地下空间开发与利用：寻求城市可持续发展之路

冯萍+黄莉

摘要：指出了地下空间的开发和利用是人类摆脱发展进程中新的生存空间危机，解决城市用地不足、交通拥挤、环境污染、城市防灾等难题，走可持续发展道路的重要途径。基于北京高校特色教育资源库建设项目“深入地下——地下空间开发与利用”主题资源包，从历史与未来、开发与利用、构筑与防护等多方面对地下空间进行了分析研究，希冀通过该资源包建设的介绍，提升人们对地下空间开发与利用的关注度，从而促进城市的可持续发展。

关键词：特色资源库；地下空间；城市；可持续发展

中图分类号：TU984

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）24-0114-03

1 引言

近10年来，由北京市教委启动的市属高校特色教育资源库建设项目依托北京市属高校的专业背景，先后建成了一大批特色主题资源包。这些资源包在培养大学生人文素养以及宣传普及专业知识方面发挥了积极作用。

北京建筑大学作为北京市属高校中唯一一所建筑类高等学校，承担了建筑与规划主题资源包的建设工作。2016年，“深入地下——地下空间开发与利用”主题资源包的建设契合了现代城市发展需要。地下空间作为一种宝贵的自然资源，如何对其进行有序、合理、经济、高效地开发和利用，是城市可持续发展，建设资源节约型、结构紧凑型、低碳生态型城市的必然选择。

2 地下空间开发与利用资源包的建设缘起

开发和利用地下空间是我国目前乃至未来几十年内城市规划与建设的一个现实性课题。

建设资源节约型、环境友好型社会，实现城市经济发展与资源环境的协调发展在环境问题日益严重的今天显得尤为重要。当越来越多的城市地面空间及上空被鳞次栉比的高层建筑和高架挤占，当雾霾笼罩长江南北，人们不禁感叹未来的城市还能为子孙提供多少生存空间？原有的城市通过不断向平面扩展和高度发展雖然在一定程度上解决了人类生存空间问题，但大量蚕食耕地，高层建筑的安全隐患都使得研究者们开始思考新的生存空间模式——“上天、入地、下海”。发展航天技术，开发外太空，希望有朝一日人类能够移居外星球；开发海洋空间，通过填海造田或者建造人造漂浮海上城市，利用占地球71%的海洋面积，这些都存在着大量的环境和技术问题有待研究和解决。相比前两者，开发和利用地下空间则更为现实可行。

与此同时，人口的不断增长，战争与自然灾害的潜在危险都给人类自身生存带来巨大的威胁。地下建筑作为抗震减灾性能优越的建筑类型，特别在现代高技术战争中具有突出的防护作用。因此，本资源包的建设正是从城市可持续发展的现实性及迫切性出发，具有鲜明的时代特征。

3 地下空间开发与利用资源包的主要内容

3.1 历史与未来

从原始社会的穴居，奴隶社会的水道，封建社会的陵墓与石窟，工业革命的地下电站与地铁，20世纪战争年代的掩体与工事，到现代社会的地下街与综合体，地下空间的发展已经毫无争议地成为21世纪城市发展的主题。在现代化的都市中，地下城市正在崛起，地下空间成为人类生存空间的又一延伸。未来的地下空间开发与利用将向着功能综合化、格局立体化、规模巨型化的方向发展。大型地下综合体、地下交通（地铁、地下隧道等）、城市综合管廊、海绵城市、地下城等是未来城市可持续发展的方向。

地下空间按形成原因，可分为自然地下空间和人工地下空间。这些自然洞穴不少是早期人类的居住地，也是人类最早的文化艺术的摇篮；千姿百态的自然地下空间也为人类提供了丰富的探险和观光旅游场所。而诸如喀斯特溶洞、熔岩洞、风蚀洞、海蚀洞等，对于人类研究洞穴堆积、生物和气候具有很高的科学价值。人工开发的地下空间中，一类是功能性地下空间，如地下交通设施、地下市政公用设施、地下能源与物资储备、地下军事设施、地下工业设施等；另一类是因开采煤、石油等地下矿藏而形成的废旧矿井空间，如美国密苏里州堪萨斯城对深层矿山地下空间进行了开发利用，已开发地下空间面积多达2000万m2。

3.2 开发与利用

3.2.1 地下居住空间

居住是人类生活的基本需求之一，居住方面的应用是人类利用地下空间最古老的一种方式。世界各地许多化石保存完好的地区都发现了大量的穴居遗址，其中一些最古老的岩洞至今仍有人居住。目前，在我国的黄土高原地区、土耳其的卡帕多西亚火山凝灰岩地区以及撒哈拉沙漠地区北部边界的马特马他高原是世界上3个存在着较集中的地下住宅和村庄的地区。窑洞作为黄土高原的传统民居早已被世人所熟知，当地居民创造性地利用高原有利的地形，凿洞而居建成了这种零能零地建筑被誉为“没有建筑师的建筑”。20世纪，美国等发达国家在经历了冷战以及能源危机后，促进了公众对居住安全以及环境和能源等的关注，地下居住建筑得以进一步发展。如今，覆土住宅的设计建造依然备受各国建筑师的青睐。

3.2.2 地下交通设施

地下交通分为地下动态和地下静态两类。前者动态交通中既包括目前人们最常接触的地铁隧道以及地下机动车道，也包括容易被人们忽略的地下步行道、地下河道、铁路隧道。其中地下河道、铁路隧道以及地铁、地下机动车道的发展历程在记录地下交通发展脉络的同时，也揭示了科技进步对人类生活方式的改变。后者地下静态交通中，主要包括各种交通工具的地下存放问题，地下停车库的发展也由传统的坡道式地下停车场发展到后来的机械式停车场、立体地下停车系统。

近年来，许多专家把可持续发展的概念应用到交通中，提出了可持续的交通概念（图1），这将为城市可持续发展提供有力的保障。

3.2.3 地下公共空间

地下公共建筑发展的历史并不长，但其在城市现代化进程中所起的积极作用不容小觑。人们从对单体地下公共建筑的建设研究到与城市下沉广场的结合再继而到地下街，当地下街建设规模不断扩大，将其与各种地下设施，诸如地铁、市政综合管廊、快速路、停车场、娱乐及休闲广场等综合考虑，即可形成具有城市功能的地下综合体。再由地下交通设施连接若干个地下综合体，即形成地下城市的初级阶段。这些地下公共空间的开发和利用，在解决城市发展过程中所产生的一系列固有矛盾的同时，使人们能够享受到更多的蓝天、白云、绿地，为创造人与自然的和谐发展创造了条件，为城市可持续发展提供了一条有效途径。

3.2.4 地下基础设施

城市的可持续发展离不开仓储、物流、市政、人防等多方面的顺畅运行，我国在这些方面起步较晚，但在近些年的城市地下空间规划过程中，政府部门已大力着手诸如地下综合管廊以及海绵城市建设等工作的开展。这些城市基础设施建设的重要举措，不仅可以逐步消除“马路拉链”、“空中蜘蛛网”等问题，用好地下空间资源，提高城市综合承载能力，满足民生之需，而且可以带动有效投资、增加公共产品供给，提升新型城镇化发展质量，打造经济发展新动力，不失为城市可持续发展的有效创举。

3.3 构筑与防护

资源包以直观的视频、照片以及文字说明等多种模式，介绍了多种地下空间构筑施工技术，这些技术措施和方法是形成地下空间——城市可持续发展的技术基础。随着技术、经济、设计水平的提高，地下空间也一改往日的空间封闭、沉闷和压抑感，或引入天然光、绿色植物、水系等自然环境元素；或利用结构自身美以及材料的色彩、材质、灯光设置等提升地下空间的环境，塑造地下空间良好环境是城市可持续发展的内在动力。同时，随着我国城市地下空间开发力度的加大，如何保障城市地下空间内部安全，合理利用地下空间应对城市灾害，提高城市防灾减灾能力，亦成为目前城市可持续发展的重要课题。

4 地下空间开发与利用资源包的建设意义

4.1 专业教学的需要

资源包在介绍有关地下理论知识和案例的同时也是学生作业成果的展示平台。我校建筑学院学生在建筑构造课程中以校园下沉式广场内的咖啡厅改造为实题所进行的地下空间设计；土木学院学生地下空间规划与设计课程调研成果的展示；跨专业学生联合参加的国际大赛获奖作品展示，这些都极大地丰富了资源包的内容，为教学提供了丰富的素材。资源包的建设过程以及建成将成为专业课堂教学有益的补充，帮助学生拓宽课堂知识、开阔眼界。与此同时，在我国地面建设逐渐饱和的今天，通过资源包的介绍让更多的学生认识到城市地下空间这片广阔天地，希冀对学生未来职业方向的选择有所帮助。

4.2 城市可持续发展的需要

毋庸置疑，开发地下空间是解决城市土地紧缺的有效途径。相对于地上空间而言，地下空间的开发和利用一般周期比较长，建设成本比较高、建成后其改造或改建的可能性比较小，因此，对地下空間的开发利用必须在城市总体规划的框架下有序加以开发利用。同时，由于地下建筑兼具抗震减灾性能优越以及由于空间封闭而造成的逃生救援困难的双重特性，如何加以合理利用地下空间，如何建立城市地下防灾体系，从而真正达到城市的可持续发展均需要引起更多人的关注。通过本资源包的介绍，可以使得更多的人士形成对城市总体规划、城市防灾的全面认知，认识到城市地下空间的正确利用与开发对城市建设的重要性，从而将这种认知上升为实际行动，为城市的可持续发展贡献力量。

5 结语

合理开发和利用地下空间对城市可持续发展起着至关重要的作用。地下空间的开发和利用，其最终目的是为人类活动创造更加美好、更有意义的生存环境，通过改善城市空间环境的质量来提高生活质量。通过本资源包的建设，旨在激发读者探索地下空间的热情，提升人们对地下空间开发和利用的认知，从而使每个人做城市可持续发展、和谐生长的守护者。

参考文献：

[1]钱七虎， 陈志龙， 王玉北，等.地下空间科学开发与利用[M].南京：江苏科学技术出版社，2007.

[2]朱建明， 王树理， 张忠苗.地下空间设计与实践[M].北京：中国建材工业出版社，2007.

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[4]王玉北 陈志龙.世界地下交通[M].南京：东南大学出版社，2010.

[5]戴慎志， 赫 磊.城市防灾与地下空间规划[M].上海：同济大学出版社，2014.