高铁房建设备特点

高铁房建设备特点

高铁客站和生产生活设施工程建设和运营经验，坚持以人为本、服务运输的基本原则，满足铁路客站全寿命周期建设维护需求，体现新时代“畅通融合、绿色温馨、经济艺术、智能便捷”的现代化铁路精品客站特点。

一、客站规划和建筑特点

随着高速铁路建设的快速推进，高铁站房规划和建筑与以往相比在形式上发生了根本的改变，凸显了较以往传统客站有重大不同的基本特征，主要表现在以下三个方面∶（1）大型客站采用枢纽型的设计思路，将铁路、地铁、轻轨、城市公交、出租车综合起来，同时将铁路站房与城市广场统筹考虑、一体化设计，形成了比较固定的设计模式;（2）面对城市土地资源的日益紧张，铁路客站的规划设计应满足立体化、多层化、多功能的要求;（3）倡导客站总体规划布局因势利导、内部空间组织化繁为简、建筑空间开敞通透、造型流畅、以彰显其标志性建筑的定位，并在一定程度上反映地域历史与文化特色。

1.建筑功能由单一走向综合

近年来，随着城市经济文化的发展，大型综合建设项目在整合城市资源方面的优势逐渐凸显，而传统铁路客站由于封闭的建筑空间、枯燥乏味的等候过程和以候车为核心的单一功能已无法适应当代旅客的需求。在这种背景下，无论是铁路客站建筑周边环境还是客站内部综合空间的建设，都应该吸纳更多的城市功能，实现使用功能的综合化，这在铁路客站建设中体现得尤为突出。铁路客站实际上就是集合多种城市功能的综合体建筑，它可以集购物、金融、餐饮、酒店、娱乐及住宅于一体，通过平面立体的各式交通空间与客站主体相联系;在满足客站基本功能的基础上增加综合服务性的复合空间，形成新的客站组织模式，成为充满经济活力及文化魅力的城市功能载体。

2.建筑空间由封闭走向开放

传统铁路客站的封闭性造成城市结构的割裂，削弱了铁路线路两侧城市空间的连续性。考虑到这些不利因素，近年来建设的高速铁路客站更加关注空间的开放化，逐步融入城市的空间系统，形成适合于区域发展和人性化的开放化、立体化的动态系统，从而实现区域的协调发展。高速铁路客站内部空间与城市空间的统一考虑.往往是将城市空间向建筑内部渗透，使其在地面、地下和空中多面对接形成街道、广场、绿地等城市空间和步行系统，从而使建筑空间更加开放，人们在其中的归属感也更趋强列

3.建筑形式由分散走向整体

以往的铁路客站内部功能分区明晰，呈对称布局，体现了现代主义建筑"形式服从功能"的原则，形成了"三段式"的形态构成。当今，高速铁路客站重视通过性设计，消解不同功能空间的划分，达到综合大厅下多种功能空间的复合，建筑空间组织也从平面组织向立体方向发展，从而使布局形式紧凑统一。另外，受当代审美影响，新时期高速铁路客站更重视建筑的整体性营造，并逐步实现了功能与形式的统一。

4.交通体系从二维走向立体

传统铁路客站受铁路设计规范和管理体制所限，绝大多数是以候车大厅为核心组织建筑内部交通，利用室外广场组织交通转换。在倡导综合化、便捷化的今天，铁路客站的内部交通与城市综合交通换乘接驳，使城市交通从二维形式向多层次立体化发展，高速铁路客站的功能正呈现集约化发展，以实现城市综合交通的高效复合。高速铁路客站与城市交通相结合，包括接驳地铁、地下商业街、地面公共交通、出租车、社会车辆、高架轻轨甚至高架步行天桥等，利用地下、地面、高架的连接方式在城市空间中形成不同的运行层面，合理地组织轨道交通、地面公共交通、出租车和社会车辆，以避免交通干扰，实现零距离换乘。图1-25所示为新建京沈高铁北京朝阳站三维剖视图。

二、高铁站房结构特点

高铁站房结构可以分为基础、主体结构和屋盖结构，由于站房对大空间的需求，主体结构采用的结构体系主要有钢筋混凝土框架体系、钢框架体系和钢混组合框架体系等。

1.桥建合一的站房主体结构

高铁站房按照与线路位置关系可分为线上式（又称跨线式）、线下式、线侧式（细分为：线侧平式和线侧下式）等形式，其中大型高铁站房多为线上式。线上式站房为减少线路桥梁的结构高度和桥墩（柱）的截面尺寸，增加出站层的净空高度和使用面积，主站房中站台层以上站房的结构柱在站场范围内与站台层柱重合，且站台层采用双向刚接框架结构（空间结构），形成“桥建合一”的站房结构。

桥建合一结构是为了适应站台轨道层跨越地下地铁层，同时又支撑候车层及屋顶的功能需要，而将桥梁与房屋建筑结构组合成一体的综合结构体系。桥建合一结构体系主要有两种形式∶一是下部桥梁结构采用桥墩与箱梁结构体系，上部结构柱直接嵌固在桥墩顶且与铁路箱梁完全分开。这种结构形式传力简单.列车引起的振动仅通过桥墩传递，可将列车振动对上部结构的影响减少至最小。但这种结构形式桥墩和箱梁的尺寸均较大，对建筑使用空间的影响很大。二是桥梁结构采用框架结构，上下部分结构形成整体框架结构体系。这种结构形式受力复杂，必须在结构整体模型中分析温度作用、列车振动等问题，但可对建筑提供更为灵活的使用空间。

采用"桥建合一"的站房建筑;在功能布局上有许多相似之处，站房建筑自下向上主要由以下几部分组成：（1）如有地铁，均设置在最下一层。地铁与上部结构可以共用支承构件，也可以在结构上完全独立。（2）地下一层，一般设置为换乘大厅和出站口，旅客可以在此零距离换乘其他交通工具或直接出站；对某些站房，此层位于地面。（3）站台层（承轨层），也称地面层，列车在此层穿过站房；对某些站房，如换乘大厅和出站口位于地面，则此层要高于地面。（4）高架层（候车大厅），旅客集散的主要区域，进站口也设在此层。通过高架车道，旅客可直达此层。

2.大跨度屋盖结构

高铁站房与体育馆、会展中心等公共建筑不同，屋面结构的支承位置受制于铁路线路的布置。一般而言，为了高架候车层尽可能通透，必然要求支承屋盖的竖向构件尽量少；为了避免屋盖竖向支承构件直接落于高架候车层的梁上，造成结构转换，使力的传递不直接、不明确，高架候车层的支承构件常常往上延伸进而成为屋盖的支承构件，从而使得竖向传力通畅直接，建筑外形也更为流畅美观。站房大跨度屋盖空间结构形式涵盖了管桁架、网架、网壳、索拱、张弦梁及其组合形成的结构形式等多种大跨度结构体系，一是实现大型客站高架候车厅大跨度、大空间室内空间效果的技术保证，营造高大、开敞的候车环境；二是充分发挥空间结构的三维受力特性，在保证结构安全和满足建筑功能的前提下，力求结构设计的先进性和合理性。

目前，国内大型站房的屋面结构以格构式为主，包括桁架、网格结构（含网架结构与网壳结构）等。究其原因，主要有以下几点：（1）格构式许多杆件按一定规则组成的，构件受力以轴向为主，材料利用率高;（2）容易实现空间受力，抗震性能好；（3）格构式的组成方式相当于将复杂建筑形状离散化从而便于实现；（4）易于工厂加工及现场拼装；（5）对周边支承结构的适应性较强。

除了格构式结构，刚性与柔性组合的结构体系，如张弦梁、张弦桁架等，在站房屋面结构中也有应用，这类结构通过施加预应力改变结构内力分布而产生效益，用钢量较同类无预应力结构要低。此外，实腹结构与空腹结构相结合的结构体系、拱支网壳结构体系、索壳结构和索拱（张弦梁）结构组成的复杂空间结构体系、三角形立体桁架结构体系、双向正交管桁架组成的空间格构与格构柱的板柱结构体系等空间钢结构在外形独特、造型各异的大型客站中也都有运用。

三、高铁雨棚清水混凝土结构特点

高铁雨棚检修、维护、管理均涉及行车安全，因此在“重结构、轻装饰、免维护”的理念下，高铁雨棚推广应用清水混凝土技术，免去装饰面板、龙骨、挂件等外装修体系，一方面极大减轻后期检修、维护、更换工作；另一方面杜绝了雨棚饰面板因老化及列车带来震动、风压脱落引起线路上行车安全隐患。（清水混凝土，是指一次成型、不加修饰和处理，直接以混凝土原浇筑面为饰面，表面平整光滑、无明显色差和气孔的混凝土。其特点在于显示了混凝土材料最本质的美感，并取消了附加装饰层，大大提高了安全性、降低了工程成本和维护成本，减少了材料消耗和污染，具有显著的环境效益和经济效益。）

例如：京张高铁下花园北站雨棚设计为饰面级清水混凝土，造型复杂，弧形多且半径不一。通过优化混凝土配合比、比选模板体系、严格控制工序质量等手段，形成了定型钢龙骨+异形木模板清水混凝土雨棚施工技术，最终成型效果优于规范标准及设计要求，将清水混凝土表面平整光滑，色泽均匀，气泡少，线条顺直的特性完美呈现出来。

双柱雨棚剖面图

单柱雨棚剖面图

1.清水混凝土工法特点

雨棚设计为饰面级清水混凝土，造型复杂，其中雨棚柱设计为异形，屋面设计为曲面结构，通过对常用模板体系进行比选，异形柱采用全钢模板整体施工，屋面结构采用定型钢龙骨+异形木模板进行施工。

（1）施工方便，能够有效缩短施工工期

采用定型钢龙骨与异形木模板组合模板体系，有效减轻单件模板重量，人工即可顺利完成模板安拆、调整等作业，不需要借助起重设备，方便施工，能够大大提升施工进度，缩短施工工期。

（2）成型效果好

严格把控混凝土原材料质量，通过试配，不断优化混凝土配合比设计，旨在控制色差，以满足清水混凝土色泽均匀要求，同时考虑提高混凝土工作性能，方便现场浇捣。

通过样板施作，经验总结，不断改进工序质量控制办法，严格控制工序质量，保证清水混凝土成形效果。

（3）降低施工成本，有明显经济效益

本工法中雨棚屋面结构采用定型钢龙骨与异形木模板组合模板体系，从模板加工、运输到模板安装、调整、拆卸等各环节费用均低于全钢模板、钢框组合木模板等常用清水混凝土模板体系，具有明显的经济效益。

2.工艺原理

(1)研究清水混凝土配合比设计

在保证混凝土力学性能、耐久性和经济性的基础上，结合当地原材料质量水平，优化混凝土配合比设计，控制色差，以满足清水混凝土色泽均匀要求，同时提高混凝土工作性能，方便现场浇捣。通过试配，研究适合清水混凝土施工的混凝土配合比。

（2）针对饰面清水混凝土雨棚造型复杂，弧形多且半径不一特点，研究复杂结构清水混凝土模板体系的选型及深化设计方法。

（3）改进工序质量控制办法，严格控制工序质量，保证清水混凝土成形效果。

清水混凝土施工工序繁多，且每一道工序都将影响清水混凝土成形效果，通过样板施工，总结经验教训，不断改进工序质量控制办法，严格把控模板进场验收、脱模剂涂刷、模板安装、钢筋绑扎、保护层垫块、混凝土浇捣、模板拆除、养护等各道工序质量，保证清水混凝土成形效果。

四、绿色节能环保特点

高铁站房具有一定的特殊性，如空间高、人流量大、运营时间长、能源消耗大，其功能组成与住宅、商业、办公等民用建筑项目有着明显的差别（包括进站厅、候车厅、售票厅、出站厅等），具有鲜明的行业特性。

1.影响能耗的主要因素包含如下:

（1）气候影响

因气候差异，不同地域的客站能耗差别很大。北方客站冬季采暖时间长，供暖能耗比重最大;南方客站制冷时间长，制冷能耗比重普遍较高。

（2）建筑类型、结构以及遮阳保温方式影响

大型客站大量采用售票、候车、乘车一体化设计的宽敞高大空间，宽阔的采光窗减少了照明能耗，但若遮阳保温处理不当，则会增加能耗。

（3）旅客流量及停留时间影响

随着旅客流量逐年上升，客站能耗、用水量相应增加。开通运营时间较长的客站，旅客流量大且相对饱和.人均能耗较低;部分新型客站受开通时间、市政交通及运输组织的影响，旅客流量较小，人均能耗较高。旅客停留时间对各站能耗有较大影响。

（4）能源品类及用途结构影响

不同时期、不同地域建设的客站因主要能耗品及用途不同存在很大差异。北方寒冷地区采用燃煤、外购热力供暖，成本较低;南方客站一般需要通过电力或天然气制冷供暖，成本较高。

（5）设备设施影响

随着铁路服务质量的不断提升，客站配备了大量的空调、旅客引导系统、监控设备、自动售票机、电梯等服务设施，在给旅客带来舒适便捷的同时直接增加了能源消耗量及运营成本。

2.绿色节能环保措施及创新点

（1）高铁站房以绿色铁路客站三星级为目标，采用了诸多绿色可持续技术措施：利用下沉广场有效改善地下采光、引入自然光及自然通风、采用LED节能照明灯具、采用一级节水器具、将市政中水用于冲厕及车库地面冲洗、室内设置二氧化碳传感器控制新风量、对室内污染物进行有效监控、太阳能光伏集热发电、地源热泵空调系统、空调电梯变频等节能新技术，能有效降低客站能耗。

（2）被动节能措施在站房中的应用

从节能规划的角度出发，以站房为主体的建筑群布局，宜采用有利于建筑群体间夏季通风的布置形式。我国传统客站站房建筑大多采用U形、一字形、L形三种布局方式。U形和L形布局中，候车楼与售票厅、行包房往往分成多栋建筑，所以必然有部分建筑（包括周边商业建筑）位于东西方向。部分建筑的前或后处于负压区，通风不好，U形最适合于寒冷地区的建筑群体布局。一字形平面布局主要立面采光、通风良好，不易受周边建筑的干扰，且在用地充足的条件下比较合理。站房建筑应采用本地区建筑最佳朝向或适宜的朝向，尽量避免东西向日晒。根据冬、夏季节太阳日运行规律，南向垂直表面在夏季太阳辐射时间较短，冬季太阳辐射时间最长，而东西方向垂直表面在夏季太阳辐射时间最长，因此利用这一规律，避免建筑主体朝向为东两向，将主要朝向定为南向等适宜朝向，可以充分利用太阳能、自然风等减轻建筑采暖空调的能耗。应充分利用太阳能、风能、地热、水等自然能源，减少环境设计中的刚性地面，种植植被绿化。植被的草本和乔木结合布置为宜，但车站站前广场不宜种植高大乔木，主站房立面容易被遮挡.同时容易产生视线上的干扰。绿化面积适宜分布，尽量使每个地块都能享受到绿化生态效益。

（3）自然通风

铁路客站建筑常见的平面形式有圆形、矩形、T字形。气流涡旋区产生的位置取决于建筑物的外形和风向。涡旋区大，正压也大的部分，最有利于通风。圆形建筑的涡旋区最小，因此圆形建筑通风相对不利，但是这种建筑形式最有利于抗风压。建筑物高度越高、进深越小、面宽越大时，背面涡旋区就越大;对通风有利。矩形平面通风效果最好。T字形综合了开间大、进深小以及开间小、进深大两种矩形平面.气流涡旋区较大，通风效果较好。

（4）建筑日照

为了满足建筑夏季隔热与冬季保温的要求，应当争取主要房间在平面布局中的最佳朝向，为建筑冬季争取日照和夏季避免日晒提供有利条件。布置建筑房间时，应将候车室、售票厅与办公用房等主要用房合理布局。候车室是人口最集中的房间，宜布置在南向等适宜朝向。

目前大多数传统火车站中，普通候车厅进深与主站房进深等长，南、北向通透，形成一个大空间，可集中照明、送风与采暖。南向立面冬季可获得较多的日照，而夏季则南、北向日照很弱，减轻了设备的冷、热负荷。售票厅是流动人口最多的房间，绝大多数旅客都处于站立等候状态，大门基本处于开敞状态.在空调与采暖的季节依靠门口的隔离物防止冷、热气散逸。为了给售票厅创造稳定的热环境，在建筑设计上。应尽量将售票厅布置在有利的朝向，最大限度地弥补由于使用而造成的不足。办公用房则结合不同的功能分别设置在建筑各处。集中设置的办公用房也有许多使用单体空调，如果将用房放在适当的朝向，也可以节约能耗。

五、管路综合排布特点

高铁站房内各专业管路众多、空间小，合理布置各种系统的管线、设施，可为客站站房的整体设计、施工、运营提供强有力的支持。通过CAD图纸的设计程序、BIM技术检测，解决站房内管线碰撞、建筑效果差以及检修难度大等问题。

1.管线综合设计的组成

铁路客站站房各种新的设计、系统不断完善，管线综合设计涉及的内容和要求主要由以下专业组成：

（1）电力专业

电力专业主要进行电力电缆桥架和FAS、BAS电缆桥架、封闭式母线、金属线槽、金属导管等电力配电线路的走向布置。

（2）信息专业

线路传输信息分为光信号和电信号，光信号在光纤中传输，能很好地抵抗外界干扰;电信号在电缆中传输，易受外界干扰，在信息线缆敷设中应尽量避让强电、高温、高压管线。

（3）暖通专业

通风系统：通风系统管线及设备复杂繁多，是管线综合设计中最主要的一部分。主要包括送风管、排风管、回风管，以及空调室内机及风机盘管等。

热力系统：这类管道的特点主要是依靠压力输送，一般情况下主管道均需要保温，主要有：采暖系统供回水管道、生活热水供应系统管道、空调供回水系统管道、为热水供应和空调处理设备所需的蒸汽或热水管道等。

（4）给排水专业

给水系统∶这类管线属于压力流管道，主要有生活给水系统管道、消火栓系统管道、自动喷淋系统管道、消防水炮系统管道等。

排水系统;这类管道以重力流为主，主要有生活污水排水系统管道、空调冷凝水排水管道、雨水管道等。

2.管线综合布设重点和特点

（1）现在的大型客站站房都包含高架候车厅和售票厅等若干个公共空间，为了保证这些大型公共空间整体通透、明亮的效果，为其服务的各种管线及部分设备均应考虑隐蔽布置，放置在设备夹层中，由于使用功能的要求，大量管线在此间汇集，既有各种通风、空调管线以及各种消防及喷淋管线，又有自动报警、红外监控、声光、广播等强弱电力线路，需要在设计时合理排布，满足空间效果的需要。

（2）在大型客站站房设计中，为了保证空间效果，大量的管线需要穿越结构构件，其预留洞口或套管的位置、大小需保证结构安全，因此在结构设计中应考虑管线穿梁、板的位置，做到准确、合理，不影响结构安全，不占或尽量少占空间与层高。

（3）在大型站房的办公部分，一般都包含数个夹层空间，此处层高往往不是很大，但是各种管线都需作其走道吊顶内通过布置，再分头到达各功能房间，由于空间的限制，大量的管线在此处汇集，所以这里的管线最拥挤，也最容易发生交叉，相互挤占有限空间.影响建筑空间的合理使用。

（4）在管线综合中要考虑设备系统末端的合理设计，例如，高大空间采用球形或鼓形喷口，并应与周主装饰相呼应；地辐射采暖的集、分配器应结合建筑平面布局，尽量隐蔽在墙体内、结构柱等建筑角落部位；公共区域墙壁不得安装照明开关，照明开关宜设置在相应的服务间等。