杨旭艳

（福建省工大工程设计有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

近年来，地产项目地下车库的建设在成本和安全上备受业主重视。地下室的建设成本占整个项目的配比较大，在控制造价成本方面，方案及施工图阶段要根据实际及业主的需求优化设计；另外，地下室部分相对于地上建筑工程，地下室建筑未开设门窗，整体的通风性差，采光性差，火灾时人员往地面层疏散更困难，消防人员扑救能力更差，火灾引起意外事故造成的损失更加惨重，必须通过合理有效的建筑防火分区、防火单元、安全疏散出口、安全疏散距离等设计及水暖电设备设施的布置来提高地下室车库的火灾应对能力；由于地下室受地下水的影响，出现漏水、渗水等问题，很难查明其原因，地下室排水也比地上部分更加困难，一旦发生漏水、渗水，对地下室的使用会产生很大的影响，问题很难解决。因此，为了更好地实现地下车库的功能、安全及其经济价值，本文着眼成本控制和安全保障两方面对福建一地下车库进行优化设计。

1 工程概况

莆田物流园区快递电商园一期地下室一、地下室二项目位于福建省莆田市，于2019年8月出图。两个地下室均在地下一层，主要为机动车车库，战时局部转化为人防工程。总建筑面积为61615.88m2（人防面积为11928.26m2），总长约378m，总宽约253m，建筑层高4.95m，局部设备用房5.6m，耐火等级为一级，停车数量为1851个。该项目的成本和安全备受业主重视。

2 基于成本控制的优化设计

2.1 建筑设计的优化

（1）地下车库规模：项目实际设计车位比规划规定配建车位更多，导致地下室车库面积超出原规划面积，造成成本增加。因此，在正常情况下，设计车位满足报批需求即可。地下车库车位的基本尺寸：依据《车库建筑设计规范》（JGJ 100-2015）[1]，小型车的总长为4.8m，总宽为1.8m，总高为2.0m。最小停车位及车道尺寸如下：垂直式2400mm×5300mm，中间车道宽为5500mm，平行式（后退停车）2400mm×6000mm，中间车道宽为3800mm。

（2）地下室轮廓：地下室轮廓处理不正确是造成地下室无效空间产生的原因之一。因此地下室轮廓尽量避免窄长形，最好做到方正简洁，尽量避免大量无效面积、锐角、尖角、折边、斜边等。

（3）设备用房的合理布置：设备用房（防排烟机房、强弱电间、配电间、水泵房等）的合理布置可以提高地下室空间的使用率，增加车位的布置数量，提高整个车库的停车效率。

地下车库设备用房布置原则：

（1）每个防火分区的防排烟风机房能合用的尽量考虑合并，尽量减少占用车位；

（2）充分利用地下车库坡道下方停车高度不够的位置布置设备用房；

（3）充分利用主楼投影下的位置（由于主楼剪力墙柱网的影响无法停车）布置设备用房；

（4）设备用房尽量布置在不能停车的拐角、死角区域，避免车位的浪费；

（5）尽量按设备用房的最小尺寸设计，避免机房面积过大造成浪费。

以莆田物流园项目为例：7#楼投影范围内，剪力墙柱网影响无法停车，利用这种无效空间做设备用房，且送风机房按最小的净尺寸2.9m设计，避免机房面积的浪费，见图1所示。

图1 设备用房布置在主楼下部

风机房布置在死角不能停车的地方，不占用车位（见图2所示）。

图2 设备用房布置在“死角”位置

2.2 结构设计的优化

2.2.1 柱网设计

评估地下车库设计经济性的重要指标之一就是单车停车效率，也就是地下室面积均摊到每辆车所占的面积数。1000车位的地下车库，停车效率指标每减少1m2/车就能节省约300万。所以，在设计地下车库时，车位的面积控制是非常重要的。而车位的有效布置又跟结构的柱网尺寸设计有很大关联，柱网设计合理，车位布置才能紧凑，从而有效提高停车效率。而柱网设计合理必须在满足结构要求的经济跨度范围内，才能达到地下车库设计全方位的合理性，节约成本。

地下室柱网设计应结合地下车位布置及地上建筑（比如建筑密度、建筑间距、主体建筑的上部柱网及剪力墙等），综合考虑车位尺寸及行车道尺寸，合理设置柱网，尽可能减少车库总面积，最大化提高车库的使用效率。以下为几种柱网形式：

（1）“大柱网”形式。正常情况设计7800mm×8100mm的柱网形式，对于档次较高或者公建项目可加大至8100mm×8100mm；

（2）“中柱网”形式。正常情况设计7800mm×（5000～6100）mm的柱网形式，可结合实际项目的具体情况进行适当的优化调整；

（3）“小柱网”形式。正常情况设计5300mm×（5000～6100）mm的柱网形式。由于“小柱网”形式对视觉舒适性和停车影响都不好，且结构不经济，所以现在很少设计此形式。

以莆田物流园项目为例（主楼外楼栋之间的柱网），主要大空间部分采用了8100mm×8100mm，8100mm×5500mm等。

2.2.2 层高与梁高及覆土间合理设计

地下停车库层高每增加0.1m，地下车库成本平均约增加20元/m（2层高的加高涉及到地下室土方开挖量、运输量，基坑围护费用，抗拔桩、抗浮锚杆费用等）。因此合理地控制层高（较为经济的层高一般控制在3.6m以内），才能有效控制建筑成本。地下室顶板覆土厚平均每增加0.1m，地下车库成本平均约增加10 元/m2。覆土厚度增加，结构荷载增加，结构的梁高也增加，降低了地下室净高的要求，又需增加地下室层高，且覆土增加，地下室本身层高又相应增加。梁的高度也决定了层高，梁高的控制应合理选用楼盖体系。结构设计选用的形式一般有标准跨下十字梁、井字梁、大板、加腋大板、单向梁等结构[2]。

莆田物流园地下室面积为61615.88m2，规模非常大，地下室总高度每降低0.1m，节省的造价是非常可观的，做扩初阶段扣除底板找平层200mm，层高为3700mm，覆土1100mm，后经施工图设计优化（各专业之间的综合考虑后），覆土减少100mm，层高降低100mm。优化之后对整个项目的成本控制起到了很大的作用。

2.3 综合管线布置的优化

综合管线主要有消防管道，通风管道，给排水管道，强弱电桥架等，这些管线如何紧凑布置，尤其是各管线的交叉位置的处理，对提高地下室的使用空间，车库净高的控制起到很关键的作用，地下室净高的控制对地下室成本的控制有非常大的影响。

布置原则如下：

（1）合理排布，减少绕行和交叉，有效利用车库顶上的水平空间；

（2）同类管线尽量合并设计，既简洁明了，也可减少支吊架的数量，还可以减少同类管线的交叉；

（3）电气桥架、暖通风管、冷凝水管、喷淋管等均贴梁底敷设；

（4）管线与结构主体梁平行敷设时，距离主体粱边保持400mm以上间距，便于其余管线从其上方绕行；

（5）电桥架与暖通风管交叉、水管与暖通风管交叉时，均从暖通风管上方绕行；电桥架与水管交叉时，从水管上方绕行；喷淋支管均在电桥架下方敷设，以减少绕行；

（6）管线高度（不含喷头）控制不大于500mm，包含喷头管线高度控制不大于550mm。

3 基于安全保障的优化设计

3.1 防火设计的优化

随着国家经济的发展，地下室已成为各个建设项目不可或缺的主体之一。防火设计对于地下室建筑至关重要，直接影响整个工程的安全性能和使用可靠性[3]，因此需结合建筑的使用性质、建筑的安全等级、火灾安全隐患特点等进行消防设计，从而提高地下室建筑的火灾风险防控及应对能力，确保人民的生命财产安全。

3.1.1 防火分区及人员安全疏散距离设计

在设计地下室时，合理有效地划分防火分区及防火单元，设计有效的安全出口及相应的疏散距离，对于地下车库突发火灾时阻止火势蔓延，防止烟气扩散，保证地下室内人员有足够的时间安全疏散，这对赢得扑救时间以及减少火灾带来的重大损失都具有很大的作用。

根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50067-2014）[4]及《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）（2018年版）[5]相关规范条文：地下室设置喷淋自动灭火系统，地下机动车库防火分区面积不超过4000m2；地下非机动车库防火分区面积不超1000m2。设备用房防火分区面积不超过2000m2；防火分区之间采用防火墙或防火卷帘及甲级防火门分隔。根据规范要求，项目都需配建相应的充电桩车位，且在地面部分很难满足，所以一般在地下室设计了充电桩车位，地下室充电桩停车位所在的防火分区按不大于1000m2划分防火单元。地下车库除特别规定外每个防火分区的安全出口不应少于2个，车库室内任一点至最近人员安全出口的疏散距离不应大于45m，当设置自动灭火系统时，其距离不应大于60m。

在地下车库设计的时候并不是仅仅按规范要求就能完成的，还需结合相应的地下室轮廓范围，结合上部建筑的退距，建筑的柱网等，要合理利用上部建筑的疏散楼梯，尽量利用上部楼梯下达地下室，在划分防火分区时，还需尽量考虑能让防火分区内的最远点距离上部主体楼下的楼梯不超过60m。

以莆田物流园为例：地下室停车数量为1851个，为Ⅰ类地下停车库，地下室人员安全出口不应少于两个。本项目地下室一期上部为8栋一类高层住宅建筑，设计了剪刀梯（两个安全出口），地下室防火分区的划分考虑按每栋楼的范围切割，防火分区的面积都尽量接近防火分区最大极限4000m2，减少防火分区的数量，因此可以减少楼梯的数量，且保证分区内最远点到剪刀梯的距离都不大于60m（本项目设计了喷淋自动灭火系统），减少了楼梯位置的布置，增加了车位数，也达到防火分区的要求。既满足了规范要求，又增加地下室车位利用率。

3.1.2 水暖电设备设施的设计

电气设计：地下室电气根据上部建筑的性质定性来确定电气用电负荷等级，消防设备用电采用双回路末端自动切换的供电方式，地下室设置有火灾自动报警系统及消防应急照明和疏散指示系统等。

水专业设计：地下室按规范要求设置自动喷水灭火系统和室内消火栓系统。室内消火栓按建筑防火分区进行布置，保证有二股水柱同时到达室内各个部位，消火栓布置在明显易取及不影响汽车的通行和车位位置；地下室自动喷水系统按地下室的使用性质、危害程度等来确定危险等级。

暖通专业设计：地下室发生火灾时产生的大量烟雾及有毒、有害气体是造成火灾伤亡的重要原因。因此合理地进行防排烟、通风设计，有效地划分防烟分区并及时将烟雾排出，是有效减少火灾伤亡及财产损失的重要途径。

3.2 地下车库防水设计的优化

地下室渗漏水是十分常见的现象，设计时结合工程项目的实际情况，将防、排、截、堵、疏有机结合起来，提高施工技术水平，加强渗漏问题的控制，保证地下室工程的防水效果。

3.2.1 结构自防水

依据《地下工程防水技术规范》（GB 50108-2008）[6]3.1.4规定，地下工程迎水面主体结构应采用防水混凝土。防水混凝土通过调整其配合比，或掺外加剂、掺合料等配制而成，防水混凝土应满足抗渗等级要求，其抗渗等级不得小于P6。防水混凝土结构厚度、裂缝宽度、钢筋保护层厚度等应符合规范相关规定。

3.2.2 防水材料防水

防水材料的品种、规格非常多，其厚度、层数等的选择应结合地下建筑的防水等级，地下水位、设防要求等来合理选取，防水材料应铺设在混凝土结构主体的迎水面。在设计时防水材料应合理使用，以达到其防水效果。

3.2.3 细部节点防水

常见的细部节点防水包括施工缝（水平缝、垂直缝）、沉降缝、后浇带、穿墙（盒）、预留孔（槽）、孔口等部位。在地下室防水设计时要依据相关规范要求做好这些节点防水处理，保证其细部构造的防水性能。

该工程防水等级为二级，地下室顶板防水等级为一级，采用C40混凝土主体结构自防水，混凝土抗渗等级为P6，防水卷材主要采用4.0mm厚SBS改性沥青防水卷材（一级防水等级采用两道防水卷材），该工程的防水设计做法均详见《地下建筑防水构造》（10J301）[7]。

4 结束语

本文结合莆田物流园区快递电商园一期地下室设计的实际案例，不仅对基于成本控制的建筑设计、结构设计和综合管线布置的优化进行介绍，还对基于安全保障的建筑防火和防水设计的优化进行介绍，详细分析和总结了地下车库建设的成本控制和防火防水设计的原则及关键点。文章的优化成果能更好地促进地下车库的功能、安全及其经济价值的实现。总之，在土地资源稀缺的今天，地下室建设已成为城市建设项目中不可或缺的主体，必须从全方面综合考虑，合理设计出最优的地下室布置形式，使地下车库的功能及其经济价值达到最充分的发挥。