We współczesnej architekturze i budownictwie zagadnienie parkowania samochodów jest równie ważne jak dom i ogród, tereny zieleni, krajobraz  od epoki modernizmu, począwszy. Ze względów ekologicznych przy wciąż rosnącej liczbie samochodów spalinowych  zyskał na znaczeniu parking wielopoziomowy, w tym parking podziemny pod budynkami. Ponieważ koszt jednostki powierzchni kondygnacji podziemnej jest zwykle taki sam, a nawet większy od jednostki powierzchni kondygnacji nadziemnej (powierzchni usługowej, mieszkalnej itd), wiec istotne staje się zadanie optymalnego ukształtowania parkingu, tak by określona liczba miejsc parkingowych zajmowała jak najmniejszą powierzchnię, przy spełnieniu wymagań funkcjonalnych (łatwości parkowania, wjazdu, wyjazdu itd). Z tego powodu podstawową siatkę słupów budynku często wyznacza siatka słupów parkingu.

Wprowadzenie

1 stycznia 2008 roku weszła w życie nowelizacja warunków technicznych dot. parkingów i stanowisk postojowych [1], w której określono wymiary stanowiska postojowego, pozostające w zgodzie z optymalnymi wymiarami wynikającymi z analiz przeprowadzonych w niniejszym artykule. Zrezygnowano mianowicie z wąskich stanowisk parkingowych (2,3 m) na rzecz szerokości obiektywnie prawidłowej 2,5 m. Ponadto wprowadzono następujące minimalne wymiary stanowisk postojowych:

• samochód osobowy: szerokość 2,5 m , długość 5 m,
• samochód osobowy użytkowane przez osoby niepełnosprawne: szerokość 3,6 m , długość 5 m,
• samochód ciężarowy: szerokość 3,5 m , długość 8 m,
• autobus: szerokość 4 m , długość 10 m,

Parkingi wielopoziomowe są kształtowane jako otwarte (rys.1) lub zamknięte (rys.2) .

Parking wielopoziomowy otwarty charakteryzuje się tym, że spełnia dwa warunki:  1) całkowita powierzchnia otworów (na każdym poziomie) > 35 % całkowitej powierzchni ścian, 2) odległość między ścianami z otworami <100 m. Te dwa warunki zapewniają naturalną wentylację, co pozwala uniknąć nagromadzenia dymu i dodatkowego wzrostu temperatury bez stosowania mechanicznej wentylacji dymowej, która jest niezbędna w przypadku parkingu zamkniętego. Wymogi dla wentylacji naturalnej zilustrowano na rys. 4.

Rys.1. Parking wielopziomowy o konstrukcji stalowej . Widok z zewnątrz [2]

Rys.3. Parking podziemny , zamknięty. Widok z wewnątrz

Rys.4. Wentylacja naturalna w parkingu otwartym [2]

Optymalne kształtowanie powierzchni parkingu

Optymalny parking wielopoziomowy powinien odznaczać się dobrym wykorzystaniem powierzchni, ale też dobrym „obłożeniem”, to znaczy stopniem wykorzystywania miejsc w czasie. Tą ostatnie zależy nie tylko od lokalizacji w mieście lub typu budynku, który obsługuje parking, ale również od funkcjonalności, co często zwiększa (lub obniża) „obłożenie” samego obiektu w warunkach konkurencyjności i możliwości wyboru innego obiektu o lepszym parkingu.

Lepszy komfort i bezpieczeństwo dla użytkowników można uzyskać poprzez optymalny dobór wymiarów miejsc parkingowych, wyższe konsygnacje, zwarte słupy, szerokie rampy podjazdowe lub wysokiej jakości wyposażenie. Optymalizacja jest wiec wielokryterialna i obejmuje szereg branż, ale przede wszystkim architekturę i konstrukcję.

Optymalne wymiary miejsca parkingowego

Optymalne kształtowanie powierzchni parkingu pokażemy na przykładzie miejsca parkingowego dla samochodu osobowego, pokazanego na rys. 3. Przyjmiemy mianowicie, że wymiary miejsca parkingowego wynoszą 2,5×5,0m. Minimalna szerokość miejsca parkingowego wynosi 2,3m, ale po przyjęciu takiej szerokości wystąpią trudności funkcjonalne w parkowaniu, a parking będzie sprawiał problemy dla osób z większymi samochodami lub o mniejszych umiejętnościach. Ponieważ funkcjonalność parkingu jest ważnym elementem oceny miejsca publicznego przez klientów i są znane przypadki omijania hipermarketów z tego względu, więc obecnie powszechnie, bez zbytniej dyskusji przyjmuje się normatyw 2,5 m.

Rys. 3 Wymiary stanowiska postojowego samochodu osobowego [2]

Optymalizacja ramp podjazdowych

Nachylenie ramp podjazdowych

Rampy podjazdowe mogą być zlokalizowane wewnątrz lub na zewnątrz budynku i mogą być proste lub ślimakowe, które pozwalają na zwiększenie płynności, więc również prędkości ruchu.

O długości ramp decyduje ich nachylenie oraz wysokość do pokonania. System d’Humy (1929) pozwala istotnie zmniejszyć wysokość, więc również długość rampy poprzez zast0sowanie wyniesienia przyległych sekcji parkingu względem siebie o pół kondygnacji , co pokazano na rys. 4. W wariancie 4a (poszczególne piętra nie nachodzą na siebie) parking wymaga minimalnej szerokości 31 m. Jeśli wpuścimy płytę piętra o 0,5 m w przestrzeń przyległą sekcję, to parking będzie miał szerokość (lub długość) 30 m.

Rys.4 Rampy w sytsemie Huma: a) 10m, b) realizacja sytemu a), c) 9 m [2], rys. 2.1.1

Pochylenie ramp powinno być mniejsze od 15%, a najlepiej poniżej 12%. W przypadku ramp zewnętrznych należy przeanalizować zastosowanie instalacji odladzających lub zmniejszenie pochylenia ramp. Małe pochylenie ramp daje w konsekwencji dłuższą konstrukcję, ale daje dużo większy komfort użytkowania, co jest bardzo istotne z punktu widzenia wartości obiektu.

Pasy dojazdowe powinny biec wzdłuż przestrzeni parkingowych. Odległości do wyjazdu powinny być jak najkrótsze.

Organizacja ruchu na  rampach podjazdowych

Na rys. 5 pokazano pięć wariantów organizacji ruchu na rampach podjazdowych(opis pod rysunkiem).

Rys.5 Warianty organizacji ruchu na rampach: A- rampa wjazdowa i wyjazdów przylegają do siebie na końcach budynku, ruch jednokierunkowy, B- rampy na końcach budynku z ruchem w obu kierunkach, C- ruch wyjazdowy i wyjazdowy jest oddzielony, skrócona droga wyjazdu, D- ruch wyjazdowy i wyjazdowymieszany, skrócona droga wyjazdu, E- rampy ślimakowe zlokalizowane poza obrysem budynku [2], rys. 2.1.2

Analizę wariantów przedstawiono w tab. 1. Wariant E jest najbardziej kosztowny, ale daje największy komfort użytkowania parkingu. Najmniej kosztowny jest wariant B.

Tab.1. Analiza parametrów konfiguracji ramp wg rys. 5
[2], rys. 2.1.3

Ukształtowanie nachylenia przejściowego i szerokości rampy

W miejscach zmiany spadku rampy należy zapewnić ciągłość ruchu, zabezpieczyć przed zawieszeniem na podwoziu oraz odpowiednia wysokość przejazdu. Na rys. 6 pokazano dwa sposoby realizacji tych postulatów dl nachylenia rampy 15%. Przy nachyleniu 12% nie ma potrzeby stosowania nachylenia pośredniego i zaokrągleń stoku

Rys.6. Ukształtowanie pionowe rampy: a) rapa z zaokrągleniami, b) rampa ze spadkami pośrednimi [2], rys. 2.1.4

Szerokość rampy powinna być zasadniczo równa dwóm szerokościom miejsca parkingowego w wypadku ruchu jednokierunkowego i trzem szerokościom w wypadku ruchu dwukierunkowego. W wypadku ruchu dwukierunkowego najlepszym rozwiązaniem są rampy lewoskrętne, ponieważ pozwala to na lepsza organizację ruchu, a także większą widoczność kierowcy.

Wysokość rampy wynika z minimalnej wysokości kondygnacji (2,10m) , grubości stropu oraz miejsca na urządzenia instalacyjne ( w tym wentylację mechaniczną i oświetlenie.

Optymalizacja układu miejsc postojowych

W zależności od kąta obrotu miejsca parkingowego wymagana jest odpowiednia szerokość miejsca postojowego. Na rys. 7 pokazano ułożenie miejsc pod kątem 45, 60 i 90^o.

Rys.7 Warianty obrotu miejsca parkingowego i stowarzyszone szerokości miejsca [2], rys. 2.2.2 i 3

W tab.2 przedstawiono analizę optymalności obrotów miejsc postojowych.

Tab.2. Analiza obrotów miejsc postojowych wg rys. 7
[2], rys. 2.2.4

Z analizy wynika, że ustawienie miejsc postojowych pod kątem 45^o do pasa komunikacyjnego pozwala zredukować szerokość miejsca do 2,3 m i szerokość budynku do 14 m. Jednakże, jeśli możliwości przestrzenne na to pozwalają, to dążymy do sytuowania miejsc postojowych prostopadłych, co pozwolą uniknąć tworzenia się przestrzeni bezużytecznych przy pasie jezdnym i ścianach zewnętrznych. W tym przypadku szerokość miejsca 2,3 m może być zastosowana jedynie przy świadomości zmniejszenia wartości użytkowych parkingu poprzez istotne zwiększenie trudności w parkowaniu.

W [3], par 104, ust.1 określono  szerokość dojazdu (drogi manewrowej) M do stanowisk postojowych w garażu jednoprzestrzennym (bez ścian wewnętrznych).  Powinna być ona dostosowana do warunków ruchu takich samochodów, jakie mają być przechowywane, oraz do sposobu ich usytuowania w stosunku do osi drogi, ale co najmniej:

1) przy usytuowaniu prostopadłym i szer. miejsca 2,5 m (wariant C ) – M_min =5,0 m
2) przy usytuowaniu prostopadłym i szer. miejsca 2,3 m (wariant D ) – 5,7 m,
3) przy usytuowaniu pod kątem 60° (wariant B )– 4 m,
4) przy usytuowaniu pod kątem 45° (wariant A )– 3,5 m,
5) przy usytuowaniu równoległym – 3 m.

W propozycjach z rys. 7  wymagane warunki są spełnione i skorygowane doświadczeniem.

Zgodnie z [3], par 104, ust.3   stanowiska postojowe w garażu powinny mieć co najmniej szerokość B_min= 2,3 m i długość L_min= 5,0 m, z zachowaniem odległości między bokiem samochodu a ścianą lub słupem – co najmniej a₂=0,5 m. Wśród miejsc postojowych należy umieścić stanowiska postojowe, przeznaczone dla samochodów, z których korzystają osoby niepełnosprawne, które powinny mieć zapewniony dojazd na wózku inwalidzkim z drogi manewrowej do drzwi samochodu co najmniej z jednej strony, o szerokości nie mniejszej niż a₃=1,2 m.

Obecnie nie podaje się wymaganego odstępu między samochodami, ale w przeszłości taki wymóg był – przyjmowano wówczas a₁= 0,6 m, czyli więcej niż odstęp od ściany, ze względu na to, iż w tym wypadku błąd mogą popełnić nawet obaj kierowcy. Sugerujemy, by taki wymóg zachować nadal.

Szerokość stanowiska B=2,3 m, to oczywiście dość dla malucha czy mini, ale w garażach podziemnych dominują większe samochody. Wymogi dotyczące szerokości miejsc parkingowych zapisane w rozporządzeniu są wymogami minimalnymi, projektant powinien jednak przyjąć wymiary odpowiadające rzeczywistej sytuacji. Jeśli nie dysponujemy konkretną wiedzą na ten temat, bardziej racjonalne będzie przyjęcie szerokości stanowiska B=2,5 m niż dopuszczonych przez przepisy jako minimum 2,3 m. Przyjęcie wymiarów minimalnych może w skrajnej, ale dość  prawdopodobnej sytuacji doprowadzić do tego, że problematyczne będzie nawet dostanie się do samochodu, gdyż problemem stanie się otwarcie drzwi.

Przepis dotyczący stanowisk postojowych dla samochodów, z których mogą korzystać osoby niepełnosprawne poruszające się na wózkach. Chodzi zarówno o kierowców, jak i ich pasażerów. Przepis wymaga zapewnienia im dojazdu z boku samochodu o szerokości minimum 1,2 m, umożliwiającego ograniczony manewr na wózku. Zazwyczaj ten warunek spełniony jest w garażach dla niewielkiej liczby stanowisk, co zresztą jest zgodne z intencją tego przepisu. Są to zwykle miejsca, gdzie jest to możliwe wskutek zaburzenia regularnej siatki miejsc parkingowych, na przykład przez klatkę schodową [4].

Siatka słupów, a miejsca postojowe

Miejsca postojowe w klasycznej siatce słupów

Na rys. 8a-c pokazano trzy warianty rozkładu miejsc postojowych wpasowane w klasyczną siatkę konstrukcyjną   (inaczej architektoniczną lub łupów) [4]:

• rys 8a: dla dużego modułu pasma postojowego, którego wymiary w osiach konstrukcji nośnej (7,5 x 6,0 m) pozwalają na urządzenie trzech stanowisk dla samochodów średniej wielkości, a ponadto umożliwiają pozostawienie wolnej przestrzeni o szerokości 50 cm od tylnej krawędzi stanowiska postojowego do przegrody budowlanej, oraz 60 cm między bokami samochodów. Trzeba zauważyć, że na środkowym stanowisku można bez przeszkód ustawić dłuższy samochód (kombi).
• rys. 8b: dla małego modułu pasma postojowego o wymiarach 6,0 x 6,0 m, kompatybilnego z siatką projektową występującą często w mieszkalnych budynkach wielorodzinnych, budynkach zamieszkania zbiorowego i w budynkach biurowych. Wymiary modułu pasma postojowego pozwalają na urządzenie w jego obrysie osiowym dwóch stanowisk postojowych dla dużych samochodów,
• rys. 8c: dla małego modułu pasma postojowego (6,0 x 6,0 m) w celu urządzenia dwóch stanowisk postojowych przeznaczonych dla osób niepełnosprawnych poruszających się na wózkach inwalidzkich. Zastosowanie tylko jednego pasma dostępu do dwóch samochodów osobowych, jeżeli z obu mają korzystać osoby niepełnosprawne poruszające na wózkach inwalidzkich, wymaga odpowiedniego ustawienia ich na stanowisku, w zależności od tego, czy osoba niepełnosprawna jest kierowcą czy pasażerem.

Rys 8a: siatka słupów dla dużego modułu i trzech średnich stanowisk

Rys 8b: siatka słupów dla małego modułu i dwóch stanowisk

Rys 8c: siatka słupów dla małego modułu i dwóch dużych stanowisk [4]

Analizy wybranych siatek słupów

W pracy [5] przeprowadzono szeroką analizę zależności powierzchni stanowisk postojowych od rozwiązania konstrukcyjnego, a ich wyniki zestawiono w tab.3.

Tab.3. Zestawienie wskaźników powierzchni na stanowisko postojowe przy różnej
siatce słupów (wymiarach modułu) [5], tabl 3.8.

W tab.3.  wskazano na typy samochodów, które są stosowane do danej siatki słupów i liczby stanowisk . Definicję typów samochodu podano w tab.4

Tab4.  Typy samochodów wytepujące w tab. 3 [5], tabl 3.8.

Produkowane obecnie (2016) samochody osobowe klasy średniej mają wymiary:
VW Passat  4,77 x 1,83  →  > duże,
Skoda Octavia  4,66  x 1,81 → > duże,
Citroen C5 4,78 x 1,86 → > duże,
Ford Mondeo 4,88 s 1,85 →  > duże,
Honda Accord  4,73x 1,84 →  > duże,
Opel Insignia 4,86 x 1,86 →  > duże
Peugeot 508 4,79 x 1,85 →  > duże, czyli należą do typu samochodów dużych , ale o nieco większej szerokości od przyjętej w klasyfikacji .

Dla samochodów dużych i parkowania prostopadłego wg [5], tabl 3.8 optymalną siatką słupów jest 6,0 x7,5 m, przy maksymalnej szerokości słupów 0,3 m , co pokazano na rys. 9.

Rys.9 Moduł 3 stanowisk w siatce słupów 6 x 7,5m [5], rys 3.6

Wyznaczenie siatki słupów dla optymalnego parkingu

Nowoczesne budownictwo i architektura charakteryzuje się tym, że sztywno ustalane moduły w budownictwie nie są przestrzegane. Projektowanie i wytwarzanie elementów, nawet prefabrykowanych, jest dokonywane na „miarę”. Wyłącznie w przypadku stosowania elementów typowych, produkowanych seryjnie należy dostosować się do modularnych wymiarów tych elementów. W zasadzie nie dotyczy to prefabrykatów betonowych lub stalowych.

Prawidłowym podejściem jest wyznaczenie siatki słupów w analizie indywidualnej, co pokażemy przykładowo dla siatki słupów, którą wyznaczymy przy następujących założeniach:

• parkowane samochody: klasy średniej o szerokości  wg pkt.3.2.B_s=1,86 m,
• w module N=3 stanowiska ,
• układ parkowania: prostopadły⊥,
• odległość pomiędzy stanowiskami a₁= 0,6 m,
• skrajnia od słupów lub ścian a₂= 0,5 m,
• szerokość drogi manewrowej M=5,5 m,
• szerokość słupa wraz z okładziną S=0,4 m
• długość stanowiska L=5,00 m

Rys.10 Przykład wyznaczenia siatki słupów dla danych pkt 3.2

Sprawdzenie wymagania na minimalną szerokość stanowiska $B=B_s+a_1=1,86+0,6=2,46 > 2,3 \, m$

Jeśliby przyjąć, że z tyłu i przodu samochodu  powinna pozostać skrajnia $a_2=0,50 \, m$, to maksymalna długość samochodu wynosiłaby  $L_s=L-2\cdot a_2=5,00-2\cdot 0,50=4,00 m <  B_{s max}=4,88$, więc siatkę słupów należałoby skorygować. Zwykle jednak przyjmuje się że skrajnia 0,5 m nie dotyczy tyłu i przodu auta.

Z przykładu widać, że  optymalny układ parkingu wpływa na odległości między słupami w kierunku równoległym  do drogi manewrowej. W kierunku poprzecznym dopuszczalne jest wystawienie auta poza słup o wymagany wymiar, wynikający z prostych rachunków pokazanych na rys. 10.

Literatura

1. Promińska M. (2018), Parkingi i stanowiska postojowe – zmiany w nowelizacji warunków technicznych. Inżynier Budownictwa, 03–2018, s. 26–30
2. Arcelor Mittal, R+D Esch, ArcelorMittal Construction, Politechnika Poznańska, (2011), Projektowanie otwartych parkingów samochodowych o konstrukcji stalowej na rynek polski. Przewodnik projektanta. Arcelor Mital
3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Tekst jednolity Dz.U. 2019 poz. 1065 z późn zmianami [https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20190001065/O/D20191065.pdf ]
4. Korzeniewski W., Korzeniewski R. (2013), Parametry stanowisk postojowych w garażach wielostanowiskowych, [http://www.inzynierbudownictwa.pl/drukuj,6503 ]
5. Michalak, H. (2009). Garaże wielostanowiskowe: projektowanie i realizacja. Arkady, Warszawa

________________________________