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              淺談高層物流倉庫總平面布局的模塊化設計

                信息來源:   發布時間:2021-06-19  點擊數:

              我國土地資源緊缺,傳統物流企業普遍存在土地利用率不高、節地性差的問題,總平面布局散亂,物流效率低。而現代標準化物流園區總平面布局多為單層或二層物流倉庫,及少量三層螺旋式盤道物流倉庫。單層和二層物流倉庫,盡管建筑密度較大,但容積率不高,且內部交通功能簡單,物流效率不高;而三層螺旋式盤道物流倉庫,因螺旋式盤道轉彎半徑大,車道寬而車輛限速較低,占地面積大,造價高,造成交通面積分攤較大。

              在土地資源作為有限資源,而物流倉儲用地供應日益緊缺的當今形勢下,現代化的高層物流倉庫建設或將成為發展趨勢。相應的,對物流園區的總平面布局也必將提出更高的要求。

              結合近幾年物流園區的總平面設計經驗和工程實踐經驗,探討模塊化設計在高層物流倉庫總平面布局中的嘗試,旨在提高高層物流倉庫物流園區的物流效率和土地利用率,為該類型項目的總圖布置提供參考和借鑒。

              1 模塊的標準化設計

              物流園區的功能分區一般組成為:倉儲及裝卸區、公用工程及配套用房、辦公生活區等。其中倉儲及裝卸區占整個建筑占地的比例極高,通常由一座或數座物流倉庫組成。

              本技術方案探討一種高層物流倉庫的標準模塊布局方式,該標準模塊包括呈倒“品”字型平面布局的三座高層物流倉庫,第一高層物流倉庫沿水平方向布置,第二、第三高層物流倉庫在第一高層物流倉庫上方右、左兩側沿垂直方向平行布置[1]。標準模塊的示意圖,如圖1所示。

              圖1 標準模塊示意圖

              圖1 標準模塊示意圖   

              Fig.1 Schematic diagram of standard module

              附圖圖例說明(全文余同):

              11(21)、12(22)、13(23):第一、第二、第三高層物流倉庫,括號內數字為對應的室外裝卸貨場地(平臺)及通道;

              24:雙邊裝卸貨通道;

              31:入口坡道;32:出口坡道;

              41:消防車道;42:消防車登高操作場地;

              50:首層貨運出入口;

              61:二層及以上貨運入口;

              62:二層及以上貨運出口。

              三座高層物流倉庫均采用單側裝卸貨形式,第一座倉庫每層后側、第二座倉庫每層右側及第三座倉庫每層左側均設置室外裝卸貨場地及通道;各層室外裝卸貨場地及通道形成“U”型共用通道;相鄰層的“U”型通道通過入口坡道、出口坡道相連接;出、入口坡道均為“直行坡道”,均位于“U”型通道的開口端。各層出、入口坡道,呈“X”型雙向交叉式排列,均采用單向雙車道[2]。所有的運輸車輛均實現“右進右出”單向行駛模式,運輸車輛經出、入口坡道通達或駛離各層室外裝卸貨平臺及通道時,均設計為逆時針方向通行的環形交通流線。

              第一高層物流倉庫前側通道、第二及第三高層物流倉庫的中間通道設計為消防車登高操作場地,三座倉庫周圍均設置環形消防車道,消防車登高操作場地同時兼做消防車道。首層和二層及以上交通流線示意圖,如圖2所示。

              圖2 首層、二層及以上交通流線示意

              圖2 首層、二層及以上交通流線示意   

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

              1.1 模塊的設計參數概述

              本著節約用地原則,結合經濟的柱網尺寸,該標準模塊布局中,將三座多、高層物流倉庫的建筑平面尺寸擬推薦為80m*200m,占地面積16000 m2,防火分區面積4000 m2。參考諸多已有項目案例經驗,將建筑層高擬推薦為10.5~10.8m、建筑層數為三到四層,物流倉庫的建筑總高度24m<H≤50m。

              該標準模塊中,以標準集裝箱貨車作為標準運輸車輛,根據其荷載及轉彎半徑等要求,本案中運輸車輛限速為20-30km/h,出、入口坡道的寬度均為9~12m,在保證單向雙車道通行的前提下,同時預留一個車道作為應急車道;出、入口坡道的坡度為4%-6%、坡長為165~185m。經測算驗證可得,本標準模塊布局中出、入口坡道的坡長,與所述標準模塊垂直方向布置的第二、三座倉庫山墻面長度及中間通道寬度的總和可保持一致。該兩座倉庫之間的通道寬度推薦為15m。室外裝卸貨平臺及通道總寬度推薦為34~36m。

              參照上述設計參數,一組標準模塊的尺寸約為400m*250m,即用地面積約100000平方米左右,合約150畝的場地。

              1.2 模塊的標準化設計與現行國家設計規范或標準的符合性探討

              結合現行《建筑設計防火規范》GB50016-2014(2018年版)中的相關要求,每座高層物流倉庫的最大允許占地面積為16000 m2,其每個防火分區的最大允許建筑面積為4000 m2,且應至少沿一個長邊或周邊長度的1/4,且不小于一個長邊長度的底邊連續布置消防車登高操作場地,場地的長度和寬度分別不應小于15米和10米[3]。該標準模塊布局中前述設計參數均滿足《建筑設計防火規范》GB50016關于高層物流倉庫的消防相關要求。

              參照現行《車庫建筑設計規范》JGJ100-2015及《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》GB50067-2014等相關規范及標準,并結合現代物流倉庫裝卸貨通道寬度的實踐經驗值,該寬度30~32m即可滿足標準運輸車輛的正常裝卸作業及通行。本標準模塊布局將該室外裝卸貨平臺及通道在此參考值上拓寬4~6m,設計為34~36m,拓寬段布置在遠離物流倉庫一側,作為通過性車輛的專用通行通道,以確保在所述多高層物流倉庫室外裝卸作業的同時,通過性車輛和作業車輛分流行駛,互不干擾。

              其他相關設計內容與常規物流倉庫的設計思想一致,均充分考慮和保證滿足現行各種國家規范及標準要求。

              1.3 標準模塊組合形式的探析

              實際應用中,可依據設計地塊的形狀及不同用地規模,采用靈活、多重的組合形式,將上述多個標準模塊在總圖布置中科學合理布局,快速生成物流園區的總平面布局方案。

              常用的組合單元主要有三種形式:并聯、鏡像及多重復合組合。

              1并聯組合單元

              該組合將兩組標準模塊經復制后形成并聯組合單元。該單元用地面積約200000平方米左右,合約300畝的場地,用地長寬比約為5:4。兩個模塊之間的通道可以共用,中間的裝卸場地形成雙邊裝卸貨形式,且由于通道共用,該通道寬度可由兩倍值72米縮小至50~55米,節約用地,提高土地利用率。兩組模塊并聯后上下行坡道呈連貫式排列,運輸車輛可經連貫式坡道直接上行或下行跨越兩層裝卸貨平臺,縮短運行時間,提升作業效率。

              2鏡像組合單元

              該組合仍然為兩組標準模塊的組合,將其中一個模塊以坡道為對稱軸鏡像復制,形成一組鏡像組合單元。該單元用地長寬比約為3:1,用地面積同并聯組合單元,約200000平方米左右,合約300畝。鏡像后,出入口坡道組合形成三條坡道,將入口坡道合并為一處,入口坡道寬度由兩倍值24米減小至16米,節省交通空間,優化交通組織。該單元可適應于用地形狀相對狹長的地塊。

              3多重復合組合單元

              該組合利用四組標準模塊,采用多次復制、并聯、鏡像等方式,亦可認為是兩組并聯組合單元或兩組鏡像組合單元的二重鏡像或并聯,由此形成多重復合組合單元。用地面積約400000平方米左右,合約600畝,推薦用地長寬比8:5。模塊化設計一定程度上可縮短設計周期,提升設計效率,此組合可適用于用地面積較大的物流園區總平面布局。

              組合單元的示意圖,如圖3所示。

              圖3 組合單元示意圖

              圖3 組合單元示意圖   

              Fig.3 Schematic diagram of combination unit

              以上列舉,是相對比較典型的幾種基本組合形式,在實際項目的運用中,標準模塊及組合單元均可再次作為基礎模塊,為適應大小不一、形態各異的基地面積,進行科學合理的再組合,該模塊化設計可廣泛運用于各種規模的高層倉庫物流園區項目。

              2 設計案例

              2.1 設計案例1

              某物流倉儲項目,基地用地面積158500平方米,合約237.7畝,地塊東西向最長約430米,南北向約390米,地塊東、南側臨市政道路,北側和西側為待建空地。業主擬建高層物流倉庫,地塊東側和南側臨市政道路的用地意向為行政辦公等功能區。

              設計中依據用地規劃條件,結合地塊尺寸,并充分考慮業主需求,采用一組標準模塊運用到本項目中,將1號倉庫、2號倉庫和3號倉庫組建為一組模塊,因南北向用地略為緊張,而東西向略有富余,故將1號倉庫的建筑尺寸調整為240m*60m=14400 m2,2號、3號倉庫為標準尺寸200m*80m=16000 m2,為了充分利用土地面積,在模塊的東側,增加一座倉庫4,尺寸200m*60m=12000 m2,2號和4號倉庫之間形成雙邊裝卸貨通道,同時利用模塊東南角的空地,增設一處輔助盤道式坡道,作為運輸繁忙時的緊急備用坡道。倉儲區一層物流出入口設置在地塊東側臨市政道路居中位置。二到四層物流入口設置在地塊東北角,出口設置在地塊西南角。貨運車輛可以實現右進右出、逆時針環形交通。本案例建筑密度49.52%,建筑容積率1.982(工廠容積率3.964),技術經濟指標滿足用地規劃條件。整體方案用地緊湊,而并不擁擠,物流倉庫統籌集中布置,在東側和南側臨市政道路留出足夠的景觀空間,交通組織合理清晰。本案例總平面布置圖,如圖4所示。

              圖4 設計案例1總平面布置圖

              圖4 設計案例1總平面布置圖   

              Fig.4 General layout plan of design case 1

              2.2 設計案例2

              該案例用地性質同樣為物流倉儲用地,但用地形狀不規則,基地總用地面積268000平方米,合約402畝,東西向最長約786米,南北向最寬約465米。地塊東側和北側臨市政道路,西側和南側為河道及待建空地。擬建造高層物流倉庫,辦公區要求分散布置于每座物流倉庫,獨立設置一處公用工程樓。

              設計分析了該地塊的具體用地情況、周邊市政道路接口方位及規劃條件等,決定在該項目中采用了一組并聯組合單元,地塊最西側用地紅線南北向長度為372米,與標準模塊的縱向尺寸基本相符,將兩組標準模塊東西向并聯,分別由倉庫1、2、3及倉庫4、5、6各自組成一個標準模塊,并聯后形成一個組合單元。因該地塊北側臨市政道路,而南側臨河道,所以將坡道布置于地塊最南側臨紅線布局,保證北側市政景觀的完整性,及避免了在市政出入口處造成擁堵。地塊東側用地相對狹小且不規整,不足以再布置一組標準模塊,充分分析地形后,在并聯組合單元的東側拼接一組雙邊裝卸倉庫7和倉庫8,裝卸貨平臺與并聯組合單元聯通,共用貨車直行坡道。結合周邊地形及限制條件,倉儲區一層物流出入口設置在地塊東側臨市政道路居中位置,二到四層物流出入口合并設置于地塊北側,貨運車輛進入園區后,在南側直行坡道處將上行入口設置在坡道西側,下行出口設置在坡道東側。在園區內部實現單向交通,保證交通流線合理清晰。該總平面布局中一共布置了8座四層物流倉庫,每座倉庫的占地面積均為16000 m2,地塊的建筑密度48.99%,建筑容積率1.959(工廠容積率3.918),技術經濟指標亦可充分滿足用地規劃條件。本案例總平面布置圖,如圖5所示。

              圖5 設計案例2總平面布置圖

              圖5 設計案例2總平面布置圖   

              Fig.5 General layout plan of design case 2

              兩個設計案例。均位于沿海一線城市。隨著土地的緊缺、地價的上漲,以及政府相關部門對建設用地控制指標要求的進一步提高,單層或多低層物流倉庫的土地利用強度明顯不足,越來越多的高層物流倉庫或將成為市場需求,基于物流倉庫的建筑特征。相對其他用地性質的項目而言,物流倉儲項目更適合標準化設計。

              3 結語

              近年,我國的物流行業蓬勃發展,物流倉庫項目越來越多,物流倉儲用地緊張的問題也隨之日益突出。在物流倉儲用地市場供應日益緊缺的現實情況下,本文提出對高層物流倉庫的總平面布局采用模塊化設計方法,有如下特點:

              (1)規?;季?、提高土地利用率:針對多高層物流倉庫的模塊化布局,實現單位土地面積內建筑面積成倍增加,提高容積率,增加建筑規模;設計場地和設計道路在豎向空間實現垂直共享;節約土地資源,一定程度緩解用地緊張的局面。

              (2)標準模塊可多種組合、適用性強:將高層物流倉庫的總平面布局進行模塊化設計,在實際應用中,可根據用地規模對標準模塊靈活組合,解決物流園區內多數量、多尺度的倉庫群體布局問題。

              (3)采用“直行坡道”上下二層及二層以上每層裝卸貨平臺:相比螺旋式盤道,“直行坡道”可以節約坡道占地面積、實現“快進快出”、保障車輛行駛安全、提高運輸效率。

              (4)模塊的標準化設計,可進一步幫助設計人員快速高效保證設計質量,提升設計效率,縮短設計周期。

              綜述,本文主要對高層物流倉庫的總平面布局采用模塊化設計的過程進行了初步探討,擬通過科學合理的總平面布置方式,優化高層倉庫物流園區的總體布局,同時也期望能促進同行更多的專業交流。


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