地下建筑规划与设计-1

2019/8/101/56地下建筑规划与设计主讲人：陈海明博士安徽理工大学.土木与建筑学院2009年9月2日2019/8/102/56课程简介地下工程是目前土木工程专业重要的研究方向之一；介绍地下空间的规划、设计和施工三个阶段所遇到的有关问题；主要内容：1.地下空间的开发历史及主要模式2.地下空间开发的优势及主要问题3.地下空间的分类及三维信息系统设计2019/8/103/56课程简介主要内容：4.城市地下空间的规划设计5.地下公共空间设计6.地铁设计7.地下储存设计8.地下空间结构设计理论与方法9.现代支护结构设计方法10.地下工程施工方法2019/8/104/56教材1.地下空间设计与实践.朱建明，王树理，张忠苗.中国建材工业出版社，20072.城市地下空间规划理论与实践.陈立道，朱雪岩.同济大学出版社，19973.地下空间科学开发与利用.钱七虎，陈志龙，王玉北，刘宏.江苏科学出版社，20074.城市地下空间规划与设计.王文卿.东南大学出版社，20005.城市地下空间规划.陈志龙王玉北.东南大学出版社，20052019/8/105/56第一章地下空间的开发历史及主要模式2019/8/106/56提纲1.1地下空间的开发历史1.2地下空间的开发模式1.3我国地下空间的开发模式1.4地下空间的发展趋势2019/8/107/561.1地下空间的开发历史1.1.1住宅的使用住宅使用可能是人类使用地下空间最古老的形式。现代人定居的最古老洞穴是以色列的Qatzeh洞穴，距今约9200年。半坡遗址，靠近西安，距今6000年，1953年发现。黄土中挖掘地下窑洞，直径从2m-3m。2019/8/108/56我家住在黄土高坡2019/8/109/561.1地下空间的开发历史1.1.1住宅的使用世界许多国家和地区都留下了地下住宅的历史范例突尼斯Matmata的地下住宅土耳其Cappadpcia小镇，岩石住所、教堂，10世纪和11世纪是巅峰时期西班牙安大路西亚，8639个定居洞室（1985）法国也有许多洞室定居点，20世纪初，仍有20000市民生活在洞室里，现在作假期别墅意大利、希腊、约旦、以色列和埃及2019/8/1010/561.1地下空间的开发历史1.1.2生活娱乐自然洞室探险和旅游美国，大洞室开挖一般开始于18世纪90年代，肯塔基州，开发成采矿培训部和为公众旅游服务的特殊洞窟我国南方，特别是珠江流域，分布着大量地下河洞穴，大的汇水面积大于1000km22019/8/1011/561.1地下空间的开发历史1.1.2生活娱乐运动设施和社区中心：游泳池、体操房、跑道、冰球场等挪威利用地下岩洞建造的游泳池2019/8/1012/561.1地下空间的开发历史1.1.2生活娱乐运动设施和社区中心：游泳池、体操房、跑道、冰球场等法国巴黎列·阿莱下沉广场2019/8/1013/561.1地下空间的开发历史1.1.3商业及交通设施地下商业及交通设施主要包括地下商业街、地下人行道、地铁和地下停车场等，承担商业和交通的功能也是人们早期开发地下空间的主要目的之一。2019/8/1014/561.1地下空间的开发历史1.1.3商业及交通设施-地下商业街日本大阪梅田车站地区地下街群2019/8/1015/561.1地下空间的开发历史1.1.3商业及交通设施-地下商业街日本阪神地下街群日本地下街覆盖面积已超过127,000m2，超过1000家商店和餐馆。2019/8/1016/561.1地下空间的开发历史1.1.3商业及交通设施-地铁最早的地铁：世界上最早的地铁于1863年在英国伦敦建成。2019/8/1017/561.1地下空间的开发历史1.1.3商业及交通设施-地铁客运量最大的地铁：美国旧金山地铁是当今世界上最现代化的地铁。地铁运行时速高达128公里，为世界地铁速度之最。2019/8/1018/561.1地下空间的开发历史1.1.3商业及交通设施-地铁最深的地铁：朝鲜平壤市的地铁，由于地质的原因，路线和车站都离地面120m深。2019/8/1019/561.1地下空间的开发历史1.1.3商业及交通设施-地铁最方便的地铁：莫斯科的地铁最方便.营运时间长.发车频繁.行车迅速.坐车舒服.票价低廉.换车方便，堪称世界第一流。2019/8/1020/561.1地下空间的开发历史1.1.3商业及交通设施-地铁最豪华的地铁：法国巴黎的地铁站扬名全球，它建在火车站下面，建筑设计十分精美，技术设备极为先进，被人们誉为地下宫殿。2019/8/1021/561.1地下空间的开发历史1.1.3商业及交通设施-地铁最短的地铁：土耳其的伊斯坦布尔地铁，总长度只有0.6公里，两个半车站。2019/8/1022/561.1地下空间的开发历史1.1.4文化教育-图书馆哈佛大学普西（NathanMarshPusey）图书馆2019/8/1023/561.1地下空间的开发历史1.1.4文化教育-图书馆牛津大学Radcliffe图书馆2019/8/1024/561.1地下空间的开发历史1.1.4文化教育-图书馆日本东京国家国会图书馆2019/8/1025/561.1地下空间的开发历史1.1.4文化教育-教育机构教育建筑物是地下建筑的一个重要分类。浅埋明挖式建筑，以方便火灾安全出口的需求。例如：美国明尼苏达大学的土木系矿业大楼芬兰的技术研究中心2019/8/1026/561.1地下空间的开发历史1.1.5军事设施二战期间，许多工业设施被迁到地下。保护方面的功能稳定的热环境与地表相比典型的低振动通风及低渗透的有效控制岩石洞穴抵抗地面荷载的能力重要工业使用的高安全性2019/8/1027/561.1地下空间的开发历史1.1.5军事设施在美国，较大的军事指挥中心都建造在深深的地下。科罗拉多州北美防空联合司令部（NORAD）战略空军指挥部入口2019/8/1028/561.1地下空间的开发历史1.1.5军事设施民防使用的包括地下电信中心（斯德哥尔摩），地下国家档案馆（挪威），地下石油储备库（瑞典等），以及公众掩体设施。地下导弹筒仓、地下潜水艇基地、弹药储库等地下的军事用途还包括较大型武器的试验2019/8/1029/561.1地下空间的开发历史1.1.6储藏大量食物存储优点：环境因素很适合食物保护啮齿动物和大批昆虫很容易被赶走对入侵者的偷窃或抢劫，食物供应跟安全缺点：地下存储的最初期费用问题地下水渗透预防问题2019/8/1030/561.1地下空间的开发历史1.1.6储藏大量食物存储洛阳的地下粮食筒仓，建于隋唐时期（公元6-7世纪）地下空间还可以用于存放水果，用作酒窖。2019/8/1031/561.1地下空间的开发历史1.1.6储藏石油天然气存储优点：费用低、高安全性和对环境损害的可能性小传统油箱存于地下洞室地下水封油库天然气或石油气体一般以常温高压或常压液态的形式存储2019/8/1032/561.2地下空间的开发模式1.2.1欧洲模式-法国巴黎列·阿莱广场二次开发工程-城市地下空间综合体最成功的典范2019/8/1033/561.2地下空间的开发模式1.2.1欧洲模式-法国巴黎卢浮宫扩建工程-贝聿铭，是历史遗产保护和再开发的最成功案例2019/8/1034/561.2地下空间的开发模式1.2.1欧洲模式-法国巴黎拉·德芳斯新城-誉为20世纪人类规划建设立体化、现代化城市最理想模式之一2019/8/1035/561.2地下空间的开发模式1.2.1欧洲模式-英国伦敦地铁，经历140多年，已成为当今世界上技术最先进、系统最完整的五大地铁系统之一（日本、德国、英国、法国和俄罗斯）2019/8/1036/561.2地下空间的开发模式1.2.1欧洲模式-英国地下邮政轨道运输系统1927年，20m深，专门运送邮件的轨道系统，总长10.5km现在正计划利用该系统向牛津大街的商店配送货物成为新型物流方式的先行样板2019/8/1037/561.2地下空间的开发模式1.2.1欧洲模式-俄罗斯俄罗斯也是世界上城市地下空间开发利用的先进国家之一。尤其是前苏联的莫斯科地铁系统。2019/8/1038/561.2地下空间的开发模式1.2.1欧洲模式-瑞典瑞典地处北欧，良好的岩石地层为地下空间的开发利用创造了极好的条件。斯德哥尔摩地下空间开发世界领先。2019/8/1039/561.2地下空间的开发模式1.2.1欧洲模式-芬兰赫尔辛基平战结合的地下公共建筑，尤其是地下文化体育娱乐设施，构成了该城市地下空间的鲜明特色，平战结合的典范。地下岩石教堂2019/8/1040/561.2地下空间的开发模式1.2.2北美模式-美国纽约曼哈顿洛克菲勒中心的地下步行系统2019/8/1041/561.2地下空间的开发模式1.2.2北美模式-美国地下图书馆哈佛大学、加州大学、密执安大学、伊利诺等大学大量建造了地下或半地下图书馆。2019/8/1042/561.2地下空间的开发模式1.2.2北美模式-美国波士顿中心高架道路的地下化2019/8/1043/561.2地下空间的开发模式1.2.2北美模式-加拿大充分利用民间资本大力开发城市地下空间。多伦多地铁站2019/8/1044/561.2地下空间的开发模式1.2.3亚洲模式-日本东京深层地铁2019/8/1045/561.2地下空间的开发模式1.2.3亚洲模式-日本地下街2019/8/1046/561.2地下空间的开发模式1.2.3亚洲模式-日本共同沟2019/8/1047/561.2地下空间的开发模式1.2.3亚洲模式-日本大深度地下空间资源的公益性开发利用2001年日本政府颁布实施《大深度地下空间公共使用特别措施法》限定土地拥有者的空间权利，规范有序地引导人类开发利用私有土地深层空间服务于国家和城市公益公用事业建设新途径2019/8/1048/561.2地下空间的开发模式1.2.3亚洲模式-韩国韩国清溪川高架高速路拆除前后的交通状况对比图2019/8/1049/561.3我国地下空间的开发模式结合地铁建设修建集商业、娱乐、地铁换乘等多种功能于一体的地下综合体。2019/8/1050/561.3我国地下空间的开发模式地下过街通道-商业型2019/8/1051/561.3我国地下空间的开发模式站前广场的独立地下商场和车库-商场型大连火车站站前广场2019/8/1052/561.3我国地下空间的开发模式在城市中心区繁华地带，结合广场、绿化、道路，修建综合性商业设施在历史名城和城市的历史地段、风景名胜地区，利用地下空间来保护地面景观高层建筑的地下室已建地下建筑和人防工程的改造利用2019/8/1053/561.4地下空间的发展趋势地下空间是解决城市问题的重要途径城市人口众多交通堵塞城市环境恶化21世纪是人类地下空间开发利用的世纪开发地下空间，实现城市的可持续发展2019/8/1054/561.4地下空间的发展趋势地下空间开发将向立体化方向发展城市向三维空间发展，实行立体化的再开发，是城市中心区发展唯一现实可行的途径一个城市的可开发利用的地下空间资源量一般是城市总面积乘以开挖深度的40%城市地下空间开发应做好立体规划，分层开发2019/8/1055/561.4地下空间的发展趋势地下空间开发向商业综合体方向发展随着城市经济和社会的发展，传统单一功能的单体公共建筑已不能完全适应城市生活的变化日本在开发地下商业综合体方面积累了丰富的经验我国20世纪80年代以后，采用平战结合策略开发城市地下空间2019/8/1056/561.4地下空间的发展趋势地下深度空间将建立水资源和能源储存系统利用地下含水层广阔的空间建立“水银行”来调节和缓解供水优点：•储备地下水•控制海水入侵和地面沉降•提高地下水位，减少地下水的抽取费用•维持河流的基流•改善水质•实现污水的循环再利用•保护生态环境能源是一个国家的经济命脉，地下储油（气）库