地下空間開發(fā)與利用：尋求城市可持續(xù)發(fā)展之路

馮萍+黃莉

摘要：指出了地下空間的開發(fā)和利用是人類擺脫發(fā)展進(jìn)程中新的生存空間危機(jī)，解決城市用地不足、交通擁擠、環(huán)境污染、城市防災(zāi)等難題，走可持續(xù)發(fā)展道路的重要途徑?；诒本└咝Ｌ厣逃Y源庫建設(shè)項(xiàng)目“深入地下——地下空間開發(fā)與利用”主題資源包，從歷史與未來、開發(fā)與利用、構(gòu)筑與防護(hù)等多方面對地下空間進(jìn)行了分析研究，希冀通過該資源包建設(shè)的介紹，提升人們對地下空間開發(fā)與利用的關(guān)注度，從而促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：特色資源庫；地下空間；城市；可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：TU984

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）24-0114-03

1 引言

近10年來，由北京市教委啟動的市屬高校特色教育資源庫建設(shè)項(xiàng)目依托北京市屬高校的專業(yè)背景，先后建成了一大批特色主題資源包。這些資源包在培養(yǎng)大學(xué)生人文素養(yǎng)以及宣傳普及專業(yè)知識方面發(fā)揮了積極作用。

北京建筑大學(xué)作為北京市屬高校中唯一一所建筑類高等學(xué)校，承擔(dān)了建筑與規(guī)劃主題資源包的建設(shè)工作。2016年，“深入地下——地下空間開發(fā)與利用”主題資源包的建設(shè)契合了現(xiàn)代城市發(fā)展需要。地下空間作為一種寶貴的自然資源，如何對其進(jìn)行有序、合理、經(jīng)濟(jì)、高效地開發(fā)和利用，是城市可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)資源節(jié)約型、結(jié)構(gòu)緊湊型、低碳生態(tài)型城市的必然選擇。

2 地下空間開發(fā)與利用資源包的建設(shè)緣起

開發(fā)和利用地下空間是我國目前乃至未來幾十年內(nèi)城市規(guī)劃與建設(shè)的一個現(xiàn)實(shí)性課題。

建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展在環(huán)境問題日益嚴(yán)重的今天顯得尤為重要。當(dāng)越來越多的城市地面空間及上空被鱗次櫛比的高層建筑和高架擠占，當(dāng)霧霾籠罩長江南北，人們不禁感嘆未來的城市還能為子孫提供多少生存空間？原有的城市通過不斷向平面擴(kuò)展和高度發(fā)展雖然在一定程度上解決了人類生存空間問題，但大量蠶食耕地，高層建筑的安全隱患都使得研究者們開始思考新的生存空間模式——“上天、入地、下?！?。發(fā)展航天技術(shù)，開發(fā)外太空，希望有朝一日人類能夠移居外星球；開發(fā)海洋空間，通過填海造田或者建造人造漂浮海上城市，利用占地球71%的海洋面積，這些都存在著大量的環(huán)境和技術(shù)問題有待研究和解決。相比前兩者，開發(fā)和利用地下空間則更為現(xiàn)實(shí)可行。

與此同時(shí)，人口的不斷增長，戰(zhàn)爭與自然災(zāi)害的潛在危險(xiǎn)都給人類自身生存帶來巨大的威脅。地下建筑作為抗震減災(zāi)性能優(yōu)越的建筑類型，特別在現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭中具有突出的防護(hù)作用。因此，本資源包的建設(shè)正是從城市可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)性及迫切性出發(fā)，具有鮮明的時(shí)代特征。

3 地下空間開發(fā)與利用資源包的主要內(nèi)容

3.1 歷史與未來

從原始社會的穴居，奴隸社會的水道，封建社會的陵墓與石窟，工業(yè)革命的地下電站與地鐵，20世紀(jì)戰(zhàn)爭年代的掩體與工事，到現(xiàn)代社會的地下街與綜合體，地下空間的發(fā)展已經(jīng)毫無爭議地成為21世紀(jì)城市發(fā)展的主題。在現(xiàn)代化的都市中，地下城市正在崛起，地下空間成為人類生存空間的又一延伸。未來的地下空間開發(fā)與利用將向著功能綜合化、格局立體化、規(guī)模巨型化的方向發(fā)展。大型地下綜合體、地下交通（地鐵、地下隧道等）、城市綜合管廊、海綿城市、地下城等是未來城市可持續(xù)發(fā)展的方向。

地下空間按形成原因，可分為自然地下空間和人工地下空間。這些自然洞穴不少是早期人類的居住地，也是人類最早的文化藝術(shù)的搖籃；千姿百態(tài)的自然地下空間也為人類提供了豐富的探險(xiǎn)和觀光旅游場所。而諸如喀斯特溶洞、熔巖洞、風(fēng)蝕洞、海蝕洞等，對于人類研究洞穴堆積、生物和氣候具有很高的科學(xué)價(jià)值。人工開發(fā)的地下空間中，一類是功能性地下空間，如地下交通設(shè)施、地下市政公用設(shè)施、地下能源與物資儲備、地下軍事設(shè)施、地下工業(yè)設(shè)施等；另一類是因開采煤、石油等地下礦藏而形成的廢舊礦井空間，如美國密蘇里州堪薩斯城對深層礦山地下空間進(jìn)行了開發(fā)利用，已開發(fā)地下空間面積多達(dá)2000萬m2。

3.2 開發(fā)與利用

3.2.1 地下居住空間

居住是人類生活的基本需求之一，居住方面的應(yīng)用是人類利用地下空間最古老的一種方式。世界各地許多化石保存完好的地區(qū)都發(fā)現(xiàn)了大量的穴居遺址，其中一些最古老的巖洞至今仍有人居住。目前，在我國的黃土高原地區(qū)、土耳其的卡帕多西亞火山凝灰?guī)r地區(qū)以及撒哈拉沙漠地區(qū)北部邊界的馬特馬他高原是世界上3個存在著較集中的地下住宅和村莊的地區(qū)。窯洞作為黃土高原的傳統(tǒng)民居早已被世人所熟知，當(dāng)?shù)鼐用駝?chuàng)造性地利用高原有利的地形，鑿洞而居建成了這種零能零地建筑被譽(yù)為“沒有建筑師的建筑”。20世紀(jì)，美國等發(fā)達(dá)國家在經(jīng)歷了冷戰(zhàn)以及能源危機(jī)后，促進(jìn)了公眾對居住安全以及環(huán)境和能源等的關(guān)注，地下居住建筑得以進(jìn)一步發(fā)展。如今，覆土住宅的設(shè)計(jì)建造依然備受各國建筑師的青睞。

3.2.2 地下交通設(shè)施

地下交通分為地下動態(tài)和地下靜態(tài)兩類。前者動態(tài)交通中既包括目前人們最常接觸的地鐵隧道以及地下機(jī)動車道，也包括容易被人們忽略的地下步行道、地下河道、鐵路隧道。其中地下河道、鐵路隧道以及地鐵、地下機(jī)動車道的發(fā)展歷程在記錄地下交通發(fā)展脈絡(luò)的同時(shí)，也揭示了科技進(jìn)步對人類生活方式的改變。后者地下靜態(tài)交通中，主要包括各種交通工具的地下存放問題，地下停車庫的發(fā)展也由傳統(tǒng)的坡道式地下停車場發(fā)展到后來的機(jī)械式停車場、立體地下停車系統(tǒng)。

近年來，許多專家把可持續(xù)發(fā)展的概念應(yīng)用到交通中，提出了可持續(xù)的交通概念（圖1），這將為城市可持續(xù)發(fā)展提供有力的保障。

3.2.3 地下公共空間

地下公共建筑發(fā)展的歷史并不長，但其在城市現(xiàn)代化進(jìn)程中所起的積極作用不容小覷。人們從對單體地下公共建筑的建設(shè)研究到與城市下沉廣場的結(jié)合再繼而到地下街，當(dāng)?shù)叵陆纸ㄔO(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，將其與各種地下設(shè)施，諸如地鐵、市政綜合管廊、快速路、停車場、娛樂及休閑廣場等綜合考慮，即可形成具有城市功能的地下綜合體。再由地下交通設(shè)施連接若干個地下綜合體，即形成地下城市的初級階段。這些地下公共空間的開發(fā)和利用，在解決城市發(fā)展過程中所產(chǎn)生的一系列固有矛盾的同時(shí)，使人們能夠享受到更多的藍(lán)天、白云、綠地，為創(chuàng)造人與自然的和諧發(fā)展創(chuàng)造了條件，為城市可持續(xù)發(fā)展提供了一條有效途徑。

3.2.4 地下基礎(chǔ)設(shè)施

城市的可持續(xù)發(fā)展離不開倉儲、物流、市政、人防等多方面的順暢運(yùn)行，我國在這些方面起步較晚，但在近些年的城市地下空間規(guī)劃過程中，政府部門已大力著手諸如地下綜合管廊以及海綿城市建設(shè)等工作的開展。這些城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要舉措，不僅可以逐步消除“馬路拉鏈”、“空中蜘蛛網(wǎng)”等問題，用好地下空間資源，提高城市綜合承載能力，滿足民生之需，而且可以帶動有效投資、增加公共產(chǎn)品供給，提升新型城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量，打造經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動力，不失為城市可持續(xù)發(fā)展的有效創(chuàng)舉。

3.3 構(gòu)筑與防護(hù)

資源包以直觀的視頻、照片以及文字說明等多種模式，介紹了多種地下空間構(gòu)筑施工技術(shù)，這些技術(shù)措施和方法是形成地下空間——城市可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。隨著技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、設(shè)計(jì)水平的提高，地下空間也一改往日的空間封閉、沉悶和壓抑感，或引入天然光、綠色植物、水系等自然環(huán)境元素；或利用結(jié)構(gòu)自身美以及材料的色彩、材質(zhì)、燈光設(shè)置等提升地下空間的環(huán)境，塑造地下空間良好環(huán)境是城市可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在動力。同時(shí)，隨著我國城市地下空間開發(fā)力度的加大，如何保障城市地下空間內(nèi)部安全，合理利用地下空間應(yīng)對城市災(zāi)害，提高城市防災(zāi)減災(zāi)能力，亦成為目前城市可持續(xù)發(fā)展的重要課題。

4 地下空間開發(fā)與利用資源包的建設(shè)意義

4.1 專業(yè)教學(xué)的需要

資源包在介紹有關(guān)地下理論知識和案例的同時(shí)也是學(xué)生作業(yè)成果的展示平臺。我校建筑學(xué)院學(xué)生在建筑構(gòu)造課程中以校園下沉式廣場內(nèi)的咖啡廳改造為實(shí)題所進(jìn)行的地下空間設(shè)計(jì)；土木學(xué)院學(xué)生地下空間規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程調(diào)研成果的展示；跨專業(yè)學(xué)生聯(lián)合參加的國際大賽獲獎作品展示，這些都極大地豐富了資源包的內(nèi)容，為教學(xué)提供了豐富的素材。資源包的建設(shè)過程以及建成將成為專業(yè)課堂教學(xué)有益的補(bǔ)充，幫助學(xué)生拓寬課堂知識、開闊眼界。與此同時(shí)，在我國地面建設(shè)逐漸飽和的今天，通過資源包的介紹讓更多的學(xué)生認(rèn)識到城市地下空間這片廣闊天地，希冀對學(xué)生未來職業(yè)方向的選擇有所幫助。

4.2 城市可持續(xù)發(fā)展的需要

毋庸置疑，開發(fā)地下空間是解決城市土地緊缺的有效途徑。相對于地上空間而言，地下空間的開發(fā)和利用一般周期比較長，建設(shè)成本比較高、建成后其改造或改建的可能性比較小，因此，對地下空間的開發(fā)利用必須在城市總體規(guī)劃的框架下有序加以開發(fā)利用。同時(shí)，由于地下建筑兼具抗震減災(zāi)性能優(yōu)越以及由于空間封閉而造成的逃生救援困難的雙重特性，如何加以合理利用地下空間，如何建立城市地下防災(zāi)體系，從而真正達(dá)到城市的可持續(xù)發(fā)展均需要引起更多人的關(guān)注。通過本資源包的介紹，可以使得更多的人士形成對城市總體規(guī)劃、城市防災(zāi)的全面認(rèn)知，認(rèn)識到城市地下空間的正確利用與開發(fā)對城市建設(shè)的重要性，從而將這種認(rèn)知上升為實(shí)際行動，為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

5 結(jié)語

合理開發(fā)和利用地下空間對城市可持續(xù)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。地下空間的開發(fā)和利用，其最終目的是為人類活動創(chuàng)造更加美好、更有意義的生存環(huán)境，通過改善城市空間環(huán)境的質(zhì)量來提高生活質(zhì)量。通過本資源包的建設(shè)，旨在激發(fā)讀者探索地下空間的熱情，提升人們對地下空間開發(fā)和利用的認(rèn)知，從而使每個人做城市可持續(xù)發(fā)展、和諧生長的守護(hù)者。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢七虎， 陳志龍， 王玉北，等.地下空間科學(xué)開發(fā)與利用[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2007.

[2]朱建明， 王樹理， 張忠苗.地下空間設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2007.

[3]童林旭.地下建筑學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[4]王玉北 陳志龍.世界地下交通[M].南京：東南大學(xué)出版社，2010.

[5]戴慎志， 赫 磊.城市防災(zāi)與地下空間規(guī)劃[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2014.