摘 要：隨著城市化進(jìn)程的不斷加快和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不平衡加劇，進(jìn)入21世紀(jì)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(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)入超負(fù)荷狀態(tài)。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(qū)域間發(fā)展不平衡使得人們所需要的生存空間和城市現(xiàn)有空間的矛盾日益加劇。開發(fā)利用地下空間、發(fā)展城市地下民用建筑必將成為未來城市建設(shè)的新趨勢。

關(guān)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(fā)利用的現(xiàn)狀

從1949年新中國成立到80年代初期，人防建設(shè)一直是我國國防建設(shè)的重要組成部分。20世紀(jì)80年代末，尤其進(jìn)入90年代，中國在城市地下空間利用領(lǐng)域受到國際和國內(nèi)城市建設(shè)與發(fā)展的共同影響，開始向著可持續(xù)發(fā)展的方向轉(zhuǎn)變。1988年在同濟(jì)大學(xué)召開的第三屆國際地下空間學(xué)術(shù)會議成為我國城市地下空間開發(fā)利用領(lǐng)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(fā)展從20世紀(jì)90年代的人防工程建設(shè)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?0世紀(jì)90年代以后“城市可持續(xù)發(fā)展”的地下空間開發(fā)利用發(fā)展戰(zhàn)略。

現(xiàn)今，總覽中國城市地下空間開發(fā)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(shè)速度居世界首位，城市大型地下綜合體的建設(shè)成為當(dāng)今城市地下空間開發(fā)利用的熱點(diǎn)。

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(fā)展的開端。自此，在國外地下空間領(lǐng)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(fā)展為結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間分割明顯的地下綜合體，最終形成服務(wù)設(shè)施完善的地下城。與此同時，地下空間的開發(fā)利用逐漸擺脫了地下商業(yè)和軌道交通等因素的局限，開始發(fā)展成為綜合地下設(shè)施。在國內(nèi)外城市地下空間建設(shè)如火如荼的發(fā)展過程中，大量的地下商場、會議室、報(bào)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(xiàn)。地下建筑無論是從質(zhì)量環(huán)境、防災(zāi)設(shè)施、管理運(yùn)營還是規(guī)劃理念和設(shè)計(jì)實(shí)踐都已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高度[1]。

二、發(fā)展地下民用建筑的必要性

民用建筑是指供人們居住和進(jìn)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(fā)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(kuò)張，城市空間資源在這種交替增長的循環(huán)中越顯不足。單一靠城市橫向空間的擴(kuò)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(fā)方法才是城市可持續(xù)發(fā)展的基本思路[1]。

發(fā)展地下民用建筑的必要性有以下三點(diǎn)：

（1）我國人口是世界上最多的國家，根據(jù)國家歷年的統(tǒng)計(jì)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(jù)專家測算，我國只能承受16 億人口負(fù)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(jìn)程的不斷推進(jìn)，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(xiàn)在一味的通過擴(kuò)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(kuò)大使得耕地面積逐漸減少，養(yǎng)活人口又變得愈加困難，且隨著城市面積的擴(kuò)展，地面基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)，影響了地表水的徑流，影響了生態(tài)環(huán)境。為解決未來居民的居住問題，必須有計(jì)劃、有步驟的嘗試將民用建筑向城市地下空間發(fā)展，以尋求更多的生存空間。

（2）人口的過快增長促進(jìn)了城市的擴(kuò)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(fā)展城市地下軌道交通。到如今，大城市的地下淺層已經(jīng)得到廣泛的開發(fā)，地下交通線、地下停車場和地下城市綜合體得到大規(guī)模建設(shè)，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(shè)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(jìn)行第二次開挖施工。因此，現(xiàn)在有必要提出未來地下民用建筑的設(shè)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(huán)境保護(hù)之間的矛盾，同時也為在城市地下發(fā)展規(guī)劃時為將來地下空間的縱深發(fā)展作好準(zhǔn)備。

（3）建設(shè)城市地上空間和地下空間具有比較大的區(qū)別，其主要不同在于周圍介質(zhì)。前者是通過圍合而形成的空間，周圍介質(zhì)是空氣，而后者是通過挖掘而形成，周圍介質(zhì)是土壤和巖石。同時，由于此類介質(zhì)具有隔音、高防護(hù)性、高密閉性、抗震性、隔熱保溫等獨(dú)特優(yōu)勢，故開發(fā)地下空間用于民用建筑具有不可替代的優(yōu)點(diǎn)。但將民用建筑建設(shè)在深層地下并不像城市地下軌道交通那樣建設(shè)于淺層底下且不提供人類的永久性居住，故面臨諸多技術(shù)難題，比如：通風(fēng)、照明、消防安全和建筑穩(wěn)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(shè)想而言又具有更大的現(xiàn)實(shí)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(shù)、新方法、新思路開辟了道路。

三、發(fā)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(huán)境和居住舒適度、節(jié)約資源和充分利用地下空間的獨(dú)特優(yōu)勢，隨著社會、城市經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)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(fā)利用將成為未來城市建設(shè)的新方向，具有無可估量的發(fā)展前景。

未來地下空間、地下民用建筑的發(fā)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(xiàn)標(biāo)志著城市地下空間開發(fā)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(qū)改造和新城區(qū)建設(shè)的過程中，規(guī)模各異的地下綜合體相繼出現(xiàn)，成為大城市現(xiàn)代化進(jìn)程的標(biāo)志。另一方面，地下軌道和步行道系統(tǒng)與地下高速道路和地下商業(yè)區(qū)的結(jié)合構(gòu)筑了地下復(fù)雜的綜合體。同時，地上地下的空間功能既有區(qū)分也有相互結(jié)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(fā)利用，從平面擴(kuò)展到高空及淺層地下空間開發(fā)再到深層地下空間開發(fā)，逐漸形成了地上空間、地面空間和地下空間協(xié)調(diào)發(fā)展的城市空間構(gòu)成新概念，即城市空間的立體化開發(fā)。近些年隨著淺層空間的大規(guī)模利用以及深層開挖技術(shù)和裝備的跨越式發(fā)展，為更好地綜合利用更深部的地下空間打好了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在地下空間向更深層次發(fā)展的同時，不同深度、各個層面的分化趨勢越來越強(qiáng)，功能分區(qū)更加明顯，各種地下交通設(shè)施和市政設(shè)施分層設(shè)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(guī)模巨型化。城市地下空間的開發(fā)利用絕不僅僅是地下單體建筑的建造和使用。在一些發(fā)達(dá)國家當(dāng)前就在組織規(guī)劃地下城。例如日本大成建設(shè)公司提出在東京副都新宿地區(qū)建設(shè)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(tǒng)的建造也體現(xiàn)了地下空間開發(fā)利用的巨型化。如美國的“含水層儲存恢復(fù)工程計(jì)劃” 、荷蘭的地下補(bǔ)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(guī)模開發(fā)，同時淺層地下的建筑設(shè)施多用于緩解地面交通和滿足商業(yè)功能區(qū)的發(fā)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(fā)展。同時隨著社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和我國城市建設(shè)能力的不斷增強(qiáng)，也為民用建筑向地下深層發(fā)展提供了條件。

四、結(jié)語

高度的社會化分工與協(xié)作、高效能的配套和基礎(chǔ)設(shè)施、高質(zhì)量的生活環(huán)境、高效率的管理工作成為城市化發(fā)展的奮斗目標(biāo)[4]。隨著人口增長和城市空間矛盾加劇、建筑工程技術(shù)的發(fā)展，未來在移居水下和外星球面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)的前提下，地下民用建筑向深層的發(fā)展或?qū)⒊蔀槲磥砀淖內(nèi)祟惥幼∧Ｊ降男峦緩健?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]季翔，田國華.城市地下空間建筑設(shè)計(jì)與節(jié)能技術(shù)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014：14.

[2]范芳梅.淺談人口增長與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系[J].山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）研究生論文?？?，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(shè)）專業(yè)。