文/中國建筑設計研究院有限公司 羅 穎 李 蕾
發達國家和地區對于城市地下空間的開發與利用已有近150年的歷史,已形成地下交通、城市管網、地下能源水源儲備和地下商業綜合體開發等一系列綜合開發模式。地下空間利用規劃從專項規劃入手逐步形成系統規劃,其中以地鐵規劃和市政基礎設施規劃最為突出。發達國家正從城市中某個區域的綜合規劃邁向整個城市和某些系統的綜合規劃。
從1930年地下街發展至今已演變為包括多種城市功能,如交通、商業及其他設施共同組成的相互依存的地下綜合體。日本的地下綜合管廊建設位居世界前列,逾500km。日本比較重視地下空間的環境設計,無論是商業街還是步行道,在空氣質量、照明、建筑小品的設計上均達到地面空間的環境質量。
美國和加拿大雖然國土遼闊,但因城市高度集中,城市矛盾十分尖銳。紐約地鐵經濟方便、效率高;美國地下單體建筑設計在學校、圖書館、辦公建筑、實驗中心、工業建筑中成效顯著,一方面較好地利用地下空間滿足功能要求,又合理解決了新老建筑結合的問題,為地面創造了開敞空間。紐約市的大型供水系統完全布置在地下巖層中,包括輸水隧道、控制和分配用的大型地下洞室。加拿大多倫多和蒙特利爾有發達的地下步行系統,規模龐大、交通方便、綜合服務設施齊全、環境優美,保證了漫長嚴冬下各種商業、文化及其他活動的正常進行。這些項目的成功均有完善的規劃、先進的設計和嚴格的管理,并注重安全和防災。
北歐地區地質條件良好,是地下空間開發利用的先進地區,特別在市政設施和公共建筑方面,包括地下大型供水系統、地下大型排水污水處理系統、地下管道垃圾清運及回收處理系統、地下大型供熱隧道和儲備設施等。
發達國家和地區的地下空間綜合利用發展呈現以下趨勢:①綜合化;②分層化與深層化;③城市交通和城際交通地下化;④先進技術逐漸成熟;⑤地下綜合管廊得到更廣泛的應用和發展。
相較發達國家,我國城市地下空間開發起步較晚,隨著我國經濟發展與城市化進程加快,我國已成為地下空間開發利用大國。2016年,我國城市地下空間與同期地面建筑竣工面積比例從10%上升至15%。我國城市地下空間發展結構延續“三心三軸”結構?!叭摹敝妇┙蚣?、長江三角洲、珠江三角洲;“三軸”指東部沿海發展軸、沿長江發展軸和京廣線發展軸。地下空間的法治體系完善度與發達國家差距逐步減??;地下空間產業市場潛力無限,軌道交通建設規模與速度全球領先,但人均指標與人力資源利用率等仍有差距;地下空間指標整體趨勢與人均GDP排名關聯度最高。
2016年5月,住建部發布《城市地下空間開發利用“十三五”規劃》,這是我國首次單獨將地下空間開發利用規劃管理列入五年行動計劃,國家層面對其重視程度提升至一個新的高度。經濟發達地區注重地下空間研究與設計,中西部城市以政策導向型規劃編制為主。城市地下空間規劃從單一地下空間專項規劃向綜合管廊專項規劃、地鐵周邊地下空間綜合研究設計等延伸;地上地下空間一體化綜合利用,從而實現城市總體規劃三維立體化、城市地下空間規劃綜合化、地上地下空間利用指標化、規劃設計地上地下一體化。
但目前我國專門針對地下空間的法規規范較少,對地方法規的制定也缺乏指導。目前政府各部門之間、投資者與政府之間、投資者與投資者之間缺乏相關法律法規依據,思想不統一,糾紛較多。地方立法分散且不完備,碎片化現象嚴重,相互之間銜接不力或不銜接,因此需要建立符合我國國情的法律法規和政策保障體系。
中關村東升科技園二期項目位于北京市海淀區五環外,奧林匹克森林公園西北。總用地19.77hm2,用地性質為教育科研用地,綠地率30%,空地率60%,容積率3.5,停車位按0.65個/100m2設置。該項目由4個地塊組成,建筑高度為60m,局部高度為70~100m,如圖1,2所示。

圖1 地塊劃分
該項目為多地塊開發,總規模較大,用地權屬不同(中間兩地塊擬自持,兩端地塊擬出讓),后續管理模式不確定;項目需求主要有地上地下空間連續性、機電方案優化和地下停車效率最大化。針對項目特點和需求,提出如下解決方案。
3.2.1 地下空間綜合利用連通方案
主要包括3種連通方案:①方案1 各地塊之間地下空間不連通;②方案2 各地塊之間地下2~3層通道和通廊局部連通;③方案3 各地塊之間整體連通,如圖3所示。
3.2.2 開挖方式
包括分地塊開挖、近乎整體開挖和整體開挖3種方式。
3.2.3 市政管線與地下室關系
市政管線在市政道路下方,在地下2~3層連通部分上方,因此市政管線不受該項目地下室限制。

圖2 項目整體鳥瞰效果
3.2.4 機電方案
1)給水、中水系統 地塊共設置4套,不受地下空間連通方式影響,投資成本與地塊面積成正比。
2)強電系統 各地塊面積較大,每個地塊分別設置,共設置4套,不受地下空間連通方式影響,投資成本與地塊面積成正比。
3)冷熱源系統 綜合考慮地塊權屬、地塊連通方式、管理方式等因素,冷熱源系統配置共有3種方案:分別配置、按權屬配置、統一配置(見圖4,橙色部分)。由表1可看出,統一配置投資最少。
4)消防水系統 綜合考慮地塊權屬、管理方式等因素,消防水系統配置共分3種情況:4個泵房、3個泵房和2個泵房(見圖5,紅色部分)。通過投資估算分析,由表2可看出,設置2個泵房投資最少。
3.2.5 管理運營方式
在地下空間綜合利用的3種連通方式基礎上,按照用地權屬及管理方式,主要采用分頭管理、多地塊整體統一管理2種運營管理方式。
綜合對比地下空間綜合利用方案可看出,整體連通最符合高效集約原則,在目前條件下實現難度也最大,綜合分析如表3所示。

圖3 地下空間綜合利用連通方案

圖4 冷熱源系統配置方案

表1 地下2~4層連通冷熱源系統主要設備投資估算分析

圖5 消防水系統配置方案

表2 地下2~4層連通消防及泵房投資估算分析

表3 地下空間綜合利用方案對比分析
3.3.1 投資估算(土建)費用成本分析
如表4所示,相較不連通方案,整體連通方案和通道連通方案投資均有所降低,整體連通方案投資最少。
3.3.2 總投資對比分析
如表5所示,相較不連通方案,整體連通方案和通道連通方案投資均有所降低,整體連通方案投資最少。

表4 地下2~3層連通投資估算(土建)費用成本分析

表5 不同連通方案項目總投資對比分析
3.3.3 全部出租和半租半售總收益評價指標分析
全部出租總收益評價指標分析如表6所示,半租半售總收益評價指標分析如表7所示。在全部出租、半租半售2種情況下, 整體連通方案經濟效益最優。

表6 全部出租總收益評價指標分析

表7 半租半售總收益評價指標分析
中關村東升科技園二期項目要實現不同地塊地下整體連通方案面臨以下問題:①需要與政府各部門有力溝通,規劃部門認可整體連通方案,但溝通難度較大,增加開發時間成本;②需要調整部分道路市政管線位置,實際情況是部分道路下市政管線已鋪設完成,需與市政部門溝通將已鋪設的管線架起或拆除,溝通難度大,增加開發成本。
經過多輪比較和溝通,該項目最終采取的是折中方案——不同地塊間通過地下通道連通,規劃部門也認可此方案。通道施工擬通過暗挖方式,保證現有道路市政管線無需變更;通道連通也能實現地下車庫和管線的連通,提高車庫使用效率,為機電方案統一設置創造條件;也為項目建成后業主實施統一物業管理提供有利基礎條件;較地下不連通方案經濟效益更佳。
結合中關村東升科技園二期項目地下空間一體化綜合利用分析,可清楚看出城市地下空間一體化綜合利用符合城市規?;⒓s化發展的時代趨勢。隨著時代發展,我國城市地下空間利用必將更加深入和系統,在不斷實踐和法規完善中,將會從局部通道連通方式走向地下整體連通,實現城市可持續健康發展目標。