文/武曉雨　北京中和建城建筑工程設(shè)計有限公司　北京　100070

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建筑設(shè)計優(yōu)化

文/武曉雨北京中和建城建筑工程設(shè)計有限公司北京100070

【摘要】本文主要針對地下車庫設(shè)計中的常見問題，并結(jié)合自己工作中的具體項目，重點對建筑設(shè)計中可以進行優(yōu)化的方面做主要的介紹和總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】地下車庫；柱網(wǎng)尺寸；層高；設(shè)備機房

1、項目簡介

西寧辦公樓、公寓及地下車庫項目的總建筑面積為：154815㎡，其中地上建筑面積為：113161㎡，地下建筑面積：41654㎡，地上建筑功能為：用地內(nèi)的北側(cè)為兩棟24層99.6m高的A級寫字樓和 3層高的商業(yè)裙房，裙房包括寫字樓配套功能用房和銀行、餐飲等功能；用地內(nèi)的南側(cè)為兩棟20層81.9m高的酒店式公寓樓；在用地內(nèi)西側(cè)和南側(cè)，與寫字樓和公寓緊挨著的為地上兩層地下一層的13.6m高的沿街商業(yè)，它與用地南面的大型商業(yè)和用地西面酒店用地內(nèi)的沿街商業(yè)相對應(yīng)，形成全長370m的T字形大型商業(yè)街。雖然用地內(nèi)的建筑密度較大，但還是在辦公和公寓樓中間預(yù)留出了大面積的集中綠地，同時地下車庫的入口也設(shè)置在此處，如圖1。本項目的地下為用地內(nèi)滿鋪的三層（局部四層）多功能地下室，其中，辦公樓地下主要設(shè)置了員工餐廳、大型設(shè)備用房和銀行的金庫、檔案庫以及作為銀行備用電源的柴油發(fā)電機房等，其他地下位置則以機動車庫為主同時兼顧戰(zhàn)時人防功能，公寓樓下3.3m高的夾層則作為自行車庫使用。在地下車庫的西側(cè)和南側(cè)還設(shè)置了兩個連通口，分別與酒店和大型商業(yè)的地下車庫連通。

圖1　西寧辦公樓、公寓及地下車庫項目功能分析總圖

2、軸網(wǎng)的制定和優(yōu)化

建筑中的軸網(wǎng)就好像建筑的骨架，制約著承重結(jié)構(gòu)的布置方案。制定合理的柱網(wǎng)尺寸，有利于建筑平面布局的合理性和提高內(nèi)部空間的使用效率，同時對結(jié)構(gòu)受力和結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性也有直接影響。需要設(shè)計師綜合各方面因素來合理制定建筑軸網(wǎng)尺寸，并且在設(shè)計的過程中進行適當?shù)膬?yōu)化，以便更好的滿足各專業(yè)的使用要求和工程的經(jīng)濟要求。

（1）建筑軸網(wǎng)的制定：

眾所周知，地下車庫最經(jīng)濟的柱網(wǎng)尺寸為8.1mX8.1m。但是由于本項目地下室內(nèi)有人防，地面上通行消防車且有1.6m深的覆土，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承受的荷載較大，同時考慮到本項目內(nèi)功能復(fù)雜，不同尺寸的軸網(wǎng)在地下平面銜接處時需由結(jié)構(gòu)梁斜向搭接的要求，都會最終造成柱子截面尺寸較大和不規(guī)則，所以初步?jīng)Q定采用8.4mX8.4m的軸網(wǎng)。但是由于地上西側(cè)的沿街商業(yè)要與對面酒店商業(yè)的8.3m開間尺寸統(tǒng)一，所以最終在辦公和公寓樓之間的地下范圍采用了8.4mX8.3m的柱網(wǎng)。而公寓下的車庫因受到地上公寓軸網(wǎng)的限制最終開間為8.1m，為保證停車效率，與結(jié)構(gòu)專業(yè)商量將結(jié)構(gòu)柱子尺寸盡量只在進深方向增加，以保證面寬方向每跨內(nèi)可以停3輛輕型車的可能。公寓南側(cè)車庫因地上沿街商業(yè)的限制，采用了8.4m的開間，并在公寓與商業(yè)間設(shè)置伸縮縫進行尺寸轉(zhuǎn)換。

（2）結(jié)合總平面圖調(diào)整建筑軸網(wǎng)關(guān)系

在總平面圖中，各建筑間的距離和相互位置直接影響地下軸網(wǎng)是否合理、經(jīng)濟。通過調(diào)整公寓和辦公兩樓之間的距離，保證地下柱網(wǎng)的尺寸規(guī)整且利于停車位的布置，盡量做到地下停車效率最大化；再調(diào)整公寓和辦公樓水平方向相互的位置，盡量保證地下軸網(wǎng)的對應(yīng)和統(tǒng)一。項目內(nèi)建筑的關(guān)系確定后，再調(diào)整本項目與南側(cè)大型商業(yè)和西側(cè)酒店項目的柱網(wǎng)關(guān)系，從而確保沿街商業(yè)的對應(yīng)以及實現(xiàn)車庫通道的連接。除此，小區(qū)內(nèi)的道路，地下車庫入口位置等都需要結(jié)合地下柱網(wǎng)來統(tǒng)一考慮。

（3）其它

地下車庫的軸網(wǎng)尺寸還需要結(jié)合地上建筑功能和地下室自身功能的需要，并兼顧地下室停車效率、地下室層高、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸要求等諸多因素，在本項目中因為要與周邊酒店和大型商業(yè)的地下車庫相連，所以周邊建筑車庫的軸網(wǎng)尺寸的影響也要同時考慮。

3、地下車庫層高的確定

（1）地下室層高的確定，與結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。

本項目為了在滿足使用要求的情況下盡量降低車庫層高，除了汽車坡道區(qū)域外地下車庫頂板均采用了無梁樓蓋結(jié)構(gòu)，汽車坡道開洞區(qū)域采用梁柱結(jié)構(gòu)。經(jīng)過計算：地下一層無梁區(qū)域：板厚400mm、柱帽高900mm，梁柱區(qū)域：梁高1000mm、板厚300mm；地下二、三層無梁區(qū)域：板厚300mm、柱帽高600mm，梁柱區(qū)域：梁高700mm、板厚250mm；綜合各專業(yè)的實際情況和規(guī)范要求我們將地下車庫的層高都定為3.6m，并將各專業(yè)的設(shè)備管線盡量布置在無梁區(qū)域，經(jīng)過管線綜合設(shè)計，最后無梁區(qū)域的凈高在2.6m左右，梁柱區(qū)域的凈高在2.3m左右，比起以往相同情況下，只用梁柱結(jié)構(gòu)的項目每層減小了至少0.3m的層高，地下3層共減少0.9m，有效的減少了施工的挖方量和結(jié)構(gòu)的建造成本。需要注意的是當采用無梁樓蓋時，由于柱上板帶和跨中板帶對開設(shè)洞口的大小和位置有嚴格的要求，所以設(shè)計時需要特別注意集水坑、設(shè)備管井、風井等板上開洞的位置和大小，并且做到及時與結(jié)構(gòu)專業(yè)以及其他相關(guān)專業(yè)進行溝通和圖紙核對。

（2）結(jié)合項目地勘確定地下基礎(chǔ)高度和位置。

本項目的基礎(chǔ)形式采用獨立柱基+抗水板，根據(jù)地勘報告中對天然地基評價，可將第三層卵石層作為天然地基持力層，該層的地下高度約為-12.88m至-17.77m.，平均厚度3.49m，因此該項目地下室總高度需控制在-12m 至-13m之間。

（3）地下室層高的確定與室內(nèi)建筑功能有關(guān)。

地下室層高的確定需要根據(jù)不同房間對室內(nèi)凈高要求綜合考慮，主要體現(xiàn)在設(shè)備用房方面，需要根據(jù)各自的使用要求和情況確定位置和高度。本項目地下室需要布置的設(shè)備用房有水泵房、變配電室、制冷機房、空調(diào)機房，其他功能房間為員工食堂、廚房、辦公、庫房以及后來甲方要求的銀行金庫和檔案室。根據(jù)各個功能房間的使用要求、面積、層高等因素，將員工食堂、廚房和變配電室設(shè)在地下一層，層高為5.2m，并為其各自配置相應(yīng)的疏散樓梯；為了與車庫底板高度一致，便將地下二、三層均設(shè)為3.6m高，因水泵房和制冷機房內(nèi)的荷載較大將其設(shè)置在地下三層且貼鄰設(shè)置，以便為其設(shè)置共用吊裝孔，其中水泵房根據(jù)具體需要調(diào)整局部層高，而制冷機房設(shè)為兩層通高；最后在其他位置設(shè)置空調(diào)機房、辦公室和庫房等。此時辦公樓地下室總高度為12.4m，同時也滿足地下基礎(chǔ)利用天然地基持力層的設(shè)置深度。

4、合理設(shè)置地下室用地范圍

為節(jié)省造價，本項目在方案設(shè)計時盡量將地下室設(shè)置的規(guī)整以減小外墻長度。但在設(shè)計優(yōu)化時將原設(shè)計的地下室外墻局部向里挪了一跨，主要是考慮到項目施工時對現(xiàn)狀建筑的影響，以及對相鄰較近建筑的支護要求等因素。

5、優(yōu)化設(shè)備機房、人防出口增加地下車庫的有效停車面積

項目在設(shè)計時盡量將可以合并的出入口、設(shè)備機房等合并使用。例如：將地下二層的兩個防護單元的人防主要出入口合并使用，將可不再劃分防護單元的地下三層人防的主要出入口與地下二層的另一個主要出入口合用。以減少人防出入口數(shù)量。

在防火分區(qū)設(shè)計時，盡量將相鄰防火分區(qū)內(nèi)的通風機房和通風豎井合并使用；人防設(shè)計時，使進、排風機房可以通過平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換同時滿足平時與戰(zhàn)時的使用要求，目的也是為了減少因分設(shè)機房而占用停車面積，以及風井出地面的數(shù)量。

6、合理設(shè)置設(shè)備機房的位置

設(shè)計時將通風機房、配電室、報警閥室等小面積設(shè)備機房布置在車庫的轉(zhuǎn)角處或坡道下方等位置，盡量少占用停車位，提高車庫的利用率。水泵房內(nèi)的生活水箱間以及消防水箱間可安排在空間較高且平面不規(guī)則不便于布置其他功能房間的位置。

布置設(shè)備機房位置時，盡量將機房放在便于各專業(yè)設(shè)備管道平行布置的位置，避免因設(shè)備管道交叉造成建筑內(nèi)凈高降低的情況，提高建筑空間利用效率。同時將荷載較大的設(shè)備用房安排在建筑底層，可避免因結(jié)構(gòu)構(gòu)件過大，而占用建筑室內(nèi)的空間高度。

7、充分利用自然通風采光

充分利用項目現(xiàn)狀資源，優(yōu)先采用地下室自然通風和采光，減少設(shè)備機房數(shù)量和設(shè)備后期營運成本，通風系統(tǒng)可采用自然進風+誘導(dǎo)風機的做法。本項目的公寓樓利用室內(nèi)外的高差，在地下夾層（自行車庫）設(shè)置高窗解決通風采光問題；在辦公樓首層配合外立面效果開設(shè)窗井，為辦公樓地下走道及部分房間解決通風問題。

8、充分利用現(xiàn)狀用地內(nèi)的地形高差

本項目用地為南高北低，即公寓樓比辦公樓首層地面高1.7m，利用1.7m的地面高差以及車庫覆土厚度1.6m，在公寓樓與地下車庫間設(shè)置3.3m高的夾層，作為公寓樓的自行車庫。

結(jié)語：

項目的設(shè)計過程往往是復(fù)雜的，所涉及到的問題也是多樣的，所以設(shè)計的方案和解決問題的方法并不是單一的，建筑師需要根據(jù)項目的具體情況進行綜合的分析、比較，從中選擇最適合的方式。