地下空间发展及特征

地下空间发展及特征

摘要：城市地下空间开发数量快速增长，我国城市地下空间尚未被充分利用我国城市地下空间尚未被充分利用。地下空间的特征使其有很好的发展潜力。

关键词:地下空间

1991年召开的城市地下空间学术会议，通过了《东京宣言》，提出了“21世纪是人类开发利用地下空间的世纪”。人类对地下空间的开发利用经过漫长的历史时期，如人类利用洞穴作为居住生活场所。我国西安半坡村原始半地下穴居。新石器时代法国阿尔塞斯“竖穴”，古埃及金字塔的内部空间及地下通道等都揭示了，自从有了人类以来就开始了地下空间的开发利用。但作为较大规模的城市地下空间开发利用，应以1863年英国伦敦建成世界上第一座地铁开始。从此，城市地下空问开发利用经历了相当长的一段时间。今天人类开发利用地下空间已经到了一个新的阶段，发达国家已走在了前面。地下空间开发规模之大，发展速度之快，设施种类之多，以及在解决城市社会发展、城市化带来的各种矛盾上，充分证明了城市地下空间既是资源且作用巨大。我国城市地下空间开发利用始于20世纪60年代，以防备空袭而建的人民防空工程为代表，经过50多年特别是近30年发展，“城市地下空间开发数量快速增长，体系不断完善，特大城市地下空间开发利用的总体规模与发展速度已居世界同类城市先列。中国已成为世界城市地下空间开发利用的大国”。但总体上，看我国城市地下空间尚未被充分利用。

中国的人均gdp在2005年已超过1700美元，预计到2020年中国人均gdp还将超过3000美元。根据中国城市化发展趋势的预测，到2010年中国城市化水平将达到45%左右，相应的城市人口将达到6.3亿人。城市化加速发展使得城市地下空间开发利用同步加快发展成为必然。可以预计，今后20年或更长时间，将是中国城市地下空间大规模建设的高峰期。例如，今后十年，中国将有近30个城市进入城市地铁与轻轨建设的高速发展时期，预计今后五年城市地铁将增加500-600公里或更多。

从技术方面看，国内外在城市地下空间开发技术上已经积累了许多宝贵经验。地下空间开发的岩土勘察现已正向标准化过渡；国家和城市越来越重视城市地下空间开发利用的总体规划编制，地下空间设计中普遍采用了下沉式广场、天井、屋顶开设天窗、空间中引人具有室外效果的绿化等手法；地下开挖方法、挖掘设备、结构型式、材料、施工等方面技术也不断进步。从经济方面看，地下空间并不比地面建筑造价贵。地下空间不计算在建筑容积率内，节省出地面可做绿化或其他处理，不仅有经济效益、也有环境效益、社会效益。即使地下空间开发成本略高，其综合效益也是无可替代的。

地下建筑具有良好的防灾性。建筑灾害主要有两类，自然灾害和人为灾害。前者包括地震、洪水、干旱、风暴、海啸、山体滑坡、泥石流等，后者包括火灾、核泄漏事故等。除暴雨引起洪灾之外，城市地下建筑对上述各类灾害的防范能力都远高于地面建筑。唐山地震中地下建筑受的影响比地面建筑就少。此外，地下建筑还具有

其他防灾能力，如对风灾、地面大火、爆炸等。但传统观念中地下建筑也有一旦发生火灾，扑救及防排烟相对地面建筑更难、方位感不强会加重疏散恐惧。

地下建筑内部环境的缺陷性。地下空间内部环境主要包括建筑空间环境、生理环境和心理环境。从空间环境上看，地下建筑，特别是单纯的地下建筑只有内部空间环境。而没有外部环境。即使有下沉式广场、天井或天窗的地下建筑与地面建筑比，外环境也是很有限的；从生理环境上看，地下建筑由于其封闭于地下，故无法开窗进行自然采光和通风，这对防止地面噪声干扰，控制温湿环境有利，但也会导致空气质量差，特别是在潮湿的夏季污浊的空气，明显的霉味，以及其他难闻的异味极易使人产生头晕、疲倦、精神不振等不良反应；从心理和视觉环境上看，封闭的地下空间使人无法根据外部环境来把握时空，缺少外部开阔开放环境的视野，还会产生闭塞感和压迫感。

地下建筑中固有阴暗、潮湿、空气不流通、封闭而缺少时空感，应通过将阳光自然引入，加强通风换气，引进节能植物等加以克服解决，使地下建筑明亮、开敞、空气清新，更像地面建筑，以吸引人们利用地下空间。除长久居住空间不易放在地下外，地下建筑可以满足人们多种功能需求。但地下建筑空间设计更应进行合理分区、分层布置，供人员使用，特别是人数多的空间宜放置在地下上层，设备间或车库放在下层，且地下建筑入口、通道与城市交通设施、地面设施有便捷联系。地下建筑一旦发生火灾，确有人员疏散、

排烟的困难。在地下空间人们没有地面物候参照，时空感、方位感很差，都是地下建筑固有的缺陷。设计中应对空间进行合理分区，不用易燃、可燃材料装修，增加自动报警、灭火、排烟设施，也要做必要的引导及方位感提示。

地下建筑独具热稳定性、封闭性。地面建筑受自然气候影响较大，而地下建筑由于岩土介质具有良好的隔热性，故受自然气候变化的影响大为减少。事实证明处于岩土中的地下建筑，周围有一个比较稳定的温度场，地面以下1m，其室内温差几乎没有变化；地面以下5m，室内温度常年恒定。使控制地下空间内部的温度环境不存在多大的问题，但湿度环境则存在较大问题。每年6～9月份的潮湿季节，如果通风除湿设计不当，地下环境空气中相对湿度极难控制在允许范围内。而湿度过高，人体散热困难，会使人感到闷热，不舒服，同时伴有霉菌产生，加之无阳光照射条件，微生物污染会加重。这在地面建筑通过开窗通风极易解决，而对地下空间因不能开窗，使得通风换气手段多采用空调、机械通风来解决。但节能地下建筑应尽可能优先利用建筑手段实现建筑的自然通风换气，再辅以机械通风。当然，采用何种建筑手段来解决天然采光通风是值得研究和探讨的问题，但可以借鉴地面建筑、生态建筑的一些设计手法。凡能开设天窗、侧窗、天井、下沉式广场的地下建筑，要像地面建筑一样，让地下空间的窗既采光也通风。这可以通过建筑合理布局，合理设计进出气口面积、位置等手段解决，但要防止因为换气使夏季室外热空气过多进入地下，冬季地下热空气大量散失，使

得地下空间原有的热稳定遭到破坏。

地下空间的利用说起来简单，要做到合理利用则需要做大量的工作。地下空间一经建成后，进行改造与改建的难度相当大，具有相当强的不可逆性。另外，地下的建设成本高，工期长，难以利用太阳光及天然景观，所以，现在人们对在地下工作与生活仍然持有一种偏见。从这种意义上来讲，就要求对开发利用地下空间计划持慎重态度，要有长远眼光，要可持续利用，因而任何一项地下空间的开发计划都需多方面论证、认真评估后才能实施。