。 本文通过对北京市 3代车辆段综合开发案例的一体化开发模式、产品营造模式、 环境营造模式、 交通组织模式进行了总结, 并以北安河车辆段上盖开发综合设计 为例, 相应地提出了一体化开发、 产品提质、 景观优化、 交通组织优化等策略, 期 望通过提升价值为导向的开发设计思路能为国内车辆段上盖综合开发的推广提 供一些借
38、鉴。 参考文献 1中国城市轨道交通年度报告课题组.中国城市轨道交通年度报告 2015M.北 京:北京交通大学出版社, 2016.Annual report of China urban mass transit research group.Annual report of China urban mass transit 2015M.Beijing:Beijing Jiaotong University Press, 2016. 2马祖琦, 简德三, 沈洪.东京和香港轨道交通站场综合开发启示J.都市快 轨交通, 2015, 28 (6) :144-148.M A Zuqi, JIAN Des
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