適應設在地下的城市建筑功能類型

朱大明

(總參212程兵科研_--所洛陽471023)

一、引言

    隨著我國城市化進程的加快，城市規模不斷擴大，許多城市都不同程度地出現了人口膨脹、建設用地緊張、空間擁擠、交通阻塞、基礎設施落后以及環境污染、生態失衡等“城市綜合癥”，并成為現代城市可持續發展的障礙。如何改善城市生態環境、提高生活質量、實現經濟、社會與環境的協調發展，是我們面臨的重要任務。國內外城市建設實踐經驗表明，合理開發利用地下空間是治理“現代城市綜合癥”、爭取城市可持續發展的有效途徑之一。聯合國自然資源委員會1981年5月正式把地下空間確定為人類重要的自然資源：1991年在日本東京召開的城市地下空間利用國際會議所發表的“東京宣言”指出，“地下空間是城市建設的新型國土資源，是造福子孫后代的重要空間”、“為使地面的城市空間變成更宜人舒適的空間，也要最大限度地利用地下空間”。目前，開發利用地下空間已在世界各國引起廣泛重視，已成為現代大城市規劃建設不可或缺的內容，也是面向21世紀我國城市發展的重要方向和戰略選擇。我國l997年12月正式頒布了《地下空間開發利用管理規定》，這是我國在城市地下空間規劃、建設、管理方面第一部法規性文件，它的頒布標志著我國城市地下空間開發利用進入了一個新的階段。如何更加合理地開發利用地下空間資源，使之更好地發展城市功能，并創造安全、高效、舒適、優美的地下空間建筑環境是廣大建筑師面臨的新課題。因此，了解并掌握地下建筑空間的特性，以便揚長避短、趨利避害，對搞好城市規劃、城市設計以及地下建筑空間環境的創造是十分必要的。

二、地下建筑空間的特點

    地下建筑空間是指全部或部分包圍在地面下一定深度的巖土層中的建筑空間，它與地上普通建筑空間有著許多不同的特點，主要表現為以下幾個方面：

    (一)優點

    1.可高效充分地利用土地資源，有利于節約用地、擴大城市空間容量，減緩城市的外延式擴展以保護耕地。  

    2.利于保留更多的地面上開敞空間或進行園林綠化、減少地面空間的擁擠感和密集感。

    3.相對地面建筑環境而言具有隱蔽性，因此采取地下建筑形式可減少或避免某些地面建筑物在自然風景區或歷史文物建筑保護地段視覺上的不協調影響。

    4.具有良好的保溫、隔熱和溫度穩定性，有助于節省建筑空間的采暖制冷能耗，尤其在自然氣候較惡劣地區更能顯示其優勢。

    5.與地面環境具有較強的隔離性(如隔離噪聲、隔離振動、隔離污染等)。

    6.對地上發生的人為和自然災害如戰爭空襲、爆炸毀傷、地震及臺風等具有較強的防護能力。

    (二)缺點和改善對策

    1.天然光線、日照、自然通風以及地面景觀受到限制。但可通過采取某種建筑形式如“天窗”、“采光天井”、“下沉式庭院”、“下沉式廣場”、“半地下式”，“地上與地下相結合”等改善。

    2.容易產生心理上的空間封閉感、幽閉感。但可通過內部視覺環境藝術設計在一定程度上得以改善。  

    3.沒有或少有建筑外部造型形象，缺乏建筑外部整體形象的識別性、象征性或廣告牲。但可通過E1部建筑形式的優化設計，或結合地下建筑覆土綠化構筑優美的人造山水景觀，增強建筑識別性。

    4.因土方開挖、結構覆土荷載較大以及地下防水、防潮構造處理等，地下建筑物造價往往較高。但可通過地下建筑施工技術水平的不斷改進提高而降低造價。

三、建筑功能空間是否適應設在地下的判斷原則

    城市地下空間的開發利用是為了發揮地下空間資源的優勢，創造滿足人們物質生活和精神需要的空間環境，并使地下空間環境與地上建筑空間環境整體協調、互補互利，從而達到改善城市整體環境、強化城市功能、提高城市綜合效益的根本目的。在不同的城市規劃建設區域或地段，是否需要將建筑設在地下，哪些建筑功能空間適應設在地下，至少應從三個方面來考慮：(1)特定規劃建設區域或地段地面場地及其環境特點．；(2)建筑功能空間對地下空間環境特點的適應性；(3)針對地下空間的自然特性，如何通過一定的建筑技術和藝術手段，滿足地下建筑空間環境的要求。其中，城市建筑功能對地下空間特性的適應性是決定地下空間開發利用綜合效益的主要因素之一。判斷建筑功能空間適應設在地下的基本原則(依據)主要有：

    1.不需要或不很需要陽光、日照的建筑空間。

    2.即使設在地面也需要人工照明、機械通風及空調或必須靠人工技術設備嚴格調控室內環境(聲、光、熱、空氣潔凈度等)的建筑空間。

    3.雖有大量人員進入但在其中停留時間較短的建筑空間；只有少數人員進入或平時幾乎無人員進入的建筑空間。

    4.需要特殊防護的建筑空間。

    5.需要與一般人群、公共環境或特定的地面自然環境、人工環境相隔離的建筑空間。

    上述判斷各種建筑功能空間是否適應設在地下的各原則和依據，分別從不同的角度和因素(如物理因素、生理因素、心理因素、環境因素、社會因素等)表明了具有特定建筑功能要求的建筑物對地下空間特性的適應性。雖然建筑的功能往往是綜合復雜的，但我們應抓住特定地段、特定建筑的主要功能特征和要求，并以此判斷其對地下空間的適應性。功能適應性原則是所有地下建筑創作設計優化的基本前提，因為只有滿足功能適應的基本要求才能充分發揮地下空間的優勢達到其必要的功能質量和環境標準，否則，在一般條件下不能滿足建筑功能和環境標準的要求，或者若要達到與地上建筑功能環境質量相同的要求則要付出高昂代價而難以實現效益優化。

四、適應設在地下的建筑功能空間類型

    根據上述判斷建筑空間功能是否適應設在地下的原則依據，我們可以將在一般情況下，城市中適應設在地下的建筑空間主要類型歸納如下：

    1.商業建筑空間——地下商場、地下商業街、地下購物中心等。

    2.交通建筑空間——地鐵、地下公路隧道、地下停車場、地下過街道等。

    3.文體建筑空間——地下博物館、地下展覽館、地下圖書館、地下演播廳、地下舞廳、地下游藝廳、地下游泳館、地下溜冰場，中小型影劇院等。

    4.醫療建筑空間——手術室、藥房、部分診療室等。

    5.辦公建筑空間——中小型會議室、部分辦公室、檔案庫，保密室、精密試驗室等。

    6.市政建筑空間——電力、給排水、供暖、熱力、通訊綜合管線廊道，地下污水處理、地下垃圾處理等。

    7.生產建筑空間——地下封閉式車間、部分軍工廠、部分輕工業生產車間等。        8.倉儲建筑空間——地下糧油庫、地下副食品庫、冷庫；燃料庫；金庫等。

    9.防護建筑空間——人防工程、軍事工程、易燃易爆、有毒、放射類等危險品隔離防護建筑等。

    從以上列舉的適應設在地下的建筑功能空間類型的主要內容可以看出，地下建筑空間的功能是相當廣泛的，在城市用地緊缺、空間擁擠的情況下，許多地上建筑功能空間轉入地下不僅有其必要性，更有其合理性、適應性。由于建筑空間的功能往往是綜合復雜的且要求也是多方面、多層次的，因此，在地下空間規劃和地下建筑創作設計時，還應針對各種不同的建筑功能類型和地下空間的特性。充分發揮地下空間的優勢，并采取相應措施克服其缺點，創造全面滿足需要的地下建筑空間環境。隨著城市集約化程度的不斷提高，單一功能的建筑正逐漸向多功能綜合化發展，建筑規模和體量也不斷增大，形成了城市建筑綜合體；伴隨著地下空間的綜合開發利用，集商業、文娛、交通、市政和人防于一體的大規模地下建筑綜合體也應運而生了，但值得強調的是各種建筑功能轉入地下，不管單一功能、建筑單體、還是復合功能、建筑群體，都應適應并發揮地下空間環境的特性，唯此才有助于產生最優的綜合效益，有利于城市整體空間環境質量的提高。

五、結語

    了解并掌握地下空間的基本特性，研究論證各種建筑功能對地下空間的適應性對合理開發利用地下空間和地下建筑環境設計是十分必要的。本文的討論是就一般情況而言，如，本文所列舉的適應地下建筑空間的功能類型未包括住宅建筑類型，對量大面廣的普通城市住宅建筑而言，其顯然不適應設在地下，但少量掩土住宅或特定地理環境下的窯洞式住宅建筑等則另當別論，即應具體分析其功能適應的特殊性；對其它各種建筑類型對地下空間的適應性都有必要針對各種環境因素和功能要求做詳細甚至量化研究。以便為地下空間規劃和地下建筑創作設計提供更準確合理的依據，為制定有關技術標準、規范提供參考。本文旨在強調地下空間開發利用過程中應注意各種建筑功能對地下環境特性的普遍適應性這一基本問題，并提出研究探討的基本思路。與此相關的課題尚有許多，如。地下建筑的空間藝術；改善地下空間環境(聲、光、熱、空氣等)的設計對策；地下空間與地上建筑空間的有機結合、互補互利；各種建筑類型在地下不同深度和層次的合理布局；地下建筑空間開發綜合效益的評價體系和方法等等。注重這些基礎性課題的研究探索對促進城市地下空間的合理開發利用是十分有益的。

參考文獻：

[1]童林旭．地下建筑學．濟南：山東科學技術出版社，1994年2月第l版

[2] [美]約翰·卡爾莫迪，雷蒙德·斯特林基著，于潤濤、皮聲援編譯，童林旭審校．地下建筑設計．地震出版社，1993年5月

[3]朱大明．關于地下中庭共享空間的構想．地下空間，1995年第l期

[4]朱大明．地下空間開發與山水園林城市建設，地下空間．1996年第3期

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)