1、土木工程专业系列讲座,城市地下空间开发利用 与可持续发展,主要内容,1. 地下空间开发利用的发展2. 地下空间相关概念3. 地下空间开发的优势及主要问题4. 地下空间开发利用模式5. 地下空间发展展望,19世纪是桥的世纪 从欧美来看： （1）经济的发展 （2）城市的发展 （3）交通的发展,1. 地下空间开发利用概述,1.1 概述,20世纪是高层建筑的世纪,帝国大厦石油双塔现状：限制高层,21世纪是 人类开发利用地下空间的世纪,美国未来学家杂志预测：二十一世纪将有1/3人口生活和活动在地下。,1.2 地下空间开发的四大浪潮,第一次浪潮：人类发展初期特点：利用洞穴居住、防风、防雨、防野兽的有袭击。
2、,日本绳文时代洞窟遗迹(第一期),群馬県万場町青梨,堀谷洞窟（静岡県浜北市）,用途: 居住、避难、储藏数量: 400余处特点: 朝南、靠近水源、前庭宽敞,第二次浪潮：19世纪工业革命开始特点：以欧美为主的矿山工程、城市市政和地铁、军事和水电工程发展迅速。,矿山工程,19世纪工业革命开始,第三次浪潮：20世纪初中开始（1930年）特点：以地下空间利用为特征，人类活动移居地下如：商业街、停车场、商业街、文化娱乐活动场所、体育艺术场馆,第四次浪潮： 20世纪兴起，21世纪为高潮。降低高层建筑，保持文化、艺术，给人们以宽广、舒适感。,20世纪兴起，21世纪为高潮。原因：人类巳意识到生存环境和资源的危机
3、。特点：联合国和世界各国提出“可持续发展战略”,以节约资源、改善环境，保护生态，建立可持续发展的城市的地下空间利用。21世纪世界两大事件：美国的高科技，中国的城市化。,建立可持续发展的城市,未来城市是什么样的？它与现在城市最大的区别是什么？当记者在北京召开的第二十届世界建筑师大会期间，采访大会特邀主持人美国宾西法尼亚州州立大学城市规划专业高级教授格兰尼博士时，它回答说：“首先我们会搬到地下去，把城市设施移到地下，保持城市的完整性。城市就不会无限地扩张，而是把城市规划控制在一定的限度之内，人们可以发现购物中心离自己很近，问题是如何改善地上城市的环境，把自然带到城市中来。这就涉及到我刚才提到的问题
4、，把交通放到地下去，把地上的窨留给艺术设施。”,城市地下空间开发利用的第四次浪潮，其具体动因一般是这样认为的： 20 世纪，人类取得了巨大成就，经济高速发展，科技飞速进步。但人类的许多发展活动是不可持续的发展行为，从而使人类在世纪之交处于危险的境地：人口几何级发展；森林破坏，荒漠化加剧，耕地急剧减少；臭氧层空洞扩大，温室效应加剧，地球地表温度增加，每平面上升；江河和地下水水质和大气污染加剧；固体废弃物成灾。,2.1 地下空间概念,地下空间（subsurface space）是指在岩层或土层中天然形成或经人工开发形成的空间。根据我国城市地下空间开发利用管理规定，城市地下空间是指城市规划区内地表以
5、下的空间。,2. 地下空间相关概念,发达国家的城市发展历史表明: 当城市人均GDP 达到500 美元就基本具备大规模开发利用地下空间的条件和实力。若为1 000 美元2 000 美元则达到了开发利用的高潮。,2.2 开发地下空间依据,2.3 城市地下空间开发利用的意义,(1) 提高土地的利用效率，节约土地资源；(2) 缓解城市发展中的各种矛盾；(3) 保护和改善城市生态环境；(4)建立完善的城市地下防灾空间体系，保障城市在发生自然和人为灾害时的安全；(5）实现城市的集约化发展和可持续发展，最终大幅度提高整个城市的生活质量，达到高度的现代化。,2.4 我国国情城市发展,温家宝总理曾经指出，城市规
6、划是城市建设和发展的蓝图，是建设和管理城市的基本依据。城市节地、节能和节水主要在于宏观控制、微观落实，建设节约型城市必须从规划抓起，要在深入研究开发利用地下空间的基础上，在编制城市总体规划时同步编制城市地下空间规划，以落实贯彻中央提出的科学发展观，适应城市可持续发展，建设资源节约型、环境友好型城市的需要。,1.建设具有高防灾、减灾水平的社会和城市。2.构建资源节约型、环境友好型社会和城市。,可持续发展 满足当代人需求，又不危及后代人满足其需求能力的发展。,2.5 地下空间开发利用型式,住宅的使用生活娱乐商业及交通设施文化教育军事设施储藏与能源利用地下共同沟,3. 地下空间开发的优势及主要问题,
7、地理位置优势气候优势防护优势保存优势规划优势储存优势综合效益优势,3.1 地下空间开发的优势,地理位置优势有效利用地下空间,气候优势热量、气候,防护优势噪音、抗震,保存优势美观、环境,规划优势分层、立体化,储存优势环保、时间长（水资源、能源）,综合效益优势经济、便捷等,3.2 地下空间存在的主要问题,地下空间处于地下，呈封闭状态，人们极易产生恐惧、不适等心理反应；地下空间规划受到原有城市规划的限制，其建筑物的改建、扩建和维修较地面建筑物困难；地下空间消耗的能源较大，如通风、照明等要消耗大量的能源；消防能力受到极大的挑战，如水灾、火灾等。,3.2.1 资源环境,3.2.2 施工技术方面,地下空间
8、规划受水文地质条件影响较大，地下建筑物的建设必须考虑水对不同土层的影响；地下空间工程范围广泛、类型多、技术条件复杂，费用高。地下建筑物的费用往往是地表建筑物费用的几倍甚至十几倍，而且深层地下空间的开发技术目前还很不成熟。,3.2.3 理论方面,地下建筑物的受力复杂，岩土的本构方程还很不成熟；土-结构共同作用机理复杂。,3.2.3 相关规范,2005年建设部颁布城市地下空间开发利用管理规定；规范有待于进一步完善。,理想的地下空间,地下空间要处理的几个问题,“需要”与“可能”,“平时”与“灾时”,“近期”与“远期”,“地上”与“地下”,4. 地下空间开发利用模式,城市地下空间开发利用与本国的政治、
9、经济、文化、科技、地理、地貌、气候环境等因素及国际社会稳定与发展等大背景是息息相关的。近150年来，各国大城市的地下空间开发利用已形成了各自独有的特色。,4.1 国外地下空间开发利用现状,从1863年英国伦敦建成世界上第一条地铁开始，地下空间的发展趋势：开发利用从大型建筑物向地下的自然延伸发展到复杂的地下综合体（地下街）再到地下城（与地下快速轨道口交通系统相结合的地下街系统）。地下市政设施也从地下供、排水管网发展到地下大型供水系统，地下大型能源供应系统，地下大型排水及污水处理系统、地下生活垃圾的清除、处理和回收系统，以及地下综合管线廊道（共同沟）。 在北美，西欧及日本出现了大型地下公共建筑。有
10、公共图书馆和大学图书馆、会议中心、展览中心以及体育馆、音乐厅、大型实验室等地下文化体育教育设施。 地下空间利用规划从专项规划逐步形成系统的规划。其中以地铁规划和市政基础设施规划最为突出。 从城市中某个区域的综合规划走向整个城市和某些系统的综合规划。,北京（中国）,新宿（日本）,蒙特利尔（加拿大）,半径500m,各城市的地下空间利用状况,東京（日本）,日本东京六本木新城,慕尼黑的地下空间开发,慕尼黑是德国南部巴伐利亚州的文化中心兼首府，人口125万，是德国的第3大城市。市区有U1-U8共8条地铁线路，并通过近郊铁路S线联系周边地区，在城市边缘，地铁和近郊铁路换乘便捷。地铁高峰时段每5分钟一班，平
11、时10-20分钟一班。慕尼黑的地铁站非常大，林立着小店铺，等车的人可以顺便把需要的东西买齐，在地铁站购物已成为慕尼黑市民的一种生活方式。,简洁明快的空间效果,发达的慕尼黑地铁网络,色彩绚丽的地铁站台,阳光透射直达站台,法兰克福的地下空间开发,法兰克福人口65万，45万人工作，33.5万人乘坐交通工具，其中47%的人自己开车，29.5%的人坐公交。法兰克福有轻轨线路8条，地铁7条，地铁线路长度约 80公里，每隔57分钟发一趟。地铁的成本80%是运营收入，20%政府补贴。德国法兰克福，明文规定建造一座办公大楼不能带建一个停车场，以支持地下车库的建设和轨道交通的发展，法兰克福三大商业中心之一的西北城
12、商业中心，地铁一直通到商业中心地下。,综合化的地下换乘空间,位于商业中心的地铁站,地铁和轻轨共构交通网络,4.2 国内地下空间开发利用现状,开发规模扩大，开发速度加快；开始从孤立的单体建设转变为城市建设和改造的整体组成部分；城市交通的改造成为地下空间开发利用的主要动因；内部环境和安全的标准有所提高，地下空间利用的综合形象有所改善。,4.2.1 各城市地下空间利用,北京商务中心区地下空间规划方案,规划方案确定的规划框架由“一轴、一区、两点、三线”组成。一轴地下公共空间发展轴：东三环路地下空间发展轴线。一区地下空间核心开发区域：以地铁国贸换乘枢纽为带动，重点开发建设东三环路两侧、长安街与光华路之间
13、的商务中心区核心区与国贸一、二、三期工程下的地下空间。两点地下空间主要集散点：地铁1号、10号线国贸换乘站，地铁10号线光华路车站。三线地下空间主要公共联络线：建国门外大街及建国路地下联络线，光华南路地下联络线，商务中心区东西街地下联络线。功能布局：地下一层主要为商业设施。地下二层主要为内部管理停车及设备用房,并在通道的过街处，设置少量地下二层商业，以保持地下商业网络的连续。地下三层、四层主要为停车及设备用房。,规划总平面图,规划天际线,上海浦东新区浦东新区位于黄浦江以东、地处我国海岸线中点和长江入海口的交汇处，与繁华的上海外滩、南京路仅一江之隔。 四大经济功能，即金融功能、贸易集散功能、集约
14、生产和交通枢纽功能、管理和信息服务功能。 按照“规划先行，基础设施先行”的思想模式。,浦东位置图,陆家嘴金融贸易区,浦东世纪大道,重庆开始向地下要空间,哈尔滨红博广场（地下）,西安钟鼓楼广场及其地下工程,大连地下要空间开发利用,珠海莲花路地下空间开发,1 、采用人车分离的模式，为过路式交通创造便利的交通条件，让其尽快穿过商业区。 2 、规划出行交通和停车组织也以街坊为基础，街坊单元内以及部分街坊之间，将地下停车库联接为一体。 3、步行系统通过不间断的建设与扩展，逐步把公共性强的商业、娱乐、餐饮等设施连成一个公共活动网络，增加空间的多样性，提供明快灵活的步行动线选择。,4、地下商业街与两侧的停车
15、空间联为一体，方便了停车人流直接进入商业区和地面空间，为单调乏味的地下停车空间增添人气和趣味。 5、尊重莲花路现状肌理与文脉以及未来可持续发展的需求，创造有特色的城市轴线。,商业结构比较,地下一层地下二层,杭州钱江世纪城钱江世纪城地处萧山城北江滨地区与杭州钱江新城隔江相望,作为未来杭州城市中央商务区。（CBD）的重要组成部分和城市双心结构的核心内容，钱江世纪城的发展模式定位为：立足长江三角洲，作为以上海国际商务中心区为龙头的整体商务功能的扩展和延伸，钱江两岸遥相呼应，优势互补。在发展中，充分结合地形，尊重自然，构筑现代生活。 规划总用地22.74平方公里，可容纳人口12万人。总建筑面积1685
16、万平方米，其中核心区（行政管理、宾馆服务、金融贸易、科技信息、商务办公和商业文娱区），总用地面积约4.8平方公里，建筑面积634万平方米。,青岛经济技术开发区中心商务区,地下三层,4.2.2 城市交通发展,城市的快速发展伴随着巨大的交通问题，缓解城市交通压力，首先把交通放到地下去是解决交通拥堵的有效途径。,交通系统,2009大陆建设地铁的城市,南宁,昆明,福州,长沙,南昌,南宁,昆明,福州,长沙,南昌,南昌市轨道交通规划图,南昌市城市快速轨道交通线网规划提出了三主、两辅、五条线的轨道交通线网，设置四条过赣江通道。以1、2、3号线为主形成“人”形主骨架，4、5线为两辅连接外围组团，全网线路总长1
17、68km，全网共设置车站128座，换乘站15座。 2010年开始建设1号线一期，2015年建成1号线一期，以后率先建设2号线一期、3号线一期，到2020年建成1、2、3号线网络。2020年后，先后建设4号线一期，5号线一期，1号线延伸段、2号线延伸段、3号线延伸段、4号线延伸段、5号线延伸段。,香港地铁九龙站,香港地铁香港站和青衣站,地下交通,北京地铁王府井车站,广州地铁区间隧道,上海地铁车站,4.2.3 地下综合体,城市让生活变得更美好。城市的不断发展，地下交通快速、便捷，地下交通成为连接人们生活居住区、工作区与娱乐区得纽带。地下集商业、文化娱乐、停车及公共设施于一体。,高层建筑物与地铁站的
18、一体化,地面0m标高层,地下-10m标高层,地下-15m标高层,地铁长途客运站空间示意图,自行车库,地下商业,地铁站厅,LRT线,地铁站台,（3）竖向避让原则,地下道,停车场,地下道,商店 地铁检票口(GL-10m),地下道 地下停车场(GL-15m),地下街实例,地下步行环境,步行主要通道断面图,步行次要通道景象,步行次要通道断面图,歩行者通路,店舗,店舗,商店,商店,步行通道,地下广场指示系统,地下中庭景象,地下广场景象,4.2.4 地下共同沟,一种新兴的城市地下空间发挥在那模式。城市管道与廊道的综合，更大规模的一体化设计和规划。城市地下专属的隧道空间，集市政、电力、通讯、燃气、给排水等各
19、种管道于一体，设有专门的检修口，吊装口和监测系统。被世界主要城市推崇采用。,城市地下共同沟,4.2.5 地下储库与能源开发利用,地下储存功能安全、环保、经济。 水资源 地下油库 地下水电站 地下核电站,水封油库示意图,小浪底水电站,三峡水电站,地下核电站型式,4.2.6 其它,地下空间应用十分广泛，还包括：公路隧道、地下娱乐场所、地下图书馆等。,南京玄武湖隧道,青山湖隧道,深圳梧桐山隧道,珠海板樟山隧道,隧道内景,福州象山隧道（四连拱）,上海人民广场,大连奥林匹克广场,引水隧道（预应力钢筋混凝土结构）,地下厂房,赫尔辛基地下游泳馆,地下剧场,斯德哥尔摩地下音乐厅,明尼苏达大学地下图书馆,5.
20、地下空间发展展望,随着城市化的进一步进程城市人口将会大幅度增加，城市用地将会越显紧张，专家预测在将来的五十到一百年内中国将会持续面对和解决如何利用地下空间的问题。目前单靠房地产投资以经济效益为指向的单一的发展是不合理不健全的。和西方国家以及日本等发达国家相比，我们目前的地下公共空间功能过于“传统”,范围相对狭小。因此潜力还是很大的。,地下空间发展趋势,综合化 完善功能设施如地铁、共同沟、地下道路、地下车库、地下商业、地下变电站等的建设。深层化 合理利用地下各层的空间层面，往深层发展，可使功能更加合理，系统更加完整 。 网络化 地下构筑物的网络主要是从水、电、气，通讯光缆，电缆等管线开始，逐渐推广到有不特定多数人出入的地铁、地下街等设施。 人性化 通过各种技术及艺术手段的处理，来淡化地下空间与地面空间或地下空间之间的联系和界限，为人们提供一个更为舒适便捷的室内环境，形成具有活力、魅力的人性化的CBD功能区的地下综合体。生态化 注重可持续性发展，最大限度的利用自然资源和防止环境污染，采用生态环保型材料；采用新的建筑构造技术进行节能设计；开发利用新能源；再生资源的循环利用；营造绿色的室内环境等策略，解决能源危机、有效的保护环境和人类的长远利益。,谢谢大家！欢迎大家提问,
