地下空间规划与设计1——走进地下空间

走进地下空间走进地下空间Page1地下空间规划与设计走进地下空间“19世纪是桥的世纪，20世纪是高层建筑的世纪，21世纪则是开发利用地下空间的世纪”城市发展空间由地面及上部空间向地下延伸，是世界城市发展的必然趋势。Page2平面扩张高空及浅层地下空间深层地下空间走进地下空间Page3主要内容地下空间的定义与类型人类利用地下空间历史现代城市开发利用地下空间动因上海地下空间开发利用情况未来地下空间开发利用趋势城市地下空间规划的指导思想、阶段划分和主要内容走进地下空间Page4地下空间与地下建筑地下空间：广义上指地表以下部分狭义上指埋置于地表以下具有一定规模天然的或人造的空间，或者指在岩土层中天然形成或经人工开发形成的空间。地下建筑：是指在自然形成的溶洞内或由人工挖掘后建造的建筑，泛指各种生活、生产、防护的地下建筑物及构筑物。走进地下空间地下空间是一种不可再生的宝贵资源资源①人类生存发展必不可少，可以开发利用。②分为一次性资源，多次循环利用的资源。③自然资源：天然形成（常见）。包括水资源、矿产资源、森林资源、土地资源、天然气、石油、煤炭等能源资源。④地下空间也是一种资源：新观念、新认识（随经济、技术发展，逐步形成的观念）。⑤应科学规划、依法保护、安全有效合理开发利用。Page5走进地下空间地下空间资源含义①天然存在的资源总量：海洋以下7km；一般表面以下33km，理论上可以开发利用。地球表面积5.1×108km2，空间总量7.5×1018m3。②一定技术条件下可以合理开发利用的资源总量；目前技术2km为宜。考虑留安全间距即洞室尺寸的1-1.5倍岩体保留，则总量为4.12×1017m3。（技术因素制约）Page6走进地下空间地下空间资源含义③一定历史时期可供有效利用地下总空间。我国目前陆地面积15%左右供使用，因此总量为1.15×1015m3，因此是一种潜力巨大的人类生存空间。（经济因素制约）；④首先在大中城市开发利用（城市发展需要、地域因素、经济因素等）Page7走进地下空间实际调查数据国际上学者预测，21世纪将有1/3的人生活、工作在地下空间；北京市城区10米深以上地下空间资源量为19.3亿立方米，可提供6.4亿平方米的建筑面积，将超过北京现有的建筑面积；《大连市城市地下空间利用规划纲要》中，近期开发浅层地下空间（深度30米），开发面积为城市面积的30%（道路与绿化用地），考虑0.4的利用系数，则可利用的资源空间为5.8亿立方米，可提供1.94亿平方米的建筑面积，将超过大连现有建筑住房面积；Page8走进地下空间实际调查数据近年来福州地面建设以高层为主,地面土地资源的利用已渐趋饱和,向地下发展是未来发展的必然趋势。根据福州的地质条件,地下空间的开发将会控制在地下15米以内,即以地下三层的模式为主。如果拿出福州3%的土地来开发地下空间,那么未来10年,福州人均可利用地下空间将有望达到3平方米左右。届时,福州可利用地下空间的总面积将会达到1000万平方米~1500万平方米；Page9走进地下空间地下空间特性地面建筑空气地下建筑岩石、土壤地下空间特性高防护性热稳定性易封闭性具有高抗震特性具有节能的作用、呈现出低炭经济的特点储存Page10走进地下空间高防护性——防灾抗震同一震级条件下，跨度小于5米的地下建筑抗震能力一般比地上建筑提高2~3个烈度等级。整体式钢筋混凝土地下结构，或埋深在20m以下的各类地下结构将不会遭受明显损坏。对跨度较大地下空间，根据日本阪神地震资料，抗震能力至少比地上建筑提高1~2个烈度等级。抗爆覆盖在结构上部的岩土具有消波作用对核爆的光辐射、早期核辐射等具有突出的屏蔽效能。1.5m的土层可使γ射线剂量降低到0.1%。Page11走进地下空间热稳定性——节能地面以下1m，日温几乎没有变化地面以下5m，气温常年稳定福州火车站站前广场地下人防工程据现场实侧,工程内夏天温度明显低于室外,且温度变化小,一天24小时温差在2℃以内,基本处于恒温状态。2005年7月25日,天气预报最高气温37℃,14时经现场实测,地面广场温度约43℃,道路面温度高达50℃,而本工程内中心大楼梯处(地下)为32℃,商场区自然状况下为29℃,车库区为30℃。Page12走进地下空间易封闭性——储存由于地下空间为岩土介质所包围，所以地下空间相对来说，比较容易封闭，对于良好的岩石围岩介质，只要加以适当的开发可直接用于存储各类物质甚至是液体物质。对土层介质加以改造与加固，也可用于各类物质的储存，如对天然形成的围岩介质空间进行必要的技术处理，则可形成具有良好封闭性的人工空间。城市中各类对内部环境要求不高的能源储存设施，尤其液体能源存储设施，可利用地下空间的易封闭性进行开发。Page13走进地下空间由于与外部环境相对处于隔绝状态，其内部环境完全由人工所控制，如热环境、光环境、声环境、空气清洁度等。对于城市中各类对内部环境有较高要求的设施，如各种电视、电影的演播、录音室、医院的手术室、无菌室以及高科技企业中的无污染厂房等，利用地下空间内部环境的易控性，将其建于地下较建于地面更为经济合理。内部环境易控性走进地下空间地下空间在空间环境上有许多阻碍其开发利用的特性，如恒湿性、气密性等，表现出地下空间的潮湿、通风不畅等不利的一面，同时地下空间在空间结构上还具有不易开拓性。其他环境特性走进地下空间火灾、战争、放射能、核辐射、化学药品、环境公害（振动、噪音等）提高城市功能提高城市功能措施防灾措施地下空间利用城市膨胀人口过密地下空间利用城市功能降低地下空间利用地下空间利用地下空间利用地震、台风、洪水等自然灾害人为灾害确保安全二次灾害利用地下空间的特点与优势地下建筑输送设施（铁路、公路、管道等）储藏设施（能源、粮食、水、废弃物、放射性等）防灾设施（避难、储备等）城市设施（办公楼、地下街、停车场、文化设施等）生活设施（住宅等）生产设施（工厂、发电设施等）Page16走进地下空间Page17地下建筑类型交通设施市政基础设施贮藏设施商业设施其他设施走进地下空间Page18交通设施解决交通问题是城市地下空间开发利用的首要动因，因为在城市的各种矛盾中，首先表现出来而且影响面最广的是交通问题。轨道交通系统机动车交通系统交通换乘系统步行交通系统地下停车场走进地下空间Page19市政基础设施地下空间的高防护性是市政基础设施安全运作的有力保障；即使是在城市发生灾害的时候仍能保证必要的市政基础设施的正常运作，以维持城市秩序和救灾工作顺利进行。地下电力隧道地下蓄水池共同沟点式市政设施线式市政设施走进地下空间Page20贮藏设施充分发挥地下空间封闭性、热稳定性的优势，保持仓储空间恒温、恒湿，而且安全、节能。走进地下空间Page21商业设施地下商业设施空间一般包括商店（商场）式购物空间、餐饮等盈利性单元:吸引投资；弥补建设运营成本；为换乘时提供休憩、购物方便。走进地下空间Page22其他设施•地下垃圾、污水处理厂•地下文体设施•地下娱乐设施•地下工业、民用、核废料处置设施•地下物流设施•……走进地下空间地下污水处理厂Page23地下污水处理厂具有环境污染小，节省土地资源的优点，由于是全封闭式,因而可以对通风、热、潮湿以及臭气进行有效控制,从而不会对当地的居民生活产生任何影响。走进地下空间地下博物馆（废弃矿井改建）Page24走进地下空间地下会议室（新加坡）地下歌剧院（俄罗斯）地下演艺厅Page25走进地下空间美国明尼苏达大学土木系矿业大楼Page26走进地下空间地下游泳馆（芬兰）Page27走进地下空间地下工业废料处置设施Page28走进地下空间开挖中的低温气体储藏隧洞地下防卫设施Page29走进地下空间地下物流系统Page30地下物流系统是指运用自动导向车(AGV)和两用卡车（DMT）等承载工具，通过大直径地下管道、隧道等运输通路，对固体货物实行输送的一种全新概念的运输和供应系统。具有速度快、准确性高等优势，而且是解决城市交通拥堵、减少环境污染、提高城市货物运输的通达性和质量的重要有效途径。20世纪90年代以来受到了西方发达国家的高度重视，并作为未来可持续发展的高新技术领域。走进地下空间Page31地下空间的定义与类型人类利用地下空间的历史现代城市开发利用地下空间动因上海地下空间开发利用情况未来地下空间开发利用趋势城市地下空间规划的指导思想、阶段划分和主要内容主要内容走进地下空间Page32人类利用地下空间历史远古时代：生活所迫，自发利用——穴居中国、日本、法国、中东、北非都有古人类利用洞穴作为居所的现象约50万年以前，北京西南郊周口店、龙骨山上的“山顶洞人”3—6千年前，西安半坡村新石器时代仰韶文化遗址等奴隶社会以后：城市的出现，逐渐开始自觉利用排水系统、仓储设施、宗教设施等近代以来：工业革命，城市问题，大规模利用欧洲的地下市政综合管沟（共同沟）伦敦地铁走进地下空间Page33我国古代地下空间的利用第一次工业革命以前，中国作为四大文明古国之一，地下空间的开发利用规模和水平处于世界的前列。这一时期中国对地下空间的开发利用表现在以下几个方面：•排水系统•地下水利工程•民居•仓储设施•军事设施•宗教建筑及帝王陵墓等走进地下空间Page34排水系统：自周朝以来就有记载，至唐宋已较为发达，陆游在其著作《老学庵笔记》中曾有记载。地下水利工程：新疆吐鲁番坎儿井，已有2000多年的历史，在新疆境内的坎儿井全长5400公里，是全世界最大的地下水利灌溉系统。新疆坎儿井走进地下空间Page35仓储：最常见的是地下贮粮设施；至隋唐时期，地下粮库的建造技术已发展的相当成熟，并修建了许多大型的地下粮库，如公元605年修建的洛阳含嘉仓，无论其规模，还是其防潮、防水以及建造技术，既使在今天也具有借鉴意义。居住：早在4000多年前，我国黄河流域的居民就建造窑洞居住。窑洞走进地下空间Page36军事：三国时曹操的地下运兵道等帝王陵墓及宗教石窟：我国地下空间开发利用技术的代表，如其防水技术等在现代也是比较先进的。新疆千佛洞云冈石窟帝王陵墓走进地下空间Page37国外古代地下空间仓储设施给排水系统古罗马排水系统耶路撒冷城取水隧道宗教建筑及帝王陵墓民用住房军事建筑矿井开采埃及金字塔宗教建筑民用建筑走进地下空间Page38近现代地下空间的发展国外近代和现代我国现代走进地下空间Page39国外近代的地下空间第一次工业革命（1765-1840）城市发展及伴生的城市问题共同沟的雏形：1833年法国巴黎（上、下水管＋电信管线）世界上第一条共同沟：1861年伦敦新建卡里库大街（宽12英尺、高7.6英尺的半圆形地下管道，煤气＋上水、下水管＋各种民用管线）世界上的第一条地铁：l863年的英国伦敦地铁巴黎共同沟雏形(1833)伦敦地铁(1863)走进地下空间Page40国外现代地下空间第二次工业革命以来（1870-1900）汽车的发明＋汽车工业的迅速发展城市化进程加快城市平面扩张城市交通问题走进地下空间Page41地铁1041051121131161411631911922182203984360100200300400500大阪斯德哥尔摩华盛顿马德里汉城墨西哥芝加哥柏林巴黎东京莫斯科伦敦纽约世界大城市地铁运营里程（单位：公里，1999年）•二战前的1935年，已有纽约、巴黎、柏林、东京、莫斯科等20个城市修建了地铁；•1999年全世界已有115个城市建成地铁，运营里程达7000多公里。其中超过100公里的城市有13个。走进地下空间Page42地下停车场日本地下车库占全国车库总数的一半左右巴黎拥有83座地下车库，可停放43000多辆车，弗约大街下建有欧洲最大的地下车库，共4层，可停车3000辆目前各国还结合地铁车站建设地下停车库，并构筑P＆R（ParkandRide）运输系统走进地下空间Page43地下市政设施共同沟巴黎2100公里，世界最长伦敦市区22公里日本超过600公里，亚洲第