地下空間民用建筑

地下空間民用建筑第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月一、地下民用建筑的類型第一節(jié)地下空間民用建筑類型與發(fā)展、規(guī)劃地下空間的民用建筑：地下公共建筑、居住建筑。地下居住建筑：供人們起居生活的場所，如中國窯洞、美國覆土住宅等。

地下公共建筑：各種公共活動的單體地下空間建筑，涉及辦公、娛樂、商業(yè)、體育、文化、學(xué)校、托幼、廣播、郵電、旅游、醫(yī)療、紀(jì)念、小型地下街、集散廣場等建筑，功能較單一，規(guī)模不大。二、地下民用建筑的發(fā)展

中國黃土高原有3500～4000萬人居住的窯洞。

突尼斯撒哈拉沙漠邊緣分布20多個地下聚居點(diǎn)，居住著9000多人。

土耳其耐夫塞爾城的開帕多西亞散布4000年的42個地下聚居點(diǎn)。

中世紀(jì)歐洲凱馬可地下城的地下綜合體有9層空間，供6萬人居住、活動；德林庫玉18～20層地下城面積40萬m2，可住10萬人。

波蘭克拉科：共7層，埋深200m，長120km，有劇場、教堂、舞廳等公共建筑。

舊金山市莫斯康尼中心：建于1981年，2.3萬m2，跨度90m無柱展覽大廳，地面3.2萬m2公園。地下圖書館：哈佛大學(xué)、加州大學(xué)伯克利工學(xué)院、密執(zhí)安大學(xué)、伊利諾大學(xué)。瑞典國家檔案館、斯德哥爾摩市的大型地下電話交換臺及檔案庫、美國明尼蘇達(dá)州可容納400名犯人的改造營。第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月三、地下民用建筑的特點(diǎn)及優(yōu)越性

1．協(xié)調(diào)自然環(huán)境：居住建筑常建造成半地下式、覆土式、下沉廣場式、窯洞式等類型(圖6-1)，易同環(huán)境協(xié)調(diào)，保護(hù)環(huán)境。1地下空間民用建筑類型與發(fā)展、規(guī)劃

2．保護(hù)土地資源：我國近10年城市規(guī)模擴(kuò)展在60%以上，城市高度集聚，耕地減少，威脅人類生存，開發(fā)地下空間對保護(hù)耕地是最好的方法。表6.1寧夏西吉縣1970年地震后農(nóng)村住房破壞情況建筑類型被調(diào)查的數(shù)量／幢不同程度震害所占比重／%全毀毀壞輕度毀壞完好地面住房259642439黃土窯洞45421413311976年唐山地震地面?zhèn)?5萬人，地下空間2.5萬人都幸存，地面建筑幾乎全部損壞，而地下建筑仍可使用。

戰(zhàn)爭嚴(yán)重破壞地面設(shè)施，而地下防護(hù)工程有效保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)、軍事設(shè)施。3．較強(qiáng)的防災(zāi)減災(zāi)優(yōu)越性：表6.1。

4．冬暖夏涼、節(jié)約能源：如我國黃土高原地面以下6m，土體溫度基本穩(wěn)定，10m以下溫度恒定，解決了室內(nèi)溫度、有效降低能源消耗。

5．有助于保護(hù)古建筑及原有城市面貌。第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月四、城市地下居住設(shè)施規(guī)劃

(一)城市地下居住設(shè)施規(guī)劃的前期工作

1．地質(zhì)、地形、水文地質(zhì)和土層性能等條件：目的是合理選址，主要注意點(diǎn)

(1)避開地質(zhì)斷層：地下建筑建在地質(zhì)活動斷層附近，會遭到破壞；

(2)避開有滑坡、崩塌、泥石流等危險(xiǎn)的區(qū)域：原則上避開或工程加固;(3)避開有洪、澇災(zāi)害可能性的地區(qū)：原則上避開或防汛排洪措施；

(4)盡量使地下建筑位于地下水上方，或地下建筑建造時(shí)特別明確防水要求；

(5)對于礦藏、文物等國家財(cái)富應(yīng)予保護(hù)；

(6)水質(zhì)礦化度不同，建筑物的防腐性也應(yīng)不同；

(7)避開土層條件太差的地區(qū)：不能避開時(shí)，應(yīng)考慮工程技術(shù)增加的工程造價(jià)。

2．氣候條件：影響地下居所的建筑形式、能耗、朝向、通風(fēng)、防災(zāi)措施等。

3．城市人口、經(jīng)濟(jì)、居住現(xiàn)狀和工程技術(shù)力量條件進(jìn)行地下居住設(shè)施規(guī)劃時(shí)，要充分研究城市的人口數(shù)量、分布、人均住房面積、住房環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、城市的綜合經(jīng)濟(jì)能力和工程技術(shù)力量，大致確定該城市是否需通過附建式地下室的改造增加居住面積，大致的量和分布情況如何等。1地下空間民用建筑類型與發(fā)展、規(guī)劃第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

(二)城市地下居住設(shè)施規(guī)劃

1．我國的西北黃土地區(qū)我國西北黃土地區(qū)小城鎮(zhèn)(農(nóng)村)經(jīng)濟(jì)落后，窯洞仍是主要居住方式，存在問題：居住分散；交通出入不便；排水不良；通風(fēng)、采光較差等。

專家意見：充分利用地形，統(tǒng)一規(guī)劃，采用沿山式與下沉式結(jié)合，開通沿崖街道及小巷式窯洞通道，連接下沉式天井，組成地下住宅群落，使原先雜亂布局歸整化，加強(qiáng)沿坡垂直向的交通溝通。

通風(fēng)：利用溝口、溝谷、溝尾風(fēng)力大，溝身、邊坡、溝底風(fēng)力小，利用溝尾地形擴(kuò)大引風(fēng)面，導(dǎo)風(fēng)入院；邊坡沿山式窯洞上打豎孔，利用“煙囪”通風(fēng)。加強(qiáng)窯洞防潮層處理，利用窯口滿開窗方式解決洞口采光問題。

2．新建城鎮(zhèn)的地下住宅：依靠地形、地質(zhì)條件開發(fā)地下空間

1)交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

(1)機(jī)動車網(wǎng)絡(luò)①道路按盡端式深入密集式鄰里內(nèi)部，但不穿過鄰里(可環(huán)繞)。②城市細(xì)胞之間要有交通網(wǎng)絡(luò)作線性連接。③公共運(yùn)輸可采用地鐵、公共汽車或電車。④道路可以開敞，以便光線進(jìn)入。

(2)步行網(wǎng)絡(luò)：多樣化、公用空間、使用等級、防護(hù)與安全、趣味、方便等①應(yīng)注意陽光、強(qiáng)熱(冷)風(fēng)、塵風(fēng)或噪聲的方向影響。熱旱氣候區(qū)避免日曬。②宜配有綠化、小品等景觀與休息場所。③道路網(wǎng)絡(luò)必須使用方便，道路盡可能短接。④兩個關(guān)鍵問題：排水系統(tǒng)發(fā)達(dá)，阻止塵土、垃圾道路堆積清運(yùn)必須有保證。1地下空間民用建筑類型與發(fā)展、規(guī)劃第5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

2)地下住宅群設(shè)計(jì)理想居住用地是斜坡形用地，排水容易、視景宜人、光線充足、便于擴(kuò)建等，缺點(diǎn)是修建給水工程、修整地形等增加投資。設(shè)計(jì)地下住宅群遵循原則：

①組織好地形典型的地形選址：山頂或山谷為中心。前者視景開闊、通風(fēng)條件好、排水便利，但集聚性差、給水不利。后者給水便利、集聚性強(qiáng)，但通風(fēng)條件不好、視景相對不夠開闊、排水不利。

②選擇好朝向：開口朝向要考慮日照、光線、視景和通風(fēng)。寒冷地區(qū)地下居所應(yīng)盡量加大日照面、延長日照時(shí)間，熱旱地區(qū)則反之。

③地下住宅的通風(fēng)：斜坡用地設(shè)計(jì)為被動式通風(fēng)，如現(xiàn)場有較好風(fēng)力，可利用引風(fēng)入室實(shí)現(xiàn)通風(fēng)。

④地下住宅服務(wù)的公共設(shè)施：布置以出行便利為原則，山頂為中心組群的公建較多布置在比較高的層次上。

⑤地下住宅組群間的交通：設(shè)計(jì)原則是機(jī)動車交通與步行交通分離，在提供舒適方便的通行的同時(shí)，又要不失私密性。

⑥保證住宅區(qū)的社交內(nèi)聚性：規(guī)劃設(shè)計(jì)中為居民間的有效社交提供方便。

⑦設(shè)計(jì)地下房屋時(shí)，要充分了解地上、地下建筑的不同特性，表7.0.1。1地下空間民用建筑類型與發(fā)展、規(guī)劃第6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月表7.0.1傳統(tǒng)房屋與地下房屋特性比較內(nèi)容傳統(tǒng)房屋地下房屋建筑材料設(shè)計(jì)上總的要求噪聲防護(hù)污染耗能安全：火災(zāi)地震風(fēng)暴采光與通風(fēng)日照室外空間私密性變動不一不一致變化不定，但常有噪聲程度不一高危險(xiǎn)程度不一常有危險(xiǎn)常有危險(xiǎn)有變化但常充足有變化但常充足有限制常受限制要求堅(jiān)固要求高標(biāo)準(zhǔn)無噪聲無污染低安全度高，但具二重性安全安全可能受到限制，需專門設(shè)計(jì)考慮可能受到限制，需專門設(shè)計(jì)考慮充足好

3)規(guī)劃總原則：充分體現(xiàn)三防、三節(jié)、三化原則，體現(xiàn)人與自然和諧共存“三防”：防空、防災(zāi)、防污染；“三節(jié)”：節(jié)能、節(jié)資、節(jié)地；“三化”：綠化、美化、現(xiàn)代化。以色列尼格伏干旱地區(qū)的規(guī)劃中，海拔高400m，地質(zhì)條件穩(wěn)定，地基條件良好(黃土)。規(guī)劃總目標(biāo)是最大限度減少干旱區(qū)極端氣候?qū)Τ鞘猩畹挠绊憽＞唧w有下列從屬目標(biāo)：(1)自然環(huán)境緊湊；(2)城市密集型垂直發(fā)展，而非傳統(tǒng)的水平向發(fā)展；(3)側(cè)重采取地下和半地下設(shè)施發(fā)展的方針。1地下空間民用建筑類型與發(fā)展、規(guī)劃第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

3．城市附建式地下室住宅系統(tǒng)(特指小空間的傳統(tǒng)地下室)

我國城市規(guī)劃中建筑物的地下部分不納入容積率，但不少城市中利用附建式地下室作為居民居所的情況。產(chǎn)生的主要原因：①解放前就建有此類住宅，地面僅1～3層，地下室多為貯藏室、傭人的臥室；②解放后因人防建設(shè)等原因，修建了一批附建式地下室(修建時(shí)未考慮住人)；③我國的許多大城市人口密度過高，人均居住面積過小。當(dāng)?shù)冖埸c(diǎn)出現(xiàn)，上述①、②的地下室便被利用來居住，盡管不符合居住標(biāo)準(zhǔn)。這類地下室住宅設(shè)施存在的問題：①生活配套設(shè)施差：往往沒有單獨(dú)的廚房、廁所，或沒有排污系統(tǒng)。②室內(nèi)環(huán)境條件差：潮濕，采光、通風(fēng)不良(異味)，氖的濃度高。③居民普遍存在各種心理不平衡現(xiàn)象：自覺低人一等，等等。為此，不少城市近年對如何更好改造附建式地下室，使之舒適、健康并用于居住，作了大量研究。其中具代表性的是上海市楊浦區(qū)民防辦與同濟(jì)大學(xué)合作的科研項(xiàng)目“上海市內(nèi)江路高層住宅半地下室改造為防空與居住空間的可行性研究”。1地下空間民用建筑類型與發(fā)展、規(guī)劃第8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月一、地面建筑與地下建筑的區(qū)別第二節(jié)單體地下民用建筑

1．造型不同：地下建筑設(shè)計(jì)原理同地面相應(yīng)功能建筑相近，但地面建筑有立面要求，地下建筑立面風(fēng)格沒有表現(xiàn)力，地下建筑在形體藝術(shù)上的弱化卻使人們看到真正建筑內(nèi)涵——空間功能。

2．建筑外圍介質(zhì)不同：地面建筑外圍介質(zhì)為空氣，受自然氣候影響，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮相應(yīng)建筑構(gòu)造，如保溫墻體、工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)及構(gòu)造措施。地下空間建筑周圍介質(zhì)為巖土，構(gòu)造上不考慮室外氣候影響，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造較地面簡單。

3．防減災(zāi)性能不同：地面建筑根據(jù)工程地質(zhì)、地震烈度采用不同抗震設(shè)計(jì)，無法應(yīng)付戰(zhàn)爭災(zāi)害。地下空間建筑具有良好抗震減災(zāi)、戰(zhàn)爭災(zāi)害防護(hù)能力。

4．綜合技術(shù)條件差別較大：地下空間建筑內(nèi)部設(shè)備造價(jià)較高，如風(fēng)、水、電等需用復(fù)雜技術(shù)完成，施工、地質(zhì)、防排水、管線結(jié)構(gòu)都與地面建筑差別較大。

5．包含的功能差別不同：地面建筑理解為生活工作的場所，不含鐵路、橋梁等；地下空間建筑有鐵路、公路、管溝、油汽貯存、地下街等包含一切地面建筑具備的功能。

6．對生態(tài)環(huán)境的影響不同：地面建筑滿足人們許多需要，但破壞土地、空氣、森林、江河等自然界生態(tài)環(huán)境，人們提出了生態(tài)建筑、環(huán)保建筑、綠色建筑等新建筑類型。地下建筑滿足人們生活、工作需要，對環(huán)境生態(tài)起保護(hù)作用。

7．生活與工作的室外環(huán)境不同：地面建筑直接與自然環(huán)境接觸，而地下建筑則效果較差，地下空間人工環(huán)境再創(chuàng)造是地下建筑發(fā)展的重要一步。第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月二、地下民用建筑的空間組成

空間組成與使用性質(zhì)種類：出入口通道空間、主要使用空間、次要使用空間、交通聯(lián)系空間(圖6-2)。2單體地下民用建筑如地下覆土住宅：圖6-3

主要使用空間為臥室、起居室、書房；

次要使用空間為衛(wèi)生間、廚房、貯藏間等；

交通聯(lián)系空間有過廳、走廊；

出入口通道空間是聯(lián)系地下與地面的主要設(shè)施。

第10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

斯德哥爾摩市伯爾瓦半地下音樂廳：主要空間為舞臺、觀眾廳，次要空間為辦公、化妝、衛(wèi)生、貯藏、售票等房間，交通聯(lián)系空間為走廊、休息廳、樓梯等設(shè)施，出入口空間是地上與地下聯(lián)系的通道。國家廣播電視臺的一座音樂廳，供大型交響樂演奏，1306個座位，總建筑面積9000m2，建于1979年，巖層上的半地下大型公共建筑。

2單體地下民用建筑第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

地下民用建筑交通有垂直交通空間如樓梯、電梯、坡道、通道、自動扶梯等；水平交通空間如走廊、過廳、步行道、休息廳等；交通樞紐空間如集散廳、中間站廳、門廳、廣場、出入口等。按地下建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)建筑的交通疏散。

1．出入口通道空間：地下建筑性質(zhì)地下建筑出入口布局明顯、直接；防護(hù)地下建筑出入口滿足掩蔽等偽裝要求，平戰(zhàn)結(jié)合工程盡量多設(shè)置出入口通道空間，通常不少于3個，包括主要出入口、備用出入口、連通其他地下建筑出入口。

出入口通道空間布局方式：

(1)有條件時(shí)應(yīng)同地面建筑相聯(lián)系，地面建筑首層設(shè)置出入口空間，充分利用地面建筑的大廳組織分散人流。

(2)獨(dú)立設(shè)置出入口交通聯(lián)系空間。根據(jù)規(guī)模、防火疏散、交通便捷要求設(shè)置出入口的數(shù)量、位置及方向，出入口沿建筑周邊或四角設(shè)置。

(3)結(jié)合下沉式廣場設(shè)置出入口。根據(jù)工程規(guī)模及性質(zhì)布置下沉式廣場。

(4)結(jié)合地面高架路設(shè)置出入口。地下民用建筑出入口與地面、高架過街橋、高架輕軌車站的出入口組合，人流通過地面轉(zhuǎn)接。

(5)利用地形組織出入口。建在山區(qū)坡地的地下建筑、覆土建筑利用坡地組織出入口，通風(fēng)、透光，使用方便，整個地下建筑被巖土包圍，出入口空間做成庭院式，屋頂種植被，不破壞自然景觀。如我國西北地區(qū)窯洞式建筑出入口。

(6)通過建筑中庭設(shè)置出入口，地面大型建筑常設(shè)中庭空間，中庭空間直接連接地下空間建筑，可通過樓電梯或觀光電梯直達(dá)地下中庭空間的出入口。2單體地下民用建筑第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

2．主要使用空間：地下民用建筑的主體主要使用空間在總圖設(shè)計(jì)中應(yīng)布置在最重要的區(qū)域內(nèi)，設(shè)計(jì)規(guī)則如下：

(1)滿足功能要求：注意人流、物流、車流的走向及主要使用空間的用途。如影劇院按觀眾座位數(shù)、人員交通疏散、觀眾視線要求等設(shè)計(jì)。

(2)執(zhí)行防火規(guī)范：我國頒布的各類建筑、地下人防工程防火規(guī)范為設(shè)計(jì)依據(jù)。注意樓梯間形式(封閉與防煙)、防火門種類(級別)、防火與防煙分區(qū)、材料耐火極限、防火排煙設(shè)施布置、出入口位置和數(shù)量等內(nèi)容。如走道式建筑考慮人員疏散長度、房間內(nèi)人數(shù)，廳式建筑考慮人員集散時(shí)間。

(3)執(zhí)行技術(shù)性規(guī)范：地下民用建筑按相應(yīng)功能、性質(zhì)的規(guī)范設(shè)計(jì)。如影劇院、學(xué)校、醫(yī)院、住宅等各種地面建筑的設(shè)計(jì)規(guī)范適用于相應(yīng)地下建筑設(shè)計(jì)。地下、地面建筑設(shè)計(jì)的主要差別是平面布局、開挖條件和地段限制。

3．次要使用空間：服務(wù)于主要使用空間根據(jù)建筑功能設(shè)在主要使用空間的一側(cè)或周邊，聯(lián)系方便、交通交叉少、土方開挖量少等。不同性質(zhì)建筑的次要使用房間有所不同，如影劇院建筑中的辦公區(qū)、衛(wèi)生間、化妝室、休息室、會議接待室、小賣店等均是次要使用房間，而指揮所中的辦公、會議是主要使用空間。2單體地下民用建筑第13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

4．交通聯(lián)系空間使用部分與輔助部分、主要與次要使用空間、輔助部分與輔助部分、樓層上下、地下與地面、出入口與主體等需通過交通聯(lián)系空間組合。

交通聯(lián)系空間：圖6-5

(1)垂直交通空間：樓梯、電梯、坡道、自動扶梯四種聯(lián)系手段。樓梯有單跑、雙跑、三跑等形式，踏步高150～175mm，踏步寬280～300mm，公共建筑踏步較緩。坡道用于運(yùn)送物資和病人、人員、汽車運(yùn)行，坡度8%～15%，坡道面積是樓梯的4倍。自動扶梯適合于公共建筑入口等人流大的地方，坡道30°，寬81cm，每小時(shí)運(yùn)送能力5000～6000人，運(yùn)行的垂直升高速度28～38m/min。

(2)水平交通空間：走廊、步道、過道等人員通行，聯(lián)系各使用空間，走廊寬1.5～3.0m，辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院寬度依次增加。走廊考慮人流、防火疏散。

(3)交通樞紐空間：是人流集散、休息、轉(zhuǎn)換的空間。面積較大，凈高較高，出入口連接部位，空間藝術(shù)、采光、材料要求較高。如休息廳、門廳、下沉廣場等，同樓梯、電梯、扶梯、走道相聯(lián)系，不直接與主要使用房間相聯(lián)系。2單體地下民用建筑第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月一、美國覆土建筑第三節(jié)地下空間民用建筑實(shí)例

美國覆土住宅起源于20C60年代，大城市環(huán)境污染日益嚴(yán)重、核戰(zhàn)爭使人們渴望返回自然環(huán)境。80年代美國建成各類覆土住宅3000多幢，集中明尼蘇達(dá)、威斯康星、俄克拉荷馬等地，20C末有10萬幢，隨時(shí)間推移越來越普及。覆土建筑(掩土建筑)：50%以上被土覆蓋的居住建筑，類似我國窯洞。節(jié)能效果同地面建筑相比十分顯著，如覆土住宅中引入風(fēng)能、太陽能及水處理系統(tǒng)，建造“能源獨(dú)立”的自然住宅。目前技術(shù)完全可實(shí)現(xiàn)節(jié)能建筑。