浅谈发展城市地下民用建筑的必要性和前景

摘 要：随着城市化进程的不断加快和区域经济的发展不平衡加剧，进入21世纪的中国大中型城市，尤其是沿海城市，人口猛增、住房紧张、交通拥挤，使得城市运转进入超负荷状态。截至2017 年年中，世界人口已近76 亿。世界人口的爆炸式增长、区域间发展不平衡使得人们所需要的生存空间和城市现有空间的矛盾日益加剧。开发利用地下空间、发展城市地下民用建筑必将成为未来城市建设的新趋势。

关键词：城市地下空间；民用建筑；必要性；前景

一、城市地下空间开发利用的现状

从1949年新中国成立到80年代初期，人防建设一直是我国国防建设的重要组成部分。20世纪80年代末，尤其进入90年代，中国在城市地下空间利用领域受到国际和国内城市建设与发展的共同影响，开始向着可持续发展的方向转变。1988年在同济大学召开的第三届国际地下空间学术会议成为我国城市地下空间开发利用领域一个具有重要意义的里程碑。此后，中国城市地下空间的发展从20世纪90年代的人防工程建设逐渐转变为20世纪90年代以后“城市可持续发展”的地下空间开发利用发展战略。

现今，总览中国城市地下空间开发利用的功能类型，主要包括城市轨道交通、城市地下车库、地下人民防空工程和城市地下空间共同沟等几种类型。以城市地下交通为主，其中城市轨道交通建设速度居世界首位，城市大型地下综合体的建设成为当今城市地下空间开发利用的热点。

1863年英国伦敦建成的世界首条地铁成为国外地下空间利用与发展的开端。自此，在国外地下空间领域，起初只是对大型建筑物向地下的自然延伸的大胆尝试，后来逐渐发展为结构复杂、空间分割明显的地下综合体，最终形成服务设施完善的地下城。与此同时，地下空间的开发利用逐渐摆脱了地下商业和轨道交通等因素的局限，开始发展成为综合地下设施。在国内外城市地下空间建设如火如荼的发展过程中，大量的地下商场、会议室、报告厅、体育馆、展览馆等大型地下建筑在日本、西欧及北美等国家相继涌现。地下建筑无论是从质量环境、防灾设施、管理运营还是规划理念和设计实践都已经达到相当高度[1]。

二、发展地下民用建筑的必要性

民用建筑是指供人们居住和进行公共活动的建筑的总称。民用建筑按使用功能可分为居住建筑和公共建筑两大类。城市的发展不可避免的伴随着城市人口的急剧膨胀，人口的增长又反向刺激着城市的扩张，城市空间资源在这种交替增长的循环中越显不足。单一靠城市横向空间的扩张并不能从根本上解决有限空间的紧缺问题，因此利用有限的土地资源去寻求更多空间的开发方法才是城市可持续发展的基本思路[1]。

发展地下民用建筑的必要性有以下三点：

（1）我国人口是世界上最多的国家，根据国家历年的统计普查情况来看，平均每年增加1269 万人，年增长率是1.06%。从建国至今短短60 年间，人口突破13.3 亿，增长速度令人惊愕。据专家测算，我国只能承受16 亿人口负荷。 虽然中国国土面积较大，而可供人类生存的绿洲面积相对比较有限[2]。同时，随着城市化进程的不断推进，大量人口涌向城市，必然给城市用地带来巨大的压力，尤其是大量人口的居住问题。我们现在一味的通过扩张城市面积和拔高建筑物高度来解决大量人口的居住问题，但是城市面积的不断扩大使得耕地面积逐渐减少，养活人口又变得愈加困难，且随着城市面积的扩展，地面基础设施的大规模建设，影响了地表水的径流，影响了生态环境。为解决未来居民的居住问题，必须有计划、有步骤的尝试将民用建筑向城市地下空间发展，以寻求更多的生存空间。

（2）人口的过快增长促进了城市的扩张，人类开始寻求新的居住地和居住方式。同时，为了解决地面交通拥堵而大力发展城市地下轨道交通。到如今，大城市的地下浅层已经得到广泛的开发，地下交通线、地下停车场和地下城市综合体得到大规模建设，但是这些城市地下建筑都不能提供人类的长时间居住，而且因其位于浅层地下，也为将来地下建筑向更深层开挖设置了障碍，我們很难甚至说不可能在地下浅层建筑物的下部再进行第二次开挖施工。因此，现在有必要提出未来地下民用建筑的设想，使得未来人类生活、居住在地下建筑中，缓解人口与住房、城市空间和环境保护之间的矛盾，同时也为在城市地下发展规划时为将来地下空间的纵深发展作好准备。

（3）建设城市地上空间和地下空间具有比较大的区别，其主要不同在于周围介质。前者是通过围合而形成的空间，周围介质是空气，而后者是通过挖掘而形成，周围介质是土壤和岩石。同时，由于此类介质具有隔音、高防护性、高密闭性、抗震性、隔热保温等独特优势，故开发地下空间用于民用建筑具有不可替代的优点。但将民用建筑建设在深层地下并不像城市地下轨道交通那样建设于浅层底下且不提供人类的永久性居住，故面临诸多技术难题，比如：通风、照明、消防安全和建筑稳定性和抗压性等。同时相对于人类移居外星球和移居水下的设想而言又具有更大的现实意义。适时的提出民用建筑的地下化和深层化，为人类不断探索新技术、新方法、新思路开辟了道路。

三、发展地下民用建筑的未来前景

为了缓解人口增长和城市用地的矛盾、改善城市环境和居住舒适度、节约资源和充分利用地下空间的独特优势，随着社会、城市经济、科学技术和城市集约化程度的不断提高，城市地下空间、地下民用建筑的研究与开发利用将成为未来城市建设的新方向，具有无可估量的发展前景。

未来地下空间、地下民用建筑的发展方向主要包括[3]：

（1）地下空间功能综合化。地下综合体的出现标志着城市地下空间开发利用的综合化。在美国、欧洲和日本等国家的一部分大城市，在旧城区改造和新城区建设的过程中，规模各异的地下综合体相继出现，成为大城市现代化进程的标志。另一方面，地下轨道和步行道系统与地下高速道路和地下商业区的结合构筑了地下复杂的综合体。同时，地上地下的空间功能既有区分也有相互结合互利共生的“友好型”模式。

（2）地下空间格局立体化。人类对地下空间的开发利用，从平面扩展到高空及淺层地下空间开发再到深层地下空间开发，逐渐形成了地上空间、地面空间和地下空间协调发展的城市空间构成新概念，即城市空间的立体化开发。近些年随着浅层空间的大规模利用以及深层开挖技术和装备的跨越式发展，为更好地综合利用更深部的地下空间打好了坚实的基础。在地下空间向更深层次发展的同时，不同深度、各个层面的分化趋势越来越强，功能分区更加明显，各种地下交通设施和市政设施分层设置，减少了相互之间的干扰，保证了城市地下空间利用的充分性和完整性。

（3）地下空间规模巨型化。城市地下空间的开发利用绝不仅仅是地下单体建筑的建造和使用。在一些发达国家当前就在组织规划地下城。例如日本大成建设公司提出在东京副都新宿地区建设一座地下新城的方案。即建造3座直径160米，共40层，总高度200米的圆筒形大型地下建筑，中间为天井，周围布置房间，以玻璃穹顶出露地面，可同时容纳10万人工作和生活。另一方面，地下水资源和能源储备系统的建造也体现了地下空间开发利用的巨型化。如美国的“含水层储存恢复工程计划” 、荷兰的地下补水工程和日本的干线共同沟储水槽。

（4）地下民用建筑深层化。随着浅层地表的大规模开发，同时浅层地下的建筑设施多用于缓解地面交通和满足商业功能区的发展需要而不能提供人类的永久性居住，故在未来人口激增、城市空间有限、住房紧张的社会背景下，民用建筑必然向深层地下发展。同时随着社会的发展，科学技术的不断进步和我国城市建设能力的不断增强，也为民用建筑向地下深层发展提供了条件。

四、结语

高度的社会化分工与协作、高效能的配套和基础设施、高质量的生活环境、高效率的管理工作成为城市化发展的奋斗目标[4]。随着人口增长和城市空间矛盾加剧、建筑工程技术的发展，未来在移居水下和外星球面临诸多技术挑战的前提下，地下民用建筑向深层的发展或将成为未来改变人类居住模式的新途径。

参考文献：

[1]季翔，田国华.城市地下空间建筑设计与节能技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2014：14.

[2]范芳梅.浅谈人口增长与环境保护的关系[J].山西师范大学学报（自然科学版）研究生论文专刊，2014， 28：808.

[3]叶飞，夏永旭，徐帮树.地下空间利用概论[M].北京：人民交通出版社股份有限公司，2014：1227.

[4]郭院成.城市地下工程概论[M].郑州：黄河水利出版社，2014.1.

作者简介：唐兴港（1997），男，汉族，山东聊城人，本科，土木工程（矿井建设）专业。