李冰 張寧 白濤 楊安杰

摘 要

西安東站是西安市規(guī)劃高鐵、普鐵、城際、地鐵、公交一體的特大型樞紐站，針對設(shè)計(jì)中面臨的城市視覺通廊控制、城市與自然多層次融合、城市交通復(fù)合網(wǎng)絡(luò)以及分期建設(shè)與形體控制等問題，采用“塬谷復(fù)合、杜白縫合、站城融合、橋路結(jié)合”的“四合”理念，結(jié)合特殊的城市區(qū)位、地理環(huán)境及交通條件，重點(diǎn)分析建筑功能分區(qū)與流線組織的關(guān)系，進(jìn)而從平面布置、形體組合與立面設(shè)計(jì)等方面提出了設(shè)計(jì)要點(diǎn)與策略，并應(yīng)用軟件模擬驗(yàn)證了室內(nèi)外光環(huán)境和風(fēng)環(huán)境的舒適性。

Abstract

Xian East Railway Station is a mega hub station of Xian with the planning of high-speed railway， ordinary railway， intercity railway， underground， and bus. In view of the problems faced in the design， such as the control of urban visual corridor， the integration of city and nature at multiple levels， the composite network of urban traffic， and the phased construction and shape control， the “Four Harmonies” concept of “Loess and Valley Composite， Dubai Sewing， Integration of Station and City， and Combination of Bridges and Roads” has been adopted to analyze the relationship between the functional zoning of the building and the streamline organization in the context of the special urban location， geographic environment， and traffic conditions， put forward the design key points and strategies in terms of the plane layout， the combination of shapes， the elevation design， etc.， and verify the comfort of indoor and outdoor light and wind environments by applying the software simulation.

關(guān)鍵詞：西安東站；交通樞紐；建筑設(shè)計(jì)；綠色技術(shù)

Keywords： Xian East Railway Station; Transport Hub; Architectural Design; Green Technology

0 引 言

西安東站規(guī)劃位置位于陜西省西安市灞橋區(qū)，是西安市規(guī)劃的特大型樞紐站，位于繞城高速東南，浐河以東，原紡織城火車站以南1.5 公里，也是中國中西部地區(qū)最大的鐵路樞紐站之一（圖1—圖3）。西安四主一輔鐵路樞紐的重要主車站銜接了西武、西渝高鐵、西康鐵路等路線，設(shè)置17 臺(tái)35 線（遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)預(yù)留20 臺(tái)40 線），是高鐵、普鐵、城際、地鐵、公交一體的特大型綜合交通樞紐，西安地鐵5 號(hào)線、13 號(hào)線、15 號(hào)線、25 號(hào)線的終點(diǎn)即為西安東站， 并與東站無縫換乘。

西安東站的建筑設(shè)計(jì)也存在很多不可回避的課題，如城市與臺(tái)塬河谷交界的自然環(huán)境， 處于高速公路、鐵路、城市道路復(fù)合交匯的車站區(qū)位，以及需要處理歷史文化傳承與現(xiàn)代城市發(fā)展的關(guān)系等。

1 西安東站設(shè)計(jì)面臨的問題

西安東站位于城市杜陵塬與白鹿原之間的浐河川道，城市與自然環(huán)境交界，高速公路、鐵路、城市道路復(fù)合交匯，使得該處交通復(fù)雜， 城市規(guī)劃要求高，建筑設(shè)計(jì)難度大（圖4）。

（1）站房與自然和城市之間的多層次融合要求（圖5）。

（2）車站與繞城高速及城市交通形成復(fù)合網(wǎng)絡(luò)。

（3）適宜的站房形體控制與建筑預(yù)留分期建設(shè)。

2“四合”理念為目標(biāo)的總體設(shè)計(jì)

1）塬谷復(fù)合。

從杜陵塬到白鹿原霸陵之間的視覺通廊控制盡量保住地域山川的千年風(fēng)貌。由于霸陵特殊的歷史景觀要求，方案要遵從城市規(guī)劃中從杜陵塬到白鹿原霸陵之間視覺通廊的控制要求，盡量保住山川地域的自然風(fēng)貌，控制建筑的高度；在兩塬相望的基地視線范圍內(nèi)的建筑，要盡可能消解體量，因此設(shè)計(jì)中重新梳理高鐵片區(qū)功能， 進(jìn)行用地紅線以外更大范圍的城市設(shè)計(jì)（圖6）。

2）杜白縫合。

即杜陵塬與白鹿原之間的銜接，從區(qū)域城市設(shè)計(jì)的角度思考站房與自然、站房與城市的關(guān)系，以合適的站房定位與城市多層次融合。西安東站項(xiàng)目場地條件復(fù)雜，站場斷面東高西低，車站軌頂標(biāo)高介于大填方與大開挖之間。結(jié)合現(xiàn)場自然條件，方案將高于場地的西渝車場改為橋式車場，其他車場保留原路基設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)體現(xiàn)對自然地貌的尊重，有效節(jié)約工程造價(jià)，創(chuàng)造可觀的軌下空間，使各相關(guān)功能充分利用，并有效縮短旅客換乘距離。

3）站城融合。

設(shè)計(jì)更高效的城市路網(wǎng)，疏解高鐵站房的交通壓力繞城高速路城市快速路交通主干路聯(lián)系成網(wǎng)高效服務(wù)高鐵片區(qū)，通過站西路、軌下道路、高架道路連接城市與站房，并快速疏解核心區(qū)的車行交通；通過順軌的5 號(hào)線地鐵、S21 和垂軌的S12 和15 號(hào)地鐵及換乘廳，最短距離疏解地鐵人流，使其成為便捷暢通的綜合交通中心[1]。

4）橋路結(jié)合。

在復(fù)雜的地形條件下，要考慮總體布局與分期建設(shè)的關(guān)系，通過多條不同標(biāo)高的綠軸實(shí)現(xiàn)核心區(qū)建筑群與城市多標(biāo)高、多層級(jí)的順暢連接，讓市民快速到達(dá)周邊功能空間，更高效更便捷地使用建筑，更新改造難度更大。

3 功能分區(qū)與流線組織

3.1 功能分區(qū)

交通規(guī)劃以線上線下、立體分流為原則， 線上采用南北兩側(cè)腰部落客進(jìn)站，腰部車道與外圍道路系統(tǒng)相連，在樞紐核心區(qū)形成“南來南回、北來北回”，送客流線簡潔單一，過境交通與來站交通分流，最大限度避免選擇過多造成道路交通擁堵；線下交通主要布置公交車、長途車等大型車交通系統(tǒng)，以及無須到達(dá)線上腰部車道的近域社會(huì)車輛。功能概括為：高架層小型車落客進(jìn)站，廣場層公交、地鐵、近域汽車及步行旅客進(jìn)站，地下層針對短時(shí)進(jìn)站旅客設(shè)置了快速進(jìn)站廳進(jìn)站；出站旅客到達(dá)中央市政通道后可以便捷到達(dá)橋下各種換乘廳，快速分流至地鐵、廣場、公交、出租等交通設(shè)施（圖7）。

3.2 平面布置

西安東站平面作了如下布置：458.91m 為本方案的±0.0m，為站臺(tái)層，包括站臺(tái)、側(cè)站房及物業(yè)開發(fā)；10.0m 為高架層，包括高架候車廳及側(cè)站房、腰部進(jìn)站廳、停車樓及適量物業(yè)開發(fā)；20.0m 為高架夾層，布置為高架候車廳內(nèi)小型商業(yè)等旅服功能；34.0m 為高架候車室屋面；–10m 為站臺(tái)層，設(shè)有側(cè)站房、城市通廊、出站廳、快速進(jìn)站廳、公交車場、長途車場、出租車場等功能；–18.2m 為負(fù)一層， 布置為地鐵換乘廳；–26.45m 為負(fù)二層，為地鐵15 號(hào)線、S12 號(hào)線站臺(tái)層；–36.96 為負(fù)三層為地鐵5 號(hào)線、S21 號(hào)線站臺(tái)層（圖8）?？傮w而言，車站整體功能流線的設(shè)計(jì)策略是通過豎向設(shè)計(jì)，做到延續(xù)生態(tài)、人車分流、商旅兼顧、站城共贏。

3.3 流線組織

根據(jù)總體功能區(qū)的相互關(guān)系，結(jié)合地形和外部交通條件，室內(nèi)外空間的流線按“上進(jìn)下出、快速進(jìn)站、橋下?lián)Q乘、多向分流”進(jìn)行組織（圖9）。

1）機(jī)動(dòng)車流線。

為了直通高架層的落客平臺(tái)，方案創(chuàng)新性地提供車輛直接駛?cè)敫呒荛L時(shí)停留專用車場（停車樓），做到了站臺(tái)雨棚的高效利用。

2）步行流線。

由廣場及高架步道進(jìn)站或通過本層步道直達(dá)周邊辦公和商業(yè)建筑內(nèi)部，豎向避開廣場層復(fù)雜客流和多向換乘人流的站城步行流線；步行平臺(tái)下既是廣場的風(fēng)雨連廊，又是適度開發(fā)的商業(yè)街，平臺(tái)下的地鐵中庭多層通高，周邊各附屬功能與地鐵公交等換乘空間多層聯(lián)通， 形成醒目又快捷的城市交通換乘核，公交和長途車場布置在站房兩側(cè)軌下空間，方便與城市道路出入聯(lián)系，在站前入口旁設(shè)置落客區(qū)，實(shí)現(xiàn)“下車即進(jìn)站”減少旅客行走距離。

3）地鐵旅客流線。

在廣場層城市通廊中部設(shè)有換乘集散廳， 聯(lián)系起地鐵站與快速進(jìn)站廳，可實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)站。

4 形體組合與立面設(shè)計(jì)

車站采取最集約的功能形體，嵌入在兩塬夾一川的生態(tài)環(huán)境中，規(guī)劃區(qū)域相應(yīng)地塊的容積率和建筑高度，讓城市設(shè)計(jì)具有生命活力和發(fā)展活力。車站整體方正平直的線條凸顯西北人剛正率直的性格特點(diǎn)，在廣場親人尺度范圍內(nèi)適度采用舒緩弧面以增加親和感，應(yīng)對站房發(fā)展預(yù)留和分期實(shí)施設(shè)計(jì)，采用整體與分期相結(jié)合的設(shè)計(jì)策略，協(xié)調(diào)兩期站房的空間形態(tài)與未來發(fā)展。

4.1 形體組合理念

1）四方九宮的格局。

西安城，不但延續(xù)了隋唐長安城市營建的智慧，而且保留了現(xiàn)有明清城墻的形態(tài)格局， 因此獲得了四方城、九宮城的雅名。方案結(jié)合雨棚上方的功能創(chuàng)新，遵循了獨(dú)特的城市形態(tài)， 呼應(yīng)匠人營國，揭示了城市與自然共存的深層哲理（圖10）。

根據(jù)方城營建策略，采用建筑類型學(xué)的方法，提取《考工記》及隋唐都城的城市規(guī)劃形態(tài)， 方案將形體演變?yōu)榫艑m格形式。深化宮格形態(tài)， 強(qiáng)調(diào)“單元體”，一方面為了在功能上分區(qū)明確，另一方面，可在后期根據(jù)不同的功能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行造型等方面的深化。站臺(tái)設(shè)計(jì)最重要的功能空間為站房部分，考慮到站房的設(shè)計(jì)要求、使用方式、流線組織、空間需求等方面[2]， 可將九宮格部分宮格進(jìn)行融合演變，以滿足站房設(shè)計(jì)需求?？紤]到便捷、舒適、經(jīng)濟(jì)等方面的影響，除站房部分，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮停車、住宿、娛樂、休閑等多樣服務(wù)需求，豐富設(shè)計(jì)功能（圖11）。

要在兩翼設(shè)置停車樓，四角設(shè)置綜合開發(fā)， 以滿足旅客的需求，且為區(qū)域注入活力，助力城市開發(fā)。

2）站城一體的形態(tài)。

隨著現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏越來越快，鐵路車次越來越高頻、便捷，旅客商務(wù)出差、休閑旅游對鐵路出行的需求度與好感度也在提升。為旅客創(chuàng)造更好的出行體驗(yàn)，為商旅出行提供方便的停車、住宿及餐飲等服務(wù)功能，成為時(shí)代所需的設(shè)計(jì)方向。

西安東站設(shè)計(jì)與時(shí)俱進(jìn)，充分利用站臺(tái)雨棚上方空間，結(jié)合旅客流線設(shè)置停車樓及酒店等。設(shè)計(jì)重新定位了高鐵車站的片區(qū)功能，進(jìn)行了設(shè)計(jì)紅線以外更大范圍的城市設(shè)計(jì)研究，體現(xiàn)了山水交融、站城融合、體驗(yàn)復(fù)合的設(shè)計(jì)理念（圖12）。

4.2 公共空間組織

1）交通空間的互通。

充分應(yīng)對城市主客流方向并解決各種功能問題的同時(shí)，不能忽略白鹿原上幾十萬人常駐口的交通需要。設(shè)計(jì)中在站房東側(cè)廣場下設(shè)置上塬纜車和上塬有齒電車的換乘廳，多方位增加與白鹿原聯(lián)系。

2）進(jìn)站空間的拓展。

結(jié)合安檢實(shí)名的客觀需要，增加腰部進(jìn)站的專有空間，減少對候車廳的噪聲影響和空間破壞，增加更有實(shí)用性的功能空間，改善旅客的到達(dá)感受。

3）城市客廳的形成。

方案通過設(shè)置標(biāo)志性極強(qiáng)的城市交通核， 聯(lián)通地鐵站廳、地下?lián)Q乘廳、地面廣場，聯(lián)通城市層和高架落客平臺(tái)層，通過城市客廳，實(shí)現(xiàn)到達(dá)出發(fā)旅客的位置感，并實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)的便捷聯(lián)系，最大限度的延續(xù)無風(fēng)雨換乘區(qū)。在站房西側(cè)聯(lián)通城市層設(shè)置會(huì)客觀景陽臺(tái)，凸顯回望城市滿眼皆綠理念的同時(shí)，為極端客流提供充足的潮汐備用空間。

4.3 立面文化符號(hào)

1）沿用三重門形體。

明清西安城的4 座城門，皆為門三重，樓三重之制， 即每座城門外，都建有甕城與月城， 而在內(nèi)城門的甕城門與月城門上，都建有正樓、箭樓與閘樓。 三重門概念運(yùn)用到西安東站，有“城市門戶”之寓意（圖13）。

2）傳承回龍紋式樣。

回龍紋是古代青銅器紋飾的一種，也是龍文化最具代表性的象征之一。中國青銅器開始于馬家窯至秦漢時(shí)期，興盛于商周時(shí)期，也是古都長安的文化符號(hào)。西立面主要采用中國傳統(tǒng)紋樣“回字紋”的式樣?！盎刈旨y”其形狀像漢字中的“回”字，寓意吉祥，富貴不斷頭。作為一種傳統(tǒng)裝飾紋飾，經(jīng)過了數(shù)千年的演變， 現(xiàn)將其與三段式立面體塊結(jié)合（圖14）。

3）提取秦鎧甲符號(hào)。

提取西安傳統(tǒng)歷史遺跡兵馬俑符號(hào)，將其轉(zhuǎn)譯為鎧甲元素，結(jié)合鎧甲的搭接方式形成建筑立面表皮，強(qiáng)調(diào)西安的地域文化特色（圖15）。

5 環(huán)境控制與綠色技術(shù)

5.1 室外光環(huán)境模擬分析

西安東站設(shè)計(jì)使用光伏玻璃，可最大限度利用西側(cè)陽光突出的格柵形成陰影，避免眩光。根據(jù)西安東站的設(shè)計(jì)條件，方案采用了采光模擬計(jì)算軟件Ecotect 進(jìn)行三維建模，分析在外窗玻璃不同可見光透過率的情況下，西安東站的自然采光效果。

采光分析模型的參數(shù)設(shè)置，玻璃可見光透過率為0.2、0.3、0.4；光氣候區(qū)為Ⅲ區(qū)；室外天然光設(shè)計(jì)照度15，000lx（圖16）。

由采光模擬分析可知，主要功能區(qū)均可滿足采光要求（圖17）。

5.2 室外風(fēng)環(huán)境模擬分析

1）模擬設(shè)置。

為了使計(jì)算結(jié)果具有一定的代表性，需要選擇西安地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向和風(fēng)速。冬夏季盛行東北偏東風(fēng)（ENE），根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012，選擇西安冬夏兩季兩種工況進(jìn)行模擬，風(fēng)速、風(fēng)向特征見表1。

2）模擬結(jié)果。

如圖13 所示，其中圖13a 為來流風(fēng)速為2.5m/s 時(shí)的室外1.5m 高處風(fēng)速分布，圖中可以看出，項(xiàng)目所在區(qū)域附近通風(fēng)良好，室外最大風(fēng)速約為2.5m/s，均小于5m/s。圖14b 顯示風(fēng)速放大系數(shù)值在0 ～ 1.8 之間，圖14c 可看出，項(xiàng)目人去區(qū)域未出現(xiàn)漩渦和無風(fēng)區(qū)，從圖14d、14e 可以看出建筑迎風(fēng)面與背風(fēng)面風(fēng)壓差約為3.125pa，滿足夏季自然通風(fēng)的要求，滿足《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378—2019）“建筑物周圍人行區(qū)距地高1.5m 處風(fēng)速小于5m/s， 且風(fēng)速放大系數(shù)小于2，建筑迎風(fēng)面與背風(fēng)面風(fēng)壓差不大于5Pa”的規(guī)定（圖18）。

5.3 綠色技術(shù)應(yīng)用

東站建設(shè)大量采用綠色節(jié)能新技術(shù)，在站房屋頂和雨棚可設(shè)置光伏發(fā)電系統(tǒng)，站房及雨棚鋪設(shè)光伏面積約9 萬平方米。設(shè)計(jì)大量采用側(cè)面采光和天窗采光，有效降低候車廳的照明能耗；利用地形風(fēng)場、被動(dòng)式通風(fēng)等，大幅減少主動(dòng)式制冷能耗。鐵路和市政配套工程充分利用站場空間，緊湊布設(shè)各類接駁交通功能區(qū)及旅客換乘空間，共同建構(gòu)一體化綜合客運(yùn)樞紐，實(shí)現(xiàn)接駁換乘功能空間直接連通、集約布局， 高鐵、普鐵、公路、城市軌道暢通融合。西安東站是國內(nèi)首個(gè)在臺(tái)塬地形實(shí)施配套交通的大型鐵路場站。

6 結(jié) 語

特大型交通樞紐建筑設(shè)計(jì)，在特殊的城市區(qū)位和地形環(huán)境中既是城市交通組織的關(guān)鍵， 也是城市發(fā)展的重要標(biāo)志。要針對綜合交通樞紐配套工程統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)的要求，探索一體化鐵路交通樞紐建設(shè)新的設(shè)計(jì)組織模式，確定合理的交通體系與整體功能架構(gòu)。樞紐交通設(shè)施之間在空間上應(yīng)充分融合，形成有機(jī)整體， 將樞紐交通、城市及建筑等功能融合，實(shí)現(xiàn)西安東站樞紐植入城市，開創(chuàng)樞紐與城市融合發(fā)展的新模式。

總體布局要在城市規(guī)劃的控制下，綜合協(xié)調(diào)自然生態(tài)、地形變化、尤其是復(fù)雜交通的關(guān)系， 真正做到車站與城市環(huán)境的有機(jī)融合。建筑設(shè)計(jì)要在合理劃分功能區(qū)的基礎(chǔ)上，高效組織內(nèi)外交通核人車流線，創(chuàng)造豐富的室內(nèi)外公共空間；通過綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用，創(chuàng)造舒適的室內(nèi)外物理環(huán)境。建筑造型設(shè)計(jì)既要傳承地域文化，又要運(yùn)用現(xiàn)代科技，體現(xiàn)民族風(fēng)情、地域風(fēng)采和時(shí)代風(fēng)貌。

參考文獻(xiàn)

References

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[2] 桂汪洋. 大型鐵路客站站域空間整體性發(fā)展途徑研究[D]. 東南大學(xué)， 2018

SYNOPSIS

The Station Is Located in the Loess Valley; the Bridge and the Road Merge into the City：

Design of Xian East Railway Station Under the Concept of “Four Harmonies”

Bing Li， Ning Zhang， Tao Bai， Anjie Yang

Xian East Railway Station is a large-scale hub station integrating the planning of high-speed railway， ordinary railway， intercity railway， subway， and bus， aiming at solving the problems faced by the design， such as the control of urban visual corridor， the multi-level integration of city and nature， the composite network of urban transportation， and the phased construction and shape control. This paper has adopted the “four-in-one” concept of “valley complex， Dubai stitching， station-city integration， bridge and road combination”， combining with the special urban location， geographical environment， and traffic conditions， to analyze the relationship between the buildings functional zoning and streamline organization， and then form the plane layout. The design points and strategies of shape combination and facade design are proposed， and the software simulation is used to verify the comfort of indoor and outdoor light and wind environments.

Xian East Railway Station， located in Baqiao District， Xian City， Shaanxi Province， is a large-scale hub station planned by Xian， 1.5-kilometer southeast of the Ring Expressway， east of the Chanhe River， and south of the former Textile City Railway Station， and is also one of the largest railway hub stations in central and western China. The important main station of Xians four main and one auxiliary railway hub connects Xiwu railway， Xiyu high-speed railway， Xikang railway， and other lines， sets up 17 sets of 35 lines， and is a super-large and comprehensive transportation hub. Xian Metro Line 5， Line 13， Line 15， and Line 25 are merged at Xian East Railway Station， and customers can make seamless transfer. The natural environment at the junction of the city and the Taiyuan River Valley， the location of the station at the intersection of highways， railways， and urban roads， and the relationship between inheriting history and culture and developing modern cities have all become unavoidable issues in the architectural design of Xian East Railway Station.

The architectural design of a super-large transportation hub is not only the key to urban transportation organization but also an important symbol of urban development in the special urban location and terrain environment. In view of the requirements for the unified planning and construction of a comprehensive transportation hubs supporting projects， it is important to explore a new design and organization mode for the construction of the hub， and determine a reasonable transportation system and an overall functional architecture. The hub transportation facilities are fully integrated in space to form an organic whole， integrating the functions of hub transportation， city， and architecture， developing the hub of Xian East Railway Station into the city， and creating a new model of the integrated development of hub and city.

U n d e r t h e c o n t r o l o f u r b a n p l a n n i n g ， the overall layout should comprehensively coordinate the relationship between natural ecology， topographic changes， and especially complex transportation， and truly achieve the organic integration of the station and the urban environment. On the basis of reasonably dividing functional areas， the architectural design should efficiently organize the internal and external traffic core pedestrian and vehicle flow lines to create rich indoor and outdoor public spaces. And through the application of green building technology， it should create the comfortable indoor and outdoor physical environments. Also， the architectural design should not only inherit the regional culture， but also use modern science and technology to reflect national customs， regional styles， and era styles.