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京張高鐵車站的主要設計創新點

來源:原創論文網 添加時間:2019-12-30

  摘    要: 京張鐵路不僅是2022年冬奧會的交通保障線、京津冀一體化發展的經濟服務線,同時是京張鐵路百年歷史的文化線,是展示中國高鐵建設成就的示范線,更是鐵總“智慧鐵路、智能站房”精神的落地線,具有重要歷史意義。首先提出高鐵車站面臨的現狀及存在的問題,然后分析京張高鐵車站的設計概況及面臨的挑戰,重點從站城融合——“始發站主輔客站+中心城區隧道”模式的應用、車站與自然環境相融合、綠色站房設計、全線景觀及文化藝術設計等幾個方面闡述京張高鐵車站的各創新點及設計思路,其中在與自然環境相融合方面,對清河站、八達嶺站、太子城站及張家口站進行重點研究。

  關鍵詞: 京張高鐵; 鐵路客站; 站城融合; 始發站主輔客站+中心城區隧道; 綠色站房; 全線景觀; 文化藝術;

  Abstract: The Beijing-Zhangjiakou High-speed Railway is not only the transportation security line for the 2022 Winter Olympics and the economic service line for the integrated development of the Beijing-Tianjin-Hebei Region, but also the cultural line reflecting the century history of the Beijing-Zhangjiakou Railway. It is a demonstration line showing the achievements of China's high-speed railway construction and also the implementation line of the spirit of “intelligent railway, intelligent station building” of China Railway, which is of great historical significance. This paper points out the current situation and existing problems of high-speed railway stations, analyzes the design and challenges of the Beijing-Zhangjiakou High-speed Railway station, and emphatically elaborates the innovations and design ideas of this station from various aspects, including station and city integration, namely, the application of the “primary and auxiliary stations of the starting station+central city tunnels” mode, station and natural environment integration, green station design, whole line landscape, and cultural and artistic design. In regard to the natural environment integration, the Qinghe Station, the Badaling Station, and the Zhangjiakou Station are studied specifically.

  Keyword: Beijing-Zhangjiakou High-speed Railway; railway passenger station; station and city integration; primary and auxiliary stations of the initial station+central city tunnels; green station buildings; whole line landscape; culture and art;

  1、 車站設計現狀與問題

  車站是服務于鐵路旅客的重要設施,是城市綜合交通最重要的節點[1]。2008年北京奧運會之后,隨著高鐵的建設,全國各地出現了一大批新型鐵路車站,例如,北京南站、上海虹橋站、廣州北站、青島站等,有別于高鐵之前的傳統火車站,這些車站呈現著新時代嶄新的設計理念,其使用功能、技術手段、施工工藝等都達到了一個新高度。

  同時,車站與城市關系日趨緊密,其不僅是城市的重要門戶和名片,而且成為了城市建設、經濟發展的強大引擎。隨著國外TOD城市交通規劃理念的引入,高鐵車站與城市建設、產業發展日趨緊密,出現了“站城一體化”趨勢。鐵路與地方政府對車站各要素進行統籌規劃,車站與城市空間、交通組織、站場設施等基本實現了一體化,為乘客帶來了極大便利,各地方政府參與車站建設的熱情亦空前高漲。
 

京張高鐵車站的主要設計創新點
 

  然而,在高鐵高速發展的同時,車站建設也出現了一些問題,例如,由于拆遷費用高、分割城市等方面原因,很多的高鐵站遠離城市中心,給人們在城市與車站之間的交通出行帶來了諸多不便。對此,發改委、自然資源部、住建部與原中國鐵路總公司聯合發布《關于推進高鐵站周邊區域合理開發建設的指導意見》。意見指出,合理確定高鐵車站選址和規模。新建鐵路選線應盡量減少對城市的分割,新建車站選址盡可能在中心城區或靠近城市建成區,確保人民群眾乘坐高鐵出行便利[2]。

  2、 京張高鐵工程概況及設計挑戰

  新建北京至張家口鐵路起自北京北站,西至張家口南站。正線全長174 km,設計速度350 km/h。全線共設9個車站:北京北、清河、昌平、八達嶺長城、東花園北、懷來、下花園北、宣化北、張家口南,詳見圖1。另延慶支線設延慶站,崇禮支線設太子城站。其中北京北、清河和張家口為始發站。中鐵設計集團建筑院擔任車站總體設計,并承擔了其中8個車站的站房設計任務。

  圖1 京張高鐵線路示意
圖1 京張高鐵線路示意

  京張高鐵對國家意義重大,既是2022年冬奧會的交通保障線,也是京津冀一體化發展的經濟服務線,既是京張鐵路百年歷史的文化線,也是展示中國高鐵建設成果的示范線,為此,鐵路總公司提出了“精品工程,智能京張”的建設目標。

  為實現上述目標,設計亦面臨巨大的挑戰。做到以現實問題為導向,總結高鐵車站的經驗和教訓,重點從車站功能定位、選址與城市的關系、綠色可持續發展、增強車站藝術感染力等方面作了重點思考與探索[3]。

  (1)重新審視車站選址與城市的關系。

  車站如何實現中心城區的建設,與城市空間融為一體,車站如何實現周邊交通的有效銜接,達到暢通融合的目的,如何避免特大城市終點站客流過度集中無法及時疏散,造成交通擁堵的問題,如何減小鐵路站場對城市的分割,減小對城市規劃的影響等是車站設計時思考的重點及難點。

  (2)車站綠色可持續發展為設計的著力點。

  以對自然及人文環境敏感點為設計策略,思考如何實現智能設計、減少能源消耗。

  (3)提升車站公共空間的藝術感染力。

  如何改變車站室內空間單一,缺少地域、文化藝術特色及感染力問題。

  在設計過程中,設計團隊堅持綠色開放理念,突出設計創新,通過艱苦的實踐,努力探求問題的解決方案,力爭為未來高鐵車站的規劃設計提供參考。

  3、 車站設計創新點

  3.1、 站城融合——“始發站主輔客站模式+中心城區隧道”模式的應用

  京張高鐵線路選擇及選址的設計原則是:

  (1)新建鐵路選線應盡量減少對城市的分割;

  (2)新建車站選址盡可能在中心城區或靠近城市建成區。

  從方便旅客出行角度考慮,應優先考慮在市中心的北京北站始發。但北京北站附近巨大的交通壓力也是不得不考慮的重要因素。為解決旅客便捷出行與城中心車站帶來的交通壓力的矛盾,京張高鐵始發站采用的是主輔客站的思路。即北京北站作為主客站保留,在五環外增加清河站作為輔客站,兩個客站之間的鐵路采用地下隧道的方式,詳見圖2。規劃方案與城市規劃緊密結合,解決了以下3個問題。

  (1)主車站設在中心區,輔客站設在北五環外,保障了主城區旅客及北部地區旅客出行便利。也避免了特大城市一條鐵路線只設一個始發站、客流過度集中造成的疏解難題。在這方面日本新干線東京站規劃值得借鑒,從圖3可以看到,在東京站北側有上野站,南側是品川站。

  (2)鐵路在城區(五環內)采用地下隧道的方式,極大減少鐵路對城市的分割,兩側交通聯系極大改善。高鐵穿越中心城區,這在國內特大城市還是第一次,尤其在地鐵、市政管網等密集的建成區,需要極大的技術和資金支持。

  圖2 京張鐵路主輔客站模式
圖2 京張鐵路主輔客站模式

  (3)鐵路在城區(五環內)采用地下隧道的方式,極大改善了城市空間環境。京張高鐵北京北站到北五環段采用地下隧道方式,在高鐵入地后,原來的地面空間將建設一個長達9 km的帶狀公園一京張鐵路遺址公園。鐵路兩側噪聲,臟亂差環境,城市景觀、慢行系統得到極大改善。

  圖3 日本新干線線路
圖3 日本新干線線路

  3.2、 與自然人文環境融合

  3.2.1、 設站條件最差的高鐵站——清河站

  清河站總建筑面積14.6萬m2,包括國鐵、地鐵、市政三部分工程,為綜合交通樞紐。清河站被譽為“設站條件最差的車站”,其西側緊鄰運營中的城鐵13號線以及運營中的京新高速,東側緊鄰城市現狀辦公及住宅,用地條件極為局促,且現狀用地被運營中的線路及鐵路站場完全打斷,形成了割裂的城市局面,詳見圖4。

  圖4 清河站割裂的城市空間現狀
圖4 清河站割裂的城市空間現狀

  怎樣在有限的空間內實現國鐵、地鐵、市政之間的高效換乘,怎樣將割裂的城市空間進行“織補”,實現東西兩側居民的自由通行、與周邊建筑及環境融為一體是設計的重點和難點,詳見圖5。

  圖5 清河站外部交通組織示意
圖5 清河站外部交通組織示意

  首先將運營中的地鐵13號線進行改造,將13號線清河段的高架線路落地與鐵路站場同場設計,這樣不僅有效節約了空間,同時大大減少3條地鐵間、地鐵與國鐵間的換乘距離,提高了交通效率[4]。

  其次有效利用周邊空間,節約土地資源。將西側京新高速橋下空間下挖處理,設計為站前廣場、公交車場及出租車場。利用東側有限的道路空間,采用立體交通的設計手法,使清河站與東部城區完美結合,達到了暢通融合的目的[5],詳見圖6。

  圖6 清河站剖透視
圖6 清河站剖透視

  最后,在有限的建設用地上,合理布置國鐵、地鐵的各項功能空間,在國鐵、地鐵流線簡潔、暢通、不交叉的前提下,在地下一層實現了國鐵換乘地鐵,地鐵換乘國鐵的“零換乘”關系。并且在地下一層實現了東西兩側居民的自由通行, “織補”了城市空間[6],詳見圖7。

  圖7 清河站鳥瞰
圖7 清河站鳥瞰

  3.2.2、 世界最深的高鐵站——八達嶺長城站

  京張高鐵途經八達嶺長城,建站有兩個方案供選擇,一是在景區設站,方便游客出行;二是在景區外設站,避免對景區造成干擾,但游客需要通過擺渡車才能到達景區, 詳見圖8。規劃階段爭議不斷,面對這一極為特殊的環境條件,如何體現高鐵為人們帶來的極大便利,又如何與自然人文景觀融合,出現了不同意見,最終確定了八達嶺長城站規劃設計原則:尊重歷史文化、強調環境保護。在此基礎上,盡最大可能為游客提供便捷舒適的出行環境,即選擇了景區設站方案[7]。

  圖8 八達嶺長城站整體鳥瞰
圖8 八達嶺長城站整體鳥瞰

  當年老京張鐵路“人”形鐵路,克服了因周邊高落差地勢環境而導致火車難以安全爬坡的困難,如今隧道技術的發展,使得線路從景區的地下“悄無聲息”通過,對八達嶺風景區得到了很好的保護。車站站臺層設于地下102 m,通過斜向通道與地面站房連接,地面站房位于八達嶺滾天溝停車場內,以“消隱”的設計理念,通過景觀分析、文化遺產保護專題研究,嚴格控制地面建筑的體量,力爭對景區影響縮減到最小,詳見圖9。

  圖9 八達嶺長城站放大鳥瞰
圖9 八達嶺長城站放大鳥瞰

  八達嶺長城站方案經歷了反復論證,得到了北京市規劃、文物、園林等有關部門及知名專家的肯定。

  作為世界上最深的高鐵站,創新設計離不開新技術的支撐[8],例如,在防災方面,深埋地下車站防災救援技術是一個創新。車站設置了立體環形的疏散救援廊道,提供了緊急情況下快速無死角救援的條件,并且通過智能化的監控平臺,實時監測、采集、匯總監測信息,全面掌握災害狀態,提供及時準確的三維可視化災害報警和預警功能,詳見圖10及圖11。

  圖10 八達嶺長城站環形快速救援系統
圖10 八達嶺長城站環形快速救援系統

  圖11 八達嶺長城站疏散通道示意
圖11 八達嶺長城站疏散通道示意

  3.2.3、 世界首座建在奧運賽場內的高鐵站——太子城站

  張家口市崇禮區太子城,是2022年北京冬奧會的主賽場;嘏c規劃中的冰雪小鎮相連,自然條件非常優越,背山面水。為減少對周邊環境的影響,充分尊重自然,太子城站采用雙曲弧線造型,雙曲屋面直接落地,與周圍山勢相呼應,強調建筑的“消隱”,詳見圖12。

  圖12 太子城站鳥瞰
圖12 太子城站鳥瞰

  太子城站雖然規模不大,但功能要求極為特殊。經過與奧組委等相關部門多次協調和論證,對奧運期間客源、客流進行深入調查和預測,深入分析冬奧客流、市郊客流、季節性客流的出行特征和個性化需求,統籌鐵路車站及站前交通設施規劃,滿足各種交通方式的便捷換乘,預設冬奧會賽前賽后功能的轉換。太子城站被國際奧委會稱為首座建在奧運賽場內的高鐵站。

  3.2.4 、紐帶——綜合交通樞紐張家口站

  張家口站是京張鐵路的終點站,同時也是聯系京張、京包、張呼鐵路的重要節點站和紐帶。車站北臨城市老城區,南側規劃有新的經濟技術開發區,建成后的張家口站將成為城市南北發展的重要節點,城市經濟開發區對外聯系的大門和紐帶。

  張家口站為高架式車站,站位及車場均為利舊,最大限度節約用地;鐵路生產生活房屋、市政交通建筑、落客及換乘場地緊密圍繞站房排布,有序布局組織,詳見圖13。車站在保證自身封閉性、便利性的前提下,兼顧整個片區布局的合理性,站房、站區房屋、市政房屋穿插在一起布局,最大程度滿足旅客乘降的便捷性,并節約用地[9]。

  圖13 張家口站鳥瞰
圖13 張家口站鳥瞰

  站房北側緊鄰城市老城區,場地條件有限,主要設置人行廣場及車場。站房南側均為新征用地,限制少,面積大,故采用綜合開發模式,設置多種交通、換乘、商業功能。地下平面布局為綜合開發重點,以貫穿車站區域南北的城市通廊為軸線,設置樞紐地下換乘廳、出租車接站、社會車輛接客區及停車場、地下配套商業等多種功能。該軸線也是換乘北側兩處、南側一處的城市軌道交通線路,以及換乘公交、長途的核心通道。

  車站設計理念結合張家口的歷史文化以及自然風貌,其正立面的曲線呼應張家口著名地標大境門;淺色建筑材質,意向來自于張家口地區廣袤無垠的自然風光,仿佛積雪山脈映于天際,呼應了即將到來的2022年北京冬奧會。車站屋面采用“人字形”屋面,契合詹天佑先生“人字形”鐵路之創舉,詳見圖14。

  圖14 張家口站
圖14 張家口站

  3.3、 綠色站房設計

  京張高鐵是國內首次實現按照綠建標準建設的高鐵項目。清河、八達嶺、太子城站按照綠色三星級客站標準進行設計,張家口、下花園、懷來等其他車站按照綠色二星級客站標準進行設計。

  清河站采用了諸多綠色可持續技術措施,如設置下沉庭院、光導管加強自然采光;采用可調節外遮陽構件有效降低太陽輻射;采用磁懸浮變頻冷水機組顯著提升冷源部分負荷性能,全面配置LED節能燈具,中水利用,室內污染物監控,創造健康乘降環境等[10]。清河站獲得了由中國城市科學研究會頒發的綠色鐵路客站三星級設計標識證書以及由美國綠色建筑委員會頒發的LEED金級預認證證書,為全國首個采用TB/T10429—2014《綠色鐵路客站評價標準》進行評價,并獲得三星級設計標識的鐵路客站項目。

  3.4、 全線景觀與文化藝術設計

  京張鐵路為2022年冬奧會交通提供保障,冬奧期間舉世矚目。如何彰顯中國技術、中國速度的同時,通過藝術創新設計傳播中國文化,成為京張高鐵車站設計重要的課題。在前期設計階段,引入環境藝術設計團隊,共同對全線及站區文化藝術景觀設計進行了策劃[11]。

  方便、舒適、安全是車站設計的基本目標,如何讓旅客產生更舒適、更愉悅乘降體驗,顯然,沿線景觀及車站的空間環境等還具有很大的提升空間,這些場所不僅是滿足乘降的功能,更應該成為獨特的文化、藝術載體,讓旅客每一次出行都產生心靈的愉悅與享受[12]。

  本次文化藝術景觀設計,跳出了以往的工程設計先于藝術設計的模式,圍繞“景觀”“文化”“藝術”,從人文傳播和用戶體驗兩個角度,與工程設計同步進行。

  3.4.1、 全線景觀設計、規劃創新要點

  全線景觀根據安全性、功能性、生態性、整體協調性、經濟適用性、地域性以及易維護性原則進行設計。根據沿線自然特征、地域特點,提出沿線景觀綠化五大景觀分區,即城郊風光段、關塞風光段、大澤風光段、燕北風光段、雪國風光段[13,14,15]。

  (1)通過對主要視角(列車上乘客視線、高速路行車視線、路上行人視線、高層建筑視線等)進行分析,確定沿線景觀綠化設計的重點。

  (2)針對鐵路自身特點,從景觀的動態性、移動的層次性、流暢的交融性、體驗的瞬間性進行分析,進而確定景觀綠化設計的手法,比如路基邊坡采用波浪式圖案、線路兩側綠化林帶的“內灌外喬”搭配等。

  (3)各站區選擇具有代表性的鄉土植物作為背景,配合各站區的文化元素進行景觀設計;跐M足各個季節觀賞性的需求,大面積采用常綠植被、整體設計以綠為主。

  (4)考慮地域特點,路基邊坡重點區域植物選擇以觀賞性灌木為主,一般區域主要選擇紫穗槐或沙地柏。

  (5)區間路基坡腳(塹頂)至地界及橋下綠化重點區域景觀設計以常綠樹種為主,一般區域景觀設計以落葉樹種為主,常綠樹種局部點綴。

  (6)新八達嶺隧道進出口采用城臺式洞門,實現了中國元素和長城文化與現代高鐵的有機結合,體現了高鐵隧道與區域環境和文化共生共榮的設計理念。

  3.4.2、 歷史建筑保護和利用。

  老京張鐵路是中國近代自主設計施工的第一條鐵路,終結了中國沒有自主設計、建造鐵路的歷史,而新建京張高鐵是中國鐵路技術飛速發展、躋身世界一流的有力佐證。從老京張鐵路到新京張高鐵,中國鐵路人從學習、創新到超越,實現了幾代人的高鐵夢。因此京張文化成為中國鐵路文化的特殊載體,在國人心中具有非同一般的意義。

  對老京張鐵路歷史建筑保留,如老西直門車站、人字形鐵路、青龍橋火車站,老清河站等均做了保護處理。其中對清河站老站房進行了整體平移保護并進行了修繕設計,擬作為博物館使用,旅客可以感受京張歷史,同時,呈現出在一條鐵路線上出新舊鐵路與站房的交替出現的壯觀景象[14]。

  3.4.3、 京張文化元素被融入到站房設計的每一個細節中[16]

  京張鐵路建筑文化藝術性設計是在原來鐵路設計的基礎上,進行了全線的文化藝術梳理,形成全線渾然一體又各具特色的形象展示。

  京張高鐵文化性藝術性表達核心理念為“天地合德,百年京張”,高度契合京張鐵路的文化藝術主題。清河站文化主題為“不息”,八達嶺長城站文化主題為“豐碑”,張家口站文化主題為“紐帶”,太子城站文化主題為“無界”。各站的文化主題也高度契合各站的具體特點,彰顯了新京張的藝術特色。詳見圖15~圖17。

  圖15 清河站進站大廳效果圖
圖15 清河站進站大廳效果圖

  圖16 八達嶺站地下站臺效果圖
圖16 八達嶺站地下站臺效果圖

  圖17 太子城站候車廳效果圖
圖17 太子城站候車廳效果圖

  圍繞線路文化性藝術性確立的文化形象識別表達視覺核心系統,衍生出 “人字紋”、“蘇州碼子”、 “山水視界”、 “五行五色”等基本元素,提供了標準化及可延展應用的素材,在差異化空間中呈現關聯性、整體性識別信息,是京張鐵路建筑文化藝術性設計的延伸和細化。在具體應用上,通過全線站房匾額、室內主題雕塑、砂巖浮雕、絲網印刷圖案、全線“人”字百葉風口等對全線車站進行文化植入。

  4、 結語

  在我國高鐵建設大跨步前進的同時,當前國際設計理念也在發生重大變化,縱觀當前優秀設計車站,無疑均在 “站城一體、功能復合、開放宜人、民族特色、地域表達”等方面有著深入的研究。京張鐵路是我國第一條智能鐵路,京張站房在 “暢通融合、綠色溫馨、經濟藝術、智能便捷”等方面均進行了深入的研究與設計創新,力爭建設成為國際領先的新時代鐵路樞紐,打造無愧于時代的精品智能站房,營造體現當代文化自信、溫馨宜人、注重細部設計、具有工匠精神的新時代高鐵公共空間。同時亦希望通過本文的研究對我國后續高鐵站房的設計起到一定的參考和借鑒作用。

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