乌鲁木齐地铁1号线的高风亭建筑设计*
乌鲁木齐地处干旱、严寒地带,冬季漫长,城市建筑密集、用地紧张,加上对安全防护有很严格的要求,因此,包括风亭在内的地铁附属设施在与城市空间环境、区域建筑风貌协调等方面存在不少问题。
地铁风亭是地铁车站和区间的附属建筑,是地铁地下空间与外界进行空气交换的重要端口。地铁风亭一般有独立式风亭、组合式风亭、合建式和集约式风亭等。乌鲁木齐地铁1号线(以下简为“1号线”)主要采用组合式风亭。
1 地铁风亭的型式选择和对环境的影响
1.1 地铁风亭相关设计规范
风亭的风口风向设计应满足GB —2018《地铁设计防火标准》及GB —2013《地铁设计规范》等规范的要求。
根据文献[1]规定,当地下车站的采用高风亭时,排风口和活塞风口应高于进风口。
文献[1-2]还对侧面开设风口的风亭技术指标有如下规定:
1) 进风口、排风口及活塞风口之间的水平净距不应小于5 m,而且,进风口与排风口、进风口与活塞风口都应错开方向布置,或者排风口、活塞风口应高于进风口5 m。当风亭口部方向无法错开且高度相同时,风亭口部之间的距离应符合GB —2013《地铁设计规范》的要求:进风口同活塞风口及排风口的最小间距为10 m,活塞风口和排风口的最小间距为5 m。
2) 风亭口部5 m范围内不应有阻挡通风气流的障碍物。
3) 风亭口部底边缘距地面的高度应满足防淹要求:当风亭设于路边时,其高度不应小于2 m;当风亭设于绿地内时,其高度不应小于1 m。
1.2 风亭型式的选择
不同城市的气候条件、地形地貌、城市文化、特殊需求等方面存在差异,同一城市的地铁风亭在城市空间性质、站点选择及既有建筑的情况等地面条件也存在差异,因此,风亭型式的选择是在多方因素影响下的一个博弈过程。
从城市设计的角度上来讲,应该尽量弱化风亭的存在,尽可能采用低矮敞口风亭。但低矮敞口风亭在安全、防毒、防盗、防雨、防冻、防淹及通风等方面存在隐患。而体量庞大的高风亭,虽然其环控、防盗及防毒效果较好,但却又会占用较多城市空间、影响城市环境整体协调。所以,乌鲁木齐地铁风亭设计要面临多方协作、精细化设计和建设等难题。
组合式风亭是将不同功能通过风道的转折集中为一个体量,伸出地面并竖向发展的风亭。组合式风亭主有田字型、L型和一字型等不同型式。乌鲁木齐地铁基于其特殊条件,主要采用一字型组合式风亭,如图1所示[3]。
图1 “一”字型组合式风亭
1.3 地铁风亭对周边环境的影响
风亭排风口排放的废气和风机产生的噪声是扰民的主要因素,应妥善处理,使之不影响居民的日常生活。
地铁风亭排风口排出的废气中含有二氧化碳、汗液、霉菌等多种物质。这些废气若在小区域集聚,就会造成局部空气污染。在城市成熟地段设置的地铁风亭,大多都会遭遇此类问题。在干燥多风的乌鲁木齐,1号线通过高风亭所排出的废气能快速被风吹散稀释,从而降低了对行人、居民的直接影响。
地铁风机难免产生噪声。而乌鲁木齐冬长夏短,其居民门窗在一年中有相当长的时间内都处于紧闭状态,受噪声影响有限。1号线的风亭在建设设计时已充分考虑对周边环境的影响,其选址均已尽可能远离建筑窗口。此外,1号线风亭还积极采用了降噪声屏、隔声窗、隔声墙及植被降噪等降噪措施,也在一定程度上降低了噪声的影响。
2 风亭建筑与城市空间
2.1 乌鲁木齐市对地铁建设的特殊需求
乌鲁木齐地区对安防有特殊的要求。风亭作为地下公共空间的换气口,其安全性必须有绝对的保障。
2.1.1 强化防毒措施
世界上用毒气袭击地铁事件已发生多起:1995年3月20日,日本东京地铁发生了一起不法分子蓄谋已久的沙林毒气事件;2001年9月2日晚,加拿大蒙特利尔市中心地铁车站发生毒气袭击事件;2006年9月8日,韩国首尔地铁1号线发生毒气泄漏事件。
由于地铁站台及车厢都是密闭空间,与外界换气的唯一通道就是风亭,因此地铁风亭进风口的安全性必须得到保障。若被恐怖分子钻了空子,则后果将不堪设想。
为此, 1号线所有风亭均采用高风亭,设计时进风口被尽量提高,可被动加强风口防护能力,有效防范不法分子接触进风口。这为新疆区域内的地铁安防又增加了一层防护罩。