高鐵房建設備特點

高鐵房建設備特點

高鐵客站和生產生活設施工程建設和運營經驗，堅持以人為本、服務運輸的基本原則，滿足鐵路客站全壽命週期建設維護需求，體現新時代“暢通融合、綠色温馨、經濟藝術、智能便捷”的現代化鐵路精品客站特點。

一、客站規劃和建築特點

隨着高速鐵路建設的快速推進，高鐵站房規劃和建築與以往相比在形式上發生了根本的改變，凸顯了較以往傳統客站有重大不同的基本特徵，主要表現在以下三個方面∶（1）大型客站採用樞紐型的設計思路，將鐵路、地鐵、輕軌、城市公交、出租車綜合起來，同時將鐵路站房與城市廣場統籌考慮、一體化設計，形成了比較固定的設計模式;（2）面對城市土地資源的日益緊張，鐵路客站的規劃設計應滿足立體化、多層化、多功能的要求;（3）倡導客站總體規劃佈局因勢利導、內部空間組織化繁為簡、建築空間開敞通透、造型流暢、以彰顯其標誌性建築的定位，並在一定程度上反映地域歷史與文化特色。

1.建築功能由單一走向綜合

近年來，隨着城市經濟文化的發展，大型綜合建設項目在整合城市資源方面的優勢逐漸凸顯，而傳統鐵路客站由於封閉的建築空間、枯燥乏味的等候過程和以候車為核心的單一功能已無法適應當代旅客的需求。在這種背景下，無論是鐵路客站建築周邊環境還是客站內部綜合空間的建設，都應該吸納更多的城市功能，實現使用功能的綜合化，這在鐵路客站建設中體現得尤為突出。鐵路客站實際上就是集合多種城市功能的綜合體建築，它可以集購物、金融、餐飲、酒店、娛樂及住宅於一體，通過平面立體的各式交通空間與客站主體相聯繫;在滿足客站基本功能的基礎上增加綜合服務性的複合空間，形成新的客站組織模式，成為充滿經濟活力及文化魅力的城市功能載體。

2.建築空間由封閉走向開放

傳統鐵路客站的封閉性造成城市結構的割裂，削弱了鐵路線路兩側城市空間的連續性。考慮到這些不利因素，近年來建設的高速鐵路客站更加關注空間的開放化，逐步融入城市的空間系統，形成適合於區域發展和人性化的開放化、立體化的動態系統，從而實現區域的協調發展。高速鐵路客站內部空間與城市空間的統一考慮.往往是將城市空間向建築內部滲透，使其在地面、地下和空中多面對接形成街道、廣場、綠地等城市空間和步行系統，從而使建築空間更加開放，人們在其中的歸屬感也更趨強列

3.建築形式由分散走向整體

以往的鐵路客站內部功能分區明晰，呈對稱佈局，體現了現代主義建築"形式服從功能"的原則，形成了"三段式"的形態構成。當今，高速鐵路客站重視通過性設計，消解不同功能空間的劃分，達到綜合大廳下多種功能空間的複合，建築空間組織也從平面組織向立體方向發展，從而使佈局形式緊湊統一。另外，受當代審美影響，新時期高速鐵路客站更重視建築的整體性營造，並逐步實現了功能與形式的統一。

4.交通體系從二維走向立體

傳統鐵路客站受鐵路設計規範和管理體制所限，絕大多數是以候車大廳為核心組織建築內部交通，利用室外廣場組織交通轉換。在倡導綜合化、便捷化的今天，鐵路客站的內部交通與城市綜合交通換乘接駁，使城市交通從二維形式向多層次立體化發展，高速鐵路客站的功能正呈現集約化發展，以實現城市綜合交通的高效複合。高速鐵路客站與城市交通相結合，包括接駁地鐵、地下商業街、地面公共交通、出租車、社會車輛、高架輕軌甚至高架步行天橋等，利用地下、地面、高架的連接方式在城市空間中形成不同的運行層面，合理地組織軌道交通、地面公共交通、出租車和社會車輛，以避免交通干擾，實現零距離換乘。圖1-25所示為新建京沈高鐵北京朝陽站三維剖視圖。

二、高鐵站房結構特點

高鐵站房結構可以分為基礎、主體結構和屋蓋結構，由於站房對大空間的需求，主體結構採用的結構體系主要有鋼筋混凝土框架體系、鋼框架體系和鋼混組合框架體系等。

1.橋建合一的站房主體結構

高鐵站房按照與線路位置關係可分為線上式（又稱跨線式）、線下式、線側式（細分為：線側平式和線側下式）等形式，其中大型高鐵站房多為線上式。線上式站房為減少線路橋樑的結構高度和橋墩（柱）的截面尺寸，增加出站層的淨空高度和使用面積，主站房中站台層以上站房的結構柱在站場範圍內與站台層柱重合，且站台層採用雙向剛接框架結構（空間結構），形成“橋建合一”的站房結構。

橋建合一結構是為了適應站台軌道層跨越地下地鐵層，同時又支撐候車層及屋頂的功能需要，而將橋樑與房屋建築結構組合成一體的綜合結構體系。橋建合一結構體系主要有兩種形式∶一是下部橋樑結構採用橋墩與箱梁結構體系，上部結構柱直接嵌固在橋墩頂且與鐵路箱梁完全分開。這種結構形式傳力簡單.列車引起的振動僅通過橋墩傳遞，可將列車振動對上部結構的影響減少至最小。但這種結構形式橋墩和箱梁的尺寸均較大，對建築使用空間的影響很大。二是橋樑結構採用框架結構，上下部分結構形成整體框架結構體系。這種結構形式受力複雜，必須在結構整體模型中分析温度作用、列車振動等問題，但可對建築提供更為靈活的使用空間。

採用"橋建合一"的站房建築;在功能佈局上有許多相似之處，站房建築自下向上主要由以下幾部分組成：（1）如有地鐵，均設置在最下一層。地鐵與上部結構可以共用支承構件，也可以在結構上完全獨立。（2）地下一層，一般設置為換乘大廳和出站口，旅客可以在此零距離換乘其他交通工具或直接出站；對某些站房，此層位於地面。（3）站台層（承軌層），也稱地面層，列車在此層穿過站房；對某些站房，如換乘大廳和出站口位於地面，則此層要高於地面。（4）高架層（候車大廳），旅客集散的主要區域，進站口也設在此層。通過高架車道，旅客可直達此層。

2.大跨度屋蓋結構

高鐵站房與體育館、會展中心等公共建築不同，屋面結構的支承位置受制於鐵路線路的佈置。一般而言，為了高架候車層儘可能通透，必然要求支承屋蓋的豎向構件儘量少；為了避免屋蓋豎向支承構件直接落於高架候車層的樑上，造成結構轉換，使力的傳遞不直接、不明確，高架候車層的支承構件常常往上延伸進而成為屋蓋的支承構件，從而使得豎向傳力通暢直接，建築外形也更為流暢美觀。站房大跨度屋蓋空間結構形式涵蓋了管桁架、網架、網殼、索拱、張弦樑及其組合形成的結構形式等多種大跨度結構體系，一是實現大型客站高架候車廳大跨度、大空間室內空間效果的技術保證，營造高大、開敞的候車環境；二是充分發揮空間結構的三維受力特性，在保證結構安全和滿足建築功能的前提下，力求結構設計的先進性和合理性。

目前，國內大型站房的屋面結構以格構式為主，包括桁架、網格結構（含網架結構與網殼結構）等。究其原因，主要有以下幾點：（1）格構式許多杆件按一定規則組成的，構件受力以軸向為主，材料利用率高;（2）容易實現空間受力，抗震性能好；（3）格構式的組成方式相當於將複雜建築形狀離散化從而便於實現；（4）易於工廠加工及現場拼裝；（5）對周邊支承結構的適應性較強。

除了格構式結構，剛性與柔性組合的結構體系，如張弦樑、張弦桁架等，在站房屋面結構中也有應用，這類結構通過施加預應力改變結構內力分佈而產生效益，用鋼量較同類無預應力結構要低。此外，實腹結構與空腹結構相結合的結構體系、拱支網殼結構體系、索殼結構和索拱（張弦樑）結構組成的複雜空間結構體系、三角形立體桁架結構體系、雙向正交管桁架組成的空間格構與格構柱的板柱結構體系等空間鋼結構在外形獨特、造型各異的大型客站中也都有運用。

三、高鐵雨棚清水混凝土結構特點

高鐵雨棚檢修、維護、管理均涉及行車安全，因此在“重結構、輕裝飾、免維護”的理念下，高鐵雨棚推廣應用清水混凝土技術，免去裝飾面板、龍骨、掛件等外裝修體系，一方面極大減輕後期檢修、維護、更換工作；另一方面杜絕了雨棚飾面板因老化及列車帶來震動、風壓脱落引起線路上行車安全隱患。（清水混凝土，是指一次成型、不加修飾和處理，直接以混凝土原澆築面為飾面，表面平整光滑、無明顯色差和氣孔的混凝土。其特點在於顯示了混凝土材料最本質的美感，並取消了附加裝飾層，大大提高了安全性、降低了工程成本和維護成本，減少了材料消耗和污染，具有顯著的環境效益和經濟效益。）

例如：京張高鐵下花園北站雨棚設計為飾面級清水混凝土，造型複雜，弧形多且半徑不一。通過優化混凝土配合比、比選模板體系、嚴格控制工序質量等手段，形成了定型鋼龍骨+異形木模板清水混凝土雨棚施工技術，最終成型效果優於規範標準及設計要求，將清水混凝土表面平整光滑，色澤均勻，氣泡少，線條順直的特性完美呈現出來。

雙柱雨棚剖面圖

單柱雨棚剖面圖

1.清水混凝土工法特點

雨棚設計為飾面級清水混凝土，造型複雜，其中雨棚柱設計為異形，屋面設計為曲面結構，通過對常用模板體系進行比選，異形柱採用全鋼模板整體施工，屋面結構採用定型鋼龍骨+異形木模板進行施工。

（1）施工方便，能夠有效縮短施工工期

採用定型鋼龍骨與異形木模板組合模板體系，有效減輕單件模板重量，人工即可順利完成模板安拆、調整等作業，不需要藉助起重設備，方便施工，能夠大大提升施工進度，縮短施工工期。

（2）成型效果好

嚴格把控混凝土原材料質量，通過試配，不斷優化混凝土配合比設計，旨在控制色差，以滿足清水混凝土色澤均勻要求，同時考慮提高混凝土工作性能，方便現場澆搗。

通過樣板施作，經驗總結，不斷改進工序質量控制辦法，嚴格控制工序質量，保證清水混凝土成形效果。

（3）降低施工成本，有明顯經濟效益

本工法中雨棚屋面結構採用定型鋼龍骨與異形木模板組合模板體系，從模板加工、運輸到模板安裝、調整、拆卸等各環節費用均低於全鋼模板、鋼框組合木模板等常用清水混凝土模板體系，具有明顯的經濟效益。

2.工藝原理

(1)研究清水混凝土配合比設計

在保證混凝土力學性能、耐久性和經濟性的基礎上，結合當地原材料質量水平，優化混凝土配合比設計，控制色差，以滿足清水混凝土色澤均勻要求，同時提高混凝土工作性能，方便現場澆搗。通過試配，研究適合清水混凝土施工的混凝土配合比。

（2）針對飾面清水混凝土雨棚造型複雜，弧形多且半徑不一特點，研究複雜結構清水混凝土模板體系的選型及深化設計方法。

（3）改進工序質量控制辦法，嚴格控制工序質量，保證清水混凝土成形效果。

清水混凝土施工工序繁多，且每一道工序都將影響清水混凝土成形效果，通過樣板施工，總結經驗教訓，不斷改進工序質量控制辦法，嚴格把控模板進場驗收、脱模劑塗刷、模板安裝、鋼筋綁紮、保護層墊塊、混凝土澆搗、模板拆除、養護等各道工序質量，保證清水混凝土成形效果。

四、綠色節能環保特點

高鐵站房具有一定的特殊性，如空間高、人流量大、運營時間長、能源消耗大，其功能組成與住宅、商業、辦公等民用建築項目有着明顯的差別（包括進站廳、候車廳、售票廳、出站廳等），具有鮮明的行業特性。

1.影響能耗的主要因素包含如下:

（1）氣候影響

因氣候差異，不同地域的客站能耗差別很大。北方客站冬季採暖時間長，供暖能耗比重最大;南方客站製冷時間長，製冷能耗比重普遍較高。

（2）建築類型、結構以及遮陽保温方式影響

大型客站大量採用售票、候車、乘車一體化設計的寬敞高大空間，寬闊的採光窗減少了照明能耗，但若遮陽保温處理不當，則會增加能耗。

（3）旅客流量及停留時間影響

隨着旅客流量逐年上升，客站能耗、用水量相應增加。開通運營時間較長的客站，旅客流量大且相對飽和.人均能耗較低;部分新型客站受開通時間、市政交通及運輸組織的影響，旅客流量較小，人均能耗較高。旅客停留時間對各站能耗有較大影響。

（4）能源品類及用途結構影響

不同時期、不同地域建設的客站因主要能耗品及用途不同存在很大差異。北方寒冷地區採用燃煤、外購熱力供暖，成本較低;南方客站一般需要通過電力或天然氣製冷供暖，成本較高。

（5）設備設施影響

隨着鐵路服務質量的不斷提升，客站配備了大量的空調、旅客引導系統、監控設備、自動售票機、電梯等服務設施，在給旅客帶來舒適便捷的同時直接增加了能源消耗量及運營成本。

2.綠色節能環保措施及創新點

（1）高鐵站房以綠色鐵路客站三星級為目標，採用了諸多綠色可持續技術措施：利用下沉廣場有效改善地下采光、引入自然光及自然通風、採用LED節能照明燈具、採用一級節水器具、將市政中水用於衝廁及車庫地面沖洗、室內設置二氧化碳傳感器控制新風量、對室內污染物進行有效監控、太陽能光伏集熱發電、地源熱泵空調系統、空調電梯變頻等節能新技術，能有效降低客站能耗。

（2）被動節能措施在站房中的應用

從節能規劃的角度出發，以站房為主體的建築羣佈局，宜採用有利於建築羣體間夏季通風的佈置形式。我國傳統客站站房建築大多采用U形、一字形、L形三種佈局方式。U形和L形佈局中，候車樓與售票廳、行包房往往分成多棟建築，所以必然有部分建築（包括周邊商業建築）位於東西方向。部分建築的前或後處於負壓區，通風不好，U形最適合於寒冷地區的建築羣體佈局。一字形平面佈局主要立面採光、通風良好，不易受周邊建築的干擾，且在用地充足的條件下比較合理。站房建築應採用本地區建築最佳朝向或適宜的朝向，儘量避免東西向日曬。根據冬、夏季節太陽日運行規律，南向垂直表面在夏季太陽輻射時間較短，冬季太陽輻射時間最長，而東西方向垂直表面在夏季太陽輻射時間最長，因此利用這一規律，避免建築主體朝向為東兩向，將主要朝向定為南向等適宜朝向，可以充分利用太陽能、自然風等減輕建築採暖空調的能耗。應充分利用太陽能、風能、地熱、水等自然能源，減少環境設計中的剛性地面，種植植被綠化。植被的草本和喬木結合佈置為宜，但車站站前廣場不宜種植高大喬木，主站房立面容易被遮擋.同時容易產生視線上的干擾。綠化面積適宜分佈，儘量使每個地塊都能享受到綠化生態效益。

（3）自然通風

鐵路客站建築常見的平面形式有圓形、矩形、T字形。氣流渦旋區產生的位置取決於建築物的外形和風向。渦旋區大，正壓也大的部分，最有利於通風。圓形建築的渦旋區最小，因此圓形建築通風相對不利，但是這種建築形式最有利於抗風壓。建築物高度越高、進深越小、面寬越大時，背面渦旋區就越大;對通風有利。矩形平面通風效果最好。T字形綜合了開間大、進深小以及開間小、進深大兩種矩形平面.氣流渦旋區較大，通風效果較好。

（4）建築日照

為了滿足建築夏季隔熱與冬季保温的要求，應當爭取主要房間在平面佈局中的最佳朝向，為建築冬季爭取日照和夏季避免日曬提供有利條件。佈置建築房間時，應將候車室、售票廳與辦公用房等主要用房合理佈局。候車室是人口最集中的房間，宜佈置在南向等適宜朝向。

目前大多數傳統火車站中，普通候車廳進深與主站房進深等長，南、北向通透，形成一個大空間，可集中照明、送風與採暖。南向立面冬季可獲得較多的日照，而夏季則南、北向日照很弱，減輕了設備的冷、熱負荷。售票廳是流動人口最多的房間，絕大多數旅客都處於站立等候狀態，大門基本處於開敞狀態.在空調與採暖的季節依靠門口的隔離物防止冷、熱氣散逸。為了給售票廳創造穩定的熱環境，在建築設計上。應儘量將售票廳佈置在有利的朝向，最大限度地彌補由於使用而造成的不足。辦公用房則結合不同的功能分別設置在建築各處。集中設置的辦公用房也有許多使用單體空調，如果將用房放在適當的朝向，也可以節約能耗。

五、管路綜合排布特點

高鐵站房內各專業管路眾多、空間小，合理佈置各種系統的管線、設施，可為客站站房的整體設計、施工、運營提供強有力的支持。通過CAD圖紙的設計程序、BIM技術檢測，解決站房內管線碰撞、建築效果差以及檢修難度大等問題。

1.管線綜合設計的組成

鐵路客站站房各種新的設計、系統不斷完善，管線綜合設計涉及的內容和要求主要由以下專業組成：

（1）電力專業

電力專業主要進行電力電纜橋架和FAS、BAS電纜橋架、封閉式母線、金屬線槽、金屬導管等電力配電線路的走向佈置。

（2）信息專業

線路傳輸信息分為光信號和電信號，光信號在光纖中傳輸，能很好地抵抗外界干擾;電信號在電纜中傳輸，易受外界干擾，在信息線纜敷設中應儘量避讓強電、高温、高壓管線。

（3）暖通專業

通風系統：通風系統管線及設備複雜繁多，是管線綜合設計中最主要的一部分。主要包括送風管、排風管、迴風管，以及空調室內機及風機盤管等。

熱力系統：這類管道的特點主要是依靠壓力輸送，一般情況下主管道均需要保温，主要有：採暖系統供回水管道、生活熱水供應系統管道、空調供回水系統管道、為熱水供應和空調處理設備所需的蒸汽或熱水管道等。

（4）給排水專業

給水系統∶這類管線屬於壓力流管道，主要有生活給水系統管道、消火栓系統管道、自動噴淋系統管道、消防水炮系統管道等。

排水系統;這類管道以重力流為主，主要有生活污水排水系統管道、空調冷凝水排水管道、雨水管道等。

2.管線綜合佈設重點和特點

（1）現在的大型客站站房都包含高架候車廳和售票廳等若干個公共空間，為了保證這些大型公共空間整體通透、明亮的效果，為其服務的各種管線及部分設備均應考慮隱蔽佈置，放置在設備夾層中，由於使用功能的要求，大量管線在此間彙集，既有各種通風、空調管線以及各種消防及噴淋管線，又有自動報警、紅外監控、聲光、廣播等強弱電力線路，需要在設計時合理排布，滿足空間效果的需要。

（2）在大型客站站房設計中，為了保證空間效果，大量的管線需要穿越結構構件，其預留洞口或套管的位置、大小需保證結構安全，因此在結構設計中應考慮管線穿樑、板的位置，做到準確、合理，不影響結構安全，不佔或儘量少佔空間與層高。

（3）在大型站房的辦公部分，一般都包含數個夾層空間，此處層高往往不是很大，但是各種管線都需作其走道吊頂內通過佈置，再分頭到達各功能房間，由於空間的限制，大量的管線在此處彙集，所以這裏的管線最擁擠，也最容易發生交叉，相互擠佔有限空間.影響建築空間的合理使用。

（4）在管線綜合中要考慮設備系統末端的合理設計，例如，高大空間採用球形或鼓形噴口，並應與周主裝飾相呼應；地輻射採暖的集、分配器應結合建築平面佈局，儘量隱蔽在牆體內、結構柱等建築角落部位；公共區域牆壁不得安裝照明開關，照明開關宜設置在相應的服務間等。