淺談發展城市地下民用建筑的必要性和前景

摘 要：隨著城市化進程的不斷加快和區域經濟的發展不平衡加劇，進入21世紀的中國大中型城市，尤其是沿海城市，人口猛增、住房緊張、交通擁擠，使得城市運轉進入超負荷狀態。截至2017 年年中，世界人口已近76 億。世界人口的爆炸式增長、區域間發展不平衡使得人們所需要的生存空間和城市現有空間的矛盾日益加劇。開發利用地下空間、發展城市地下民用建筑必將成為未來城市建設的新趨勢。

關鍵詞：城市地下空間；民用建筑；必要性；前景

一、城市地下空間開發利用的現狀

從1949年新中國成立到80年代初期，人防建設一直是我國國防建設的重要組成部分。20世紀80年代末，尤其進入90年代，中國在城市地下空間利用領域受到國際和國內城市建設與發展的共同影響，開始向著可持續發展的方向轉變。1988年在同濟大學召開的第三屆國際地下空間學術會議成為我國城市地下空間開發利用領域一個具有重要意義的里程碑。此后，中國城市地下空間的發展從20世紀90年代的人防工程建設逐漸轉變為20世紀90年代以后“城市可持續發展”的地下空間開發利用發展戰略。

現今，總覽中國城市地下空間開發利用的功能類型，主要包括城市軌道交通、城市地下車庫、地下人民防空工程和城市地下空間共同溝等幾種類型。以城市地下交通為主，其中城市軌道交通建設速度居世界首位，城市大型地下綜合體的建設成為當今城市地下空間開發利用的熱點。

1863年英國倫敦建成的世界首條地鐵成為國外地下空間利用與發展的開端。自此，在國外地下空間領域，起初只是對大型建筑物向地下的自然延伸的大膽嘗試，后來逐漸發展為結構復雜、空間分割明顯的地下綜合體，最終形成服務設施完善的地下城。與此同時，地下空間的開發利用逐漸擺脫了地下商業和軌道交通等因素的局限，開始發展成為綜合地下設施。在國內外城市地下空間建設如火如荼的發展過程中，大量的地下商場、會議室、報告廳、體育館、展覽館等大型地下建筑在日本、西歐及北美等國家相繼涌現。地下建筑無論是從質量環境、防災設施、管理運營還是規劃理念和設計實踐都已經達到相當高度[1]。

二、發展地下民用建筑的必要性

民用建筑是指供人們居住和進行公共活動的建筑的總稱。民用建筑按使用功能可分為居住建筑和公共建筑兩大類。城市的發展不可避免的伴隨著城市人口的急劇膨脹，人口的增長又反向刺激著城市的擴張，城市空間資源在這種交替增長的循環中越顯不足。單一靠城市橫向空間的擴張并不能從根本上解決有限空間的緊缺問題，因此利用有限的土地資源去尋求更多空間的開發方法才是城市可持續發展的基本思路[1]。

發展地下民用建筑的必要性有以下三點：

（1）我國人口是世界上最多的國家，根據國家歷年的統計普查情況來看，平均每年增加1269 萬人，年增長率是1.06%。從建國至今短短60 年間，人口突破13.3 億，增長速度令人驚愕。據專家測算，我國只能承受16 億人口負荷。 雖然中國國土面積較大，而可供人類生存的綠洲面積相對比較有限[2]。同時，隨著城市化進程的不斷推進，大量人口涌向城市，必然給城市用地帶來巨大的壓力，尤其是大量人口的居住問題。我們現在一味的通過擴張城市面積和拔高建筑物高度來解決大量人口的居住問題，但是城市面積的不斷擴大使得耕地面積逐漸減少，養活人口又變得愈加困難，且隨著城市面積的擴展，地面基礎設施的大規模建設，影響了地表水的徑流，影響了生態環境。為解決未來居民的居住問題，必須有計劃、有步驟的嘗試將民用建筑向城市地下空間發展，以尋求更多的生存空間。

（2）人口的過快增長促進了城市的擴張，人類開始尋求新的居住地和居住方式。同時，為了解決地面交通擁堵而大力發展城市地下軌道交通。到如今，大城市的地下淺層已經得到廣泛的開發，地下交通線、地下停車場和地下城市綜合體得到大規模建設，但是這些城市地下建筑都不能提供人類的長時間居住，而且因其位于淺層地下，也為將來地下建筑向更深層開挖設置了障礙，我們很難甚至說不可能在地下淺層建筑物的下部再進行第二次開挖施工。因此，現在有必要提出未來地下民用建筑的設想，使得未來人類生活、居住在地下建筑中，緩解人口與住房、城市空間和環境保護之間的矛盾，同時也為在城市地下發展規劃時為將來地下空間的縱深發展作好準備。

（3）建設城市地上空間和地下空間具有比較大的區別，其主要不同在于周圍介質。前者是通過圍合而形成的空間，周圍介質是空氣，而后者是通過挖掘而形成，周圍介質是土壤和巖石。同時，由于此類介質具有隔音、高防護性、高密閉性、抗震性、隔熱保溫等獨特優勢，故開發地下空間用于民用建筑具有不可替代的優點。但將民用建筑建設在深層地下并不像城市地下軌道交通那樣建設于淺層底下且不提供人類的永久性居住，故面臨諸多技術難題，比如：通風、照明、消防安全和建筑穩定性和抗壓性等。同時相對于人類移居外星球和移居水下的設想而言又具有更大的現實意義。適時的提出民用建筑的地下化和深層化，為人類不斷探索新技術、新方法、新思路開辟了道路。

三、發展地下民用建筑的未來前景

為了緩解人口增長和城市用地的矛盾、改善城市環境和居住舒適度、節約資源和充分利用地下空間的獨特優勢，隨著社會、城市經濟、科學技術和城市集約化程度的不斷提高，城市地下空間、地下民用建筑的研究與開發利用將成為未來城市建設的新方向，具有無可估量的發展前景。

未來地下空間、地下民用建筑的發展方向主要包括[3]：

（1）地下空間功能綜合化。地下綜合體的出現標志著城市地下空間開發利用的綜合化。在美國、歐洲和日本等國家的一部分大城市，在舊城區改造和新城區建設的過程中，規模各異的地下綜合體相繼出現，成為大城市現代化進程的標志。另一方面，地下軌道和步行道系統與地下高速道路和地下商業區的結合構筑了地下復雜的綜合體。同時，地上地下的空間功能既有區分也有相互結合互利共生的“友好型”模式。

（2）地下空間格局立體化。人類對地下空間的開發利用，從平面擴展到高空及淺層地下空間開發再到深層地下空間開發，逐漸形成了地上空間、地面空間和地下空間協調發展的城市空間構成新概念，即城市空間的立體化開發。近些年隨著淺層空間的大規模利用以及深層開挖技術和裝備的跨越式發展，為更好地綜合利用更深部的地下空間打好了堅實的基礎。在地下空間向更深層次發展的同時，不同深度、各個層面的分化趨勢越來越強，功能分區更加明顯，各種地下交通設施和市政設施分層設置，減少了相互之間的干擾，保證了城市地下空間利用的充分性和完整性。

（3）地下空間規模巨型化。城市地下空間的開發利用絕不僅僅是地下單體建筑的建造和使用。在一些發達國家當前就在組織規劃地下城。例如日本大成建設公司提出在東京副都新宿地區建設一座地下新城的方案。即建造3座直徑160米，共40層，總高度200米的圓筒形大型地下建筑，中間為天井，周圍布置房間，以玻璃穹頂出露地面，可同時容納10萬人工作和生活。另一方面，地下水資源和能源儲備系統的建造也體現了地下空間開發利用的巨型化。如美國的“含水層儲存恢復工程計劃” 、荷蘭的地下補水工程和日本的干線共同溝儲水槽。

（4）地下民用建筑深層化。隨著淺層地表的大規模開發，同時淺層地下的建筑設施多用于緩解地面交通和滿足商業功能區的發展需要而不能提供人類的永久性居住，故在未來人口激增、城市空間有限、住房緊張的社會背景下，民用建筑必然向深層地下發展。同時隨著社會的發展，科學技術的不斷進步和我國城市建設能力的不斷增強，也為民用建筑向地下深層發展提供了條件。

四、結語

高度的社會化分工與協作、高效能的配套和基礎設施、高質量的生活環境、高效率的管理工作成為城市化發展的奮斗目標[4]。隨著人口增長和城市空間矛盾加劇、建筑工程技術的發展，未來在移居水下和外星球面臨諸多技術挑戰的前提下，地下民用建筑向深層的發展或將成為未來改變人類居住模式的新途徑。

參考文獻：

[1]季翔，田國華.城市地下空間建筑設計與節能技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2014：14.

[2]范芳梅.淺談人口增長與環境保護的關系[J].山西師范大學學報（自然科學版）研究生論文專刊，2014， 28：808.

[3]葉飛，夏永旭，徐幫樹.地下空間利用概論[M].北京：人民交通出版社股份有限公司，2014：1227.

[4]郭院成.城市地下工程概論[M].鄭州：黃河水利出版社，2014.1.

作者簡介：唐興港（1997），男，漢族，山東聊城人，本科，土木工程（礦井建設）專業。