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    浅谈高层物流仓库总平面布局的模块化设计

      信息来源:   发布时间:2021-06-19  点击数:

    我国土地资源紧缺,传统物流企业普遍存在土地利用率不高、节地性差的问题,总平面布局散乱,物流效率低。而现代标准化物流园区总平面布局多为单层或二层物流仓库,及少量三层螺旋式盘道物流仓库。单层和二层物流仓库,尽管建筑密度较大,但容积率不高,且内部交通功能简单,物流效率不高;而三层螺旋式盘道物流仓库,因螺旋式盘道转弯半径大,车道宽而车辆限速较低,占地面积大,造价高,造成交通面积分摊较大。

    在土地资源作为有限资源,而物流仓储用地供应日益紧缺的当今形势下,现代化的高层物流仓库建设或将成为发展趋势。相应的,对物流园区的总平面布局也必将提出更高的要求。

    结合近几年物流园区的总平面设计经验和工程实践经验,探讨模块化设计在高层物流仓库总平面布局中的尝试,旨在提高高层物流仓库物流园区的物流效率和土地利用率,为该类型项目的总图布置提供参考和借鉴。

    1 模块的标准化设计

    物流园区的功能分区一般组成为:仓储及装卸区、公用工程及配套用房、办公生活区等。其中仓储及装卸区占整个建筑占地的比例极高,通常由一座或数座物流仓库组成。

    本技术方案探讨一种高层物流仓库的标准模块布局方式,该标准模块包括呈倒“品”字型平面布局的三座高层物流仓库,第一高层物流仓库沿水平方向布置,第二、第三高层物流仓库在第一高层物流仓库上方右、左两侧沿垂直方向平行布置[1]。标准模块的示意图,如图1所示。

    图1 标准模块示意图

    图1 标准模块示意图   

    Fig.1 Schematic diagram of standard module

    附图图例说明(全文余同):

    11(21)、12(22)、13(23):第一、第二、第三高层物流仓库,括号内数字为对应的室外装卸货场地(平台)及通道;

    24:双边装卸货通道;

    31:入口坡道;32:出口坡道;

    41:消防车道;42:消防车登高操作场地;

    50:首层货运出入口;

    61:二层及以上货运入口;

    62:二层及以上货运出口。

    三座高层物流仓库均采用单侧装卸货形式,第一座仓库每层后侧、第二座仓库每层右侧及第三座仓库每层左侧均设置室外装卸货场地及通道;各层室外装卸货场地及通道形成“U”型共用通道;相邻层的“U”型通道通过入口坡道、出口坡道相连接;出、入口坡道均为“直行坡道”,均位于“U”型通道的开口端。各层出、入口坡道,呈“X”型双向交叉式排列,均采用单向双车道[2]。所有的运输车辆均实现“右进右出”单向行驶模式,运输车辆经出、入口坡道通达或驶离各层室外装卸货平台及通道时,均设计为逆时针方向通行的环形交通流线。

    第一高层物流仓库前侧通道、第二及第三高层物流仓库的中间通道设计为消防车登高操作场地,三座仓库周围均设置环形消防车道,消防车登高操作场地同时兼做消防车道。首层和二层及以上交通流线示意图,如图2所示。

    图2 首层、二层及以上交通流线示意

    图2 首层、二层及以上交通流线示意   

    Fig.2 Schematic diagram of traffic flow on the first floor,second floor and above

    1.1 模块的设计参数概述

    本着节约用地原则,结合经济的柱网尺寸,该标准模块布局中,将三座多、高层物流仓库的建筑平面尺寸拟推荐为80m*200m,占地面积16000 m2,防火分区面积4000 m2。参考诸多已有项目案例经验,将建筑层高拟推荐为10.5~10.8m、建筑层数为三到四层,物流仓库的建筑总高度24m<H≤50m。

    该标准模块中,以标准集装箱货车作为标准运输车辆,根据其荷载及转弯半径等要求,本案中运输车辆限速为20-30km/h,出、入口坡道的宽度均为9~12m,在保证单向双车道通行的前提下,同时预留一个车道作为应急车道;出、入口坡道的坡度为4%-6%、坡长为165~185m。经测算验证可得,本标准模块布局中出、入口坡道的坡长,与所述标准模块垂直方向布置的第二、三座仓库山墙面长度及中间通道宽度的总和可保持一致。该两座仓库之间的通道宽度推荐为15m。室外装卸货平台及通道总宽度推荐为34~36m。

    参照上述设计参数,一组标准模块的尺寸约为400m*250m,即用地面积约100000平方米左右,合约150亩的场地。

    1.2 模块的标准化设计与现行国家设计规范或标准的符合性探讨

    结合现行《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)中的相关要求,每座高层物流仓库的最大允许占地面积为16000 m2,其每个防火分区的最大允许建筑面积为4000 m2,且应至少沿一个长边或周边长度的1/4,且不小于一个长边长度的底边连续布置消防车登高操作场地,场地的长度和宽度分别不应小于15米和10米[3]。该标准模块布局中前述设计参数均满足《建筑设计防火规范》GB50016关于高层物流仓库的消防相关要求。

    参照现行《车库建筑设计规范》JGJ100-2015及《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-2014等相关规范及标准,并结合现代物流仓库装卸货通道宽度的实践经验值,该宽度30~32m即可满足标准运输车辆的正常装卸作业及通行。本标准模块布局将该室外装卸货平台及通道在此参考值上拓宽4~6m,设计为34~36m,拓宽段布置在远离物流仓库一侧,作为通过性车辆的专用通行通道,以确保在所述多高层物流仓库室外装卸作业的同时,通过性车辆和作业车辆分流行驶,互不干扰。

    其他相关设计内容与常规物流仓库的设计思想一致,均充分考虑和保证满足现行各种国家规范及标准要求。

    1.3 标准模块组合形式的探析

    实际应用中,可依据设计地块的形状及不同用地规模,采用灵活、多重的组合形式,将上述多个标准模块在总图布置中科学合理布局,快速生成物流园区的总平面布局方案。

    常用的组合单元主要有三种形式:并联、镜像及多重复合组合。

    1并联组合单元

    该组合将两组标准模块经复制后形成并联组合单元。该单元用地面积约200000平方米左右,合约300亩的场地,用地长宽比约为5:4。两个模块之间的通道可以共用,中间的装卸场地形成双边装卸货形式,且由于通道共用,该通道宽度可由两倍值72米缩小至50~55米,节约用地,提高土地利用率。两组模块并联后上下行坡道呈连贯式排列,运输车辆可经连贯式坡道直接上行或下行跨越两层装卸货平台,缩短运行时间,提升作业效率。

    2镜像组合单元

    该组合仍然为两组标准模块的组合,将其中一个模块以坡道为对称轴镜像复制,形成一组镜像组合单元。该单元用地长宽比约为3:1,用地面积同并联组合单元,约200000平方米左右,合约300亩。镜像后,出入口坡道组合形成三条坡道,将入口坡道合并为一处,入口坡道宽度由两倍值24米减小至16米,节省交通空间,优化交通组织。该单元可适应于用地形状相对狭长的地块。

    3多重复合组合单元

    该组合利用四组标准模块,采用多次复制、并联、镜像等方式,亦可认为是两组并联组合单元或两组镜像组合单元的二重镜像或并联,由此形成多重复合组合单元。用地面积约400000平方米左右,合约600亩,推荐用地长宽比8:5。模块化设计一定程度上可缩短设计周期,提升设计效率,此组合可适用于用地面积较大的物流园区总平面布局。

    组合单元的示意图,如图3所示。

    图3 组合单元示意图

    图3 组合单元示意图   

    Fig.3 Schematic diagram of combination unit

    以上列举,是相对比较典型的几种基本组合形式,在实际项目的运用中,标准模块及组合单元均可再次作为基础模块,为适应大小不一、形态各异的基地面积,进行科学合理的再组合,该模块化设计可广泛运用于各种规模的高层仓库物流园区项目。

    2 设计案例

    2.1 设计案例1

    某物流仓储项目,基地用地面积158500平方米,合约237.7亩,地块东西向最长约430米,南北向约390米,地块东、南侧临市政道路,北侧和西侧为待建空地。业主拟建高层物流仓库,地块东侧和南侧临市政道路的用地意向为行政办公等功能区。

    设计中依据用地规划条件,结合地块尺寸,并充分考虑业主需求,采用一组标准模块运用到本项目中,将1号仓库、2号仓库和3号仓库组建为一组模块,因南北向用地略为紧张,而东西向略有富余,故将1号仓库的建筑尺寸调整为240m*60m=14400 m2,2号、3号仓库为标准尺寸200m*80m=16000 m2,为了充分利用土地面积,在模块的东侧,增加一座仓库4,尺寸200m*60m=12000 m2,2号和4号仓库之间形成双边装卸货通道,同时利用模块东南角的空地,增设一处辅助盘道式坡道,作为运输繁忙时的紧急备用坡道。仓储区一层物流出入口设置在地块东侧临市政道路居中位置。二到四层物流入口设置在地块东北角,出口设置在地块西南角。货运车辆可以实现右进右出、逆时针环形交通。本案例建筑密度49.52%,建筑容积率1.982(工厂容积率3.964),技术经济指标满足用地规划条件。整体方案用地紧凑,而并不拥挤,物流仓库统筹集中布置,在东侧和南侧临市政道路留出足够的景观空间,交通组织合理清晰。本案例总平面布置图,如图4所示。

    图4 设计案例1总平面布置图

    图4 设计案例1总平面布置图   

    Fig.4 General layout plan of design case 1

    2.2 设计案例2

    该案例用地性质同样为物流仓储用地,但用地形状不规则,基地总用地面积268000平方米,合约402亩,东西向最长约786米,南北向最宽约465米。地块东侧和北侧临市政道路,西侧和南侧为河道及待建空地。拟建造高层物流仓库,办公区要求分散布置于每座物流仓库,独立设置一处公用工程楼。

    设计分析了该地块的具体用地情况、周边市政道路接口方位及规划条件等,决定在该项目中采用了一组并联组合单元,地块最西侧用地红线南北向长度为372米,与标准模块的纵向尺寸基本相符,将两组标准模块东西向并联,分别由仓库1、2、3及仓库4、5、6各自组成一个标准模块,并联后形成一个组合单元。因该地块北侧临市政道路,而南侧临河道,所以将坡道布置于地块最南侧临红线布局,保证北侧市政景观的完整性,及避免了在市政出入口处造成拥堵。地块东侧用地相对狭小且不规整,不足以再布置一组标准模块,充分分析地形后,在并联组合单元的东侧拼接一组双边装卸仓库7和仓库8,装卸货平台与并联组合单元联通,共用货车直行坡道。结合周边地形及限制条件,仓储区一层物流出入口设置在地块东侧临市政道路居中位置,二到四层物流出入口合并设置于地块北侧,货运车辆进入园区后,在南侧直行坡道处将上行入口设置在坡道西侧,下行出口设置在坡道东侧。在园区内部实现单向交通,保证交通流线合理清晰。该总平面布局中一共布置了8座四层物流仓库,每座仓库的占地面积均为16000 m2,地块的建筑密度48.99%,建筑容积率1.959(工厂容积率3.918),技术经济指标亦可充分满足用地规划条件。本案例总平面布置图,如图5所示。

    图5 设计案例2总平面布置图

    图5 设计案例2总平面布置图   

    Fig.5 General layout plan of design case 2

    两个设计案例。均位于沿海一线城市。随着土地的紧缺、地价的上涨,以及政府相关部门对建设用地控制指标要求的进一步提高,单层或多低层物流仓库的土地利用强度明显不足,越来越多的高层物流仓库或将成为市场需求,基于物流仓库的建筑特征。相对其他用地性质的项目而言,物流仓储项目更适合标准化设计。

    3 结语

    近年,我国的物流行业蓬勃发展,物流仓库项目越来越多,物流仓储用地紧张的问题也随之日益突出。在物流仓储用地市场供应日益紧缺的现实情况下,本文提出对高层物流仓库的总平面布局采用模块化设计方法,有如下特点:

    (1)规模化布局、提高土地利用率:针对多高层物流仓库的模块化布局,实现单位土地面积内建筑面积成倍增加,提高容积率,增加建筑规模;设计场地和设计道路在竖向空间实现垂直共享;节约土地资源,一定程度缓解用地紧张的局面。

    (2)标准模块可多种组合、适用性强:将高层物流仓库的总平面布局进行模块化设计,在实际应用中,可根据用地规模对标准模块灵活组合,解决物流园区内多数量、多尺度的仓库群体布局问题。

    (3)采用“直行坡道”上下二层及二层以上每层装卸货平台:相比螺旋式盘道,“直行坡道”可以节约坡道占地面积、实现“快进快出”、保障车辆行驶安全、提高运输效率。

    (4)模块的标准化设计,可进一步帮助设计人员快速高效保证设计质量,提升设计效率,缩短设计周期。

    综述,本文主要对高层物流仓库的总平面布局采用模块化设计的过程进行了初步探讨,拟通过科学合理的总平面布置方式,优化高层仓库物流园区的总体布局,同时也期望能促进同行更多的专业交流。


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