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城市地下空间概论第1讲城市地下空间开发利用“地下空间”与“地下建筑空间”概念§地下空间：一种不可再生的宝贵资源。广义上指地表以下部分；狭义上指“埋置于地表以下具有一定规模的天然的或人造的空间”，或者指“在岩层或土层中天然形成或经人工开发形成的空间”。§地下空间建筑：是指在自然形成的溶洞内或由人工挖掘后进行建造的建筑，泛指各种生活、生产、防护的地下建筑物及构筑物。1991年日本《东京宣言》：21世纪是地下空间的世纪。人类利用地下空间的历史§远古时代：生活所迫，自发利用——穴居中国、日本、法国、中东、北非都有古人类利用洞穴作为居所的现象;约50万年以前，北京西南郊周口店、龙骨山上的“山顶洞人”；3000--6000年前，西安半坡村新石器时代仰韶文化遗址等。§奴隶社会以后：城市的出现，逐渐开始自觉利用排水系统、仓储设施、宗教设施等。§近代以来：工业革命，城市问题，大规模利用欧洲的地下市政综合管沟（共同沟）；伦敦地铁。§国外近代的地下空间利用：第一次工业革命：城市发展及伴生的城市问题共同沟的雏形：1833年法国巴黎（上、下水管＋电信管线）世界上第一条共同沟：1861年伦敦新建卡里库大街（宽12英尺、高7.6英尺的半圆形地下管道，煤气＋上水、下水管＋各种民用管线）世界上的第一条地铁：1863年的英国伦敦地铁第二次工业革命以来：汽车的发明＋汽车工业的迅速发展城市化进程加快城市平面扩张城市交通问题△地铁、地下停车场、地下市政设施、地下步行街、地下步行网络系统——地下城、地下综合体（地下街不断发展，逐渐形成集交通、商业、文娱等功能为一体的城市地下综合体）、城市地下防灾设施（战争防御设施；自然灾害防御设施）、其它地下设施（城市地下道路；地下图书馆；地下博物馆；地下冷库；地下油库；地下核电站等）§国内现代地下空间开发利用近代～建国前，内忧外患，基本没有发展；建国初期，主要是以战备为目的的“人防”工程；上世纪80年代以前，“人防”工程的“平战结合”利用是地下空间利用的主要形式；80年代后，地下空间开发利用形式逐步多样化、现代化。△地下交通设施（地铁、地下停车场、水电站及航运地下工程），地下商业设施（地下商场、地下商业街、地下综合体），地下文化娱乐设施（地下展览馆、地下博物馆、地下水族馆、地下篮球馆等），地下市政设施（共同沟等）。作用：提高地铁的运营效率；发挥地铁车站区位优势；疏导大量人行交通；形成地下步行网络；改善城市步行交通环境；活跃商业。现代城市开发利用地下空间的动因1.现代城市问题城市综合征：（国际）用地紧张、住房短缺、设施滞后、交通堵塞、供水不足、环境污染、失业、生活贫困、社会不安定（国内）城市化进程加快、土地资源和水资源紧缺、交通拥挤、环境污染严重、人口密集绿地等开敞空间奇缺2.城市未来的发展方向未来城市发展的目标是环境宜人、交通方便快捷、设施发达齐全，能保证人们健康、舒适、便利地生活和工作的生态型城市。城市有限的地面土地资源根本无法满足建设生态城市的要求，因此，需要进行大规模地下空间的开发和利用。3.地下空间在城市建设中的作用开发利用城市地下空间是解决“城市综合症”的有效途径，对城市的发展具有不可替代的作用：提高土地利用效率，节约土地资源；有效缓解城区交通压力，减少地面噪音；增加地面绿地面积，改善城市环境；扩充基础设施容量；历史建筑保护；提高城市总体防灾抗毁能力等。（美国波士顿“中央大道”）丰富多彩的地下空间建筑§地下空间的特性：易封闭性、热稳定性、高防护性§地下空间建筑类型：交通设施，市政基础设施，贮藏设施，商业设施，其他设施（地下垃圾、污水处理厂，地下文体设施，地下娱乐设施，地下工业、民用、核废料处置设施，地下物流设施等）上海地下空间开发利用情况（略）未来地下空间开发利用趋势国际上地下空间的开发利用，已由单一解决用地紧缺发展到全面提升城市环境质量，更加强调规划的系统性和以人为本原则，将地下空间的开发利用有机地置于城市这个大系统中，最终实现人、资源、环境三者和谐协调的现代化城市发展目标。人与自然的充分和谐是21世纪世界城市建设的主题，在实现这一发展目标的过程中，必须充分开发利用城市地下空间资源。地面将是人享受阳光、绿地、自然的活动空间，而影响城市环境的设施将建设在地下；在功能上表现为交通系统、市政基础设施系统、办公事业甚至家居设施等的地下化；在形态上地下空间的开发利用将出现综合化、网络化、深层化趋势。第2讲生态城市建设与地下空间规划设计问题的提出§生态城市生态城市思想是伴随着城市问题的产生和发展而出现的，其理念源远流长。无论是中国古代的人居环境，还是古代欧洲城市和美国西南部印第安人的村庄，以及古希腊柏拉图《理想国》、16世纪美国ThomasMore的《乌托邦》等，都可以看出生态城市的雏形。一般认为，现代生态城市思想的直接起源于霍华德(EdwardHoward)的“田园城市”理论。各国学者在此基础上不断展开相应的研究和探索，并纷纷提出各自的见解，虽然他们的观点不尽相同，但都强调了城市发展过程中社会、经济、自然复合系统的协调发展，城市发展与生态平衡相得益彰的问题。经过多年的研究和实践，国内外学者均认为：生态城市应具有和谐性、高效性、持续性、整体性等特征。§当前的需求建设城市生态绿化系统、建设完善的市政基础设施、建设城市快速交通系统、建设可靠的城市防灾及生命线系统§当前地下空间利用的主要问题1.认识问题：局部与总体规划的衔接、上下部空间的协调、盲目和浪费性开发；2.盲目追赶潮流：自身经济实力、技术条件、地下空间特性、城市自身需求，致使某些城市功能设施单纯为了“跟潮流”而地下化，或者一些本应该地下化的功能设施仍然占据地面空间建设；3.环境设计观念淡薄：设计缺陷、建筑材料质量问题，给人以阴暗潮湿、闭塞、不安全等不良印象；4.系统整合设计：城市生态化和可持续化已成为当前和今后城市规划建设的主要方向，地下空间系统作为城市系统的一个子系统，如何在生态城市的建设中，充分利用和发掘地下空间有利于城市生态建设的特性，同时实现地下空间系统内部生态化，也是当前我国各大城市在地下空间开发利用过程中面临的一个重要问题。地下空间开发利用的正负面效应§地下空间定义：＊地下空间：一种不可再生的宝贵资源。广义上指地表以下部分；狭义上指“在地表以下岩层、土层或水体中天然形成或人工开发而成的空间”。＊城市地下空间，作为一种空间资源，是在城市地面以下天然形成或由于某些目的而人工挖掘形成的空间，根据使用需要在其内部进行一系列后续工程措施开发后为人们所利用，其空间功能通过地下工程来实现，并以地下建筑空间的形式存在。§正面效应环境效益：减少空气污染、噪音净化土壤和水体、调节微气候经济效益：提高城市效率、扩充城市容量、节约运营维护费用、中心区地下空间开发价值较高社会效益：扩充城市容量、改善交通状况、降低事故发生率、改善商务环境节能、人体健康、防护能力§负面效应对周边生态环境的影响地下水、地表土质对周围已有建筑和管线的影响施工过程中：打桩等运营过程中：地表沉降等与地下历史遗产与考古遗址保护之间的矛盾§综合评价利远大于弊绝非简单的空间替代，更是对城市空间和功能的一种全新的、有益的拓展。地下空间规划方法研究§功能规划＊功能规划原则：基本原则“人在地上、物在地下”；“人的长时间活动在地上，短时间活动在地下”；“人在地上，车在地下”等，目的是建设以人为本、与自然相协调发展的生态城市。适应原则城市地下空间开发利用的功能，应当与地下空间的特点相适应，甚至比在地面空间中更为有利，使地下空间的开发产生最佳的综合效益。协调原则在采用地下空间开发利用这一城市问题的解决方式时，应对各种城市问题通盘考虑，力求使得这些问题能够得到协调同步的改善或解决；地下空间开发的功能应与城市地面的职能相协调，地下空间设施的功能应与其所处的中心区功能以及周围建筑物的职能或规划功能相协调。＊功能开发层次：基本需求层次城市基础设施是城市赖以生存和发展的基础，开发城市地下空间，增强城市基础设施的功能，是城市对地下空间开发利用的最基本的需求。（交通、市政管网、能源储存）功能拓展层次积极拓展地下空间使用功能，使其与地面功能相互融合并协调发展，追求最佳的综合效益。根据城市的不同职能以及城市内的不同职能区域，作为城市地上空间资源的补充而进行不同功能的开发和利用拓展。生态建设层次最终目的是实现城市的生态化与可持续发展，要逐步实现城市大部分功能设施的地下化。（功能上、形态上、设计层面上）§形态规划＊平面布局以城市形态为发展方向以地面、地下设施的功能协调为基础以大型地下空间为节点以城市地下交通网络为骨架＊竖向分层根据不同深度地下空间的特性、人的生理反应等进行合理功能设置。浅层（0~30m）、中层（30~100m）、深层（100m+）开发范围：国外（50m）、国内（30m）＊竖向分层及平面布局推荐表地下空间生态化设计人是地下空间的主体，生态化设计的目标就是要“以人为本”，从人的具体需求、生理和心理行为特征等进行设计，以最大限度的提高人们在地下空间中活动的舒适度。§地下空间生态化指标§地下空间综合环境塑造生理环境：依据国家出台的相应技术标准，通过一般的建筑空间设计方法来解决。注重通风、自然采光、除湿。低层次心理环境：体现对人的行为心理和行为习性的关注符合人的认知规律——可识别性符合人的体验规律——满足不同需求高层次心理环境——人文环境：满足人们对文化、艺术、情感等高级层次的需求空间的艺术性——审美空间的文化性——历史文化、传统文脉、地域特征空间的自然性——植物、水体§地下综合体生态化设计§地下综合体空间构成§各功能空间的功能依存关系i.以交通功能为基础带来了城市客流，促进了经济繁荣，解决地面交通环境问题，使得城市为人们提供更高品质的活动及较完善的公共设施成为可能，并且交通环境改善所带来的经济繁荣可扩大市政建设的财源，从而为进一步的地下空间综合开发提供了机会。ii.以商业功能为依托高额利润实现投资回报（日本、台湾10年左右），为地下空间中的客流提供方便舒适的购物场所，扩大区域内商业空间容量和地面商业化步行街范围。iii.以休闲娱乐为拓展拓展了商业功能，进一步繁荣城区的服务业。iv.以生态景观为焦点以优美的生态景观吸引人的视线，改变地下空间给人的封闭感，从环境心理学的角度改善空间体验。人们所看到的不应该只是各种僵硬的人造建筑材料和眼花缭乱的商品，而应该引入自然的生态的景观作为视觉的焦点。v.以文化意象为灵魂通过文化意象的塑造赋予地下综合体内各种功能设施以同一的灵魂。塑造城市区域个性，提升地下综合体品味，展示城市的历史与文化底蕴。§各功能空间的面积比例关系交通功能空间：所有交通空间会占到60％以上商业功能空间：与公共步行通道保持1：1休闲娱乐空间：不宜设可能造成大量人流聚集、喧闹的娱乐场所生态人文景观：交织于地下综合体的其他功能空间中技术设备空间：“维持地下综合体安全、正常运行”为最低控制指标§地下综合体生态化设计原则i.功能上的连续性主要是交通功能的衔接，提供连续、便捷、高效的功能服务ii.空间布局上的兼容性不同的形态结构和风格，降低开发成本，凸现空间上的一体化特点iii.空间体验上的舒适性避免布局与装饰的凌乱与突兀，空间布局、尺度控制、流线处理、色彩修饰、方向导引iv.文化意象上的协调性避免无主题、杂乱无章，彼此独立的各个功能设施成为一体化空间统一意象的构成因子§生态化设计策略1、平面功能布局可理解性、易识别性，连续性、互补性（交通、商业等）2、交通流线组织道路的网络化、标识系统的明确化3、开放空间整合包含了空间的节奏变化、过渡衔接、节点处理等。对于丰富地下空间的层次、增强地下空间的趣味、消除地下空间的单调沉闷有非常重要的意义。4、文化意象协调赋予地下综合体内各种功能设施以同一的灵魂，同时提升地下综合体品味，展示城市的历史与文化底蕴。5、室内装修布置色彩是塑造环境的最廉价的元素，与实体相比，色彩具有更强大的情感感染力。有冷、暖色调之分。可以利用空间色彩布置唤起人们的感官意识，也可用于功能区分、标识等。阳光、水、绿色植