《地下建筑》課件

地下建筑地下建筑是建筑業(yè)中一個(gè)重要分支,它利用地下空間為人類提供多樣化的功能。從古至今,地下建筑一直是建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中不可或缺的一部分。地下建筑的定義地下空間利用地下建筑指利用地下空間進(jìn)行各種功能設(shè)施的建設(shè),如地下商城、地鐵站、停車場等。避免占用地表與傳統(tǒng)地上建筑相比,地下建筑無需占用地表,能更好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。增加土地利用率地下建筑可以提高土地的利用密度,在有限的用地條件下創(chuàng)造更多空間。節(jié)約資源能源地下建筑能更好地利用地下資源,如地?zé)崮艿?實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。地下建筑的特點(diǎn)1環(huán)境友好地下建筑能降低能源消耗,減少對(duì)自然環(huán)境的破壞,符合可持續(xù)發(fā)展理念。2安全可靠地下建筑能提供良好的抗震性能和防災(zāi)性能,為使用者提供更安全的生活和工作環(huán)境。3隱藏性強(qiáng)地下建筑能夠隱藏在地表之下,不會(huì)破壞原有的城市景觀和自然環(huán)境。4利用空間大地下建筑能充分利用城市地下空間資源,提高土地利用率,緩解城市擁擠。地下建筑的作用和優(yōu)勢(shì)節(jié)能環(huán)保地下建筑利用大地的隔熱和保溫特性,能夠減少能源消耗,降低碳排放,是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑形式?？臻g利用率高地下建筑充分利用了都市稀缺的地下空間資源,提高了土地利用率,是城市發(fā)展的重要選擇。安全防災(zāi)地下建筑可以提供高強(qiáng)度的防震、防火、防爆等安全性能,為人們提供更安全可靠的建筑空間。地下建筑的種類地下建筑分類地下建筑根據(jù)其建設(shè)位置和功能可以分為地下室、地下通道、地下停車場、地下商業(yè)街等多種類型。地下室地下室是建筑物地下部分,用作儲(chǔ)藏室、工作間、活動(dòng)室等,常見于住宅、商業(yè)、公共建筑。地下通道地下通道是城市地下交通系統(tǒng)的重要組成部分,為行人、車輛提供安全便捷的通行通道。地下停車場地下停車場利用建筑物地下空間,可以緩解城市地面停車壓力,提高土地利用效率。地下空間利用的發(fā)展歷程古代地下空間利用人類最早在地下利用洞穴、地穴等自然環(huán)境作為居所和防御。工業(yè)革命后的地下空間利用城市化進(jìn)程加快,地下空間開始用于隧道、地下鐵路、地下管線等基礎(chǔ)設(shè)施。20世紀(jì)后期的地下空間利用隨著科技進(jìn)步,地下空間被更廣泛利用于商業(yè)、生活、軍事等領(lǐng)域。當(dāng)代地下空間利用可持續(xù)發(fā)展理念推動(dòng),地下空間開發(fā)利用更加系統(tǒng)化和規(guī)劃化。世界各國地下建筑發(fā)展情況國家/地區(qū)地下建筑發(fā)展概況日本日本是地下建筑發(fā)展最早和最成熟的國家之一。從1960年代開始,日本政府大力支持地下空間開發(fā),建成了眾多地下鐵路、商業(yè)街、停車場等地下設(shè)施。近年來,日本還推動(dòng)大型地下多功能綜合體的建設(shè)。新加坡新加坡地處熱帶地區(qū),地下空間開發(fā)利用廣泛,包括地鐵、涵洞、地下商城等。新加坡政府制定了《地下空間發(fā)展藍(lán)圖》,鼓勵(lì)地下空間的多功能綜合開發(fā)。中國中國是世界上地下建筑發(fā)展最快的國家之一。從上海到北京等一線城市,建成了大量地下商業(yè)、交通、公共設(shè)施等。未來中國將繼續(xù)推動(dòng)地下空間開發(fā)利用,提高土地利用效率。地下空間開發(fā)的技術(shù)要求地質(zhì)條件調(diào)查必須對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行全面調(diào)查,了解地下巖層情況、地下水分布、地質(zhì)構(gòu)造等,為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。施工技術(shù)要求地下建筑施工復(fù)雜,需要采用專業(yè)的支護(hù)、開挖、防水等技術(shù),確保施工安全和質(zhì)量?；A(chǔ)設(shè)施配置地下建筑需要完善的供水、排水、電力、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施,保障建筑運(yùn)行。環(huán)境控制系統(tǒng)地下空間環(huán)境較為特殊,需要先進(jìn)的通風(fēng)、采光、溫濕度控制等環(huán)境管理系統(tǒng)。地下空間設(shè)計(jì)的一般原則整體性和系統(tǒng)性地下空間設(shè)計(jì)應(yīng)從整體出發(fā),考慮與地面空間的協(xié)調(diào),形成統(tǒng)一的空間系統(tǒng)。功能分區(qū)合理根據(jù)不同需求,合理劃分地下空間的功能區(qū)域,提高使用效率。自然采光優(yōu)先盡量利用自然采光,減少人工照明,提高能源利用效率。環(huán)境舒適性通過合理的通風(fēng)、溫濕度控制等措施,保證地下空間的環(huán)境舒適性。地下建筑的環(huán)境控制系統(tǒng)1溫濕度控制地下建筑需要精細(xì)的溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng),以維持舒適的室內(nèi)環(huán)境。空調(diào)、通風(fēng)和除濕設(shè)備至關(guān)重要。2空氣質(zhì)量管理地下空間通風(fēng)不佳,因此需要有效的空氣凈化和循環(huán)系統(tǒng),確保室內(nèi)空氣清新潔凈。3聲環(huán)境控制隔音和消音設(shè)計(jì)是地下建筑的重點(diǎn),以減少噪音對(duì)使用者的影響。4照明系統(tǒng)地下空間缺乏自然采光,需要精心設(shè)計(jì)的照明系統(tǒng),確保充足而舒適的光線環(huán)境。地下建筑的消防和安全系統(tǒng)綜合防火地下建筑采用專業(yè)的消防設(shè)計(jì),包括自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、滅火器等,確保發(fā)生火災(zāi)時(shí)的及時(shí)預(yù)警和有效撲救。應(yīng)急疏散設(shè)置足夠的安全出口和疏散通道,確保在緊急情況下人員能夠快速有序逃離。安全管控采用監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、緊急呼救系統(tǒng)等,實(shí)時(shí)監(jiān)控地下空間的安全運(yùn)行。環(huán)境應(yīng)急針對(duì)可能發(fā)生的火災(zāi)、泄漏等事故,制定完善的應(yīng)急預(yù)案和演練機(jī)制。地下建筑的供給和排放系統(tǒng)供給系統(tǒng)地下建筑需要完善的供給系統(tǒng),包括供水、供電、供暖等基礎(chǔ)設(shè)施。這些系統(tǒng)需要根據(jù)地下建筑的規(guī)模和功能進(jìn)行精心設(shè)計(jì),以確保滿足地下空間的使用需求。排放系統(tǒng)為確保地下建筑的衛(wèi)生和環(huán)境安全,還需要建立完善的排水、排氣、垃圾處理等排放系統(tǒng)。這些系統(tǒng)需要與供給系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合,確保地下空間的健康運(yùn)行。系統(tǒng)集成地下建筑的供給和排放系統(tǒng)需要與建筑本體進(jìn)行全面的系統(tǒng)集成,實(shí)現(xiàn)資源的高效利用和廢棄物的無害化處理。這需要建筑設(shè)計(jì)師和相關(guān)專業(yè)人員的通力合作。智能管理隨著信息技術(shù)的發(fā)展,地下建筑的供給和排放系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)智能化管理,動(dòng)態(tài)調(diào)控,提高能源效率和運(yùn)營效果。這是未來地下建筑發(fā)展的重要方向。地下建筑的建設(shè)過程1可行性調(diào)研評(píng)估建筑場地條件并制定初步方案2設(shè)計(jì)規(guī)劃細(xì)化建筑功能、結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)3工程建設(shè)進(jìn)行場地準(zhǔn)備、基坑開挖和地下主體結(jié)構(gòu)施工4系統(tǒng)安裝安裝各種電氣、給排水和其他系統(tǒng)5竣工驗(yàn)收完成裝修裝飾并獲得相關(guān)許可地下建筑的建設(shè)過程從前期的可行性調(diào)研開始,包括評(píng)估場地條件、制定初步方案。然后進(jìn)入設(shè)計(jì)規(guī)劃階段,細(xì)化建筑功能、結(jié)構(gòu)和各類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在工程建設(shè)階段,需要進(jìn)行場地準(zhǔn)備、基坑開挖和地下主體結(jié)構(gòu)施工。最后還需安裝電氣、給排水等系統(tǒng),完成裝修裝飾并獲得相關(guān)許可,方可竣工驗(yàn)收投入使用。地下建筑的施工技術(shù)深基坑開挖采用先導(dǎo)式邊坡支護(hù)系統(tǒng)和專業(yè)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行深基坑開挖作業(yè)。嚴(yán)格控制開挖深度和邊坡穩(wěn)定性。地下結(jié)構(gòu)施工采用高強(qiáng)度混凝土和先進(jìn)的施工工藝,確保地下建筑的結(jié)構(gòu)安全性和耐久性。防水防潮處理采用高效的防水材料和隔離技術(shù),有效阻隔地下水和濕氣對(duì)建筑的侵害。通風(fēng)采光設(shè)計(jì)利用自然通風(fēng)和采光系統(tǒng),提升地下建筑的環(huán)境舒適度和能源利用效率。地下建筑的結(jié)構(gòu)形式隧道型這種地下建筑采用隧道狀的結(jié)構(gòu),埋設(shè)在地下,常見于地鐵、地下通道等。它具有良好的空間利用率和較高的安全性。洞穴型利用自然洞穴或人工開挖擴(kuò)建而成的地下建筑,在較小的占地面積上實(shí)現(xiàn)更大的空間利用。筒倉型采用圓柱形或其他幾何形狀的建筑結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡單緊湊,適合儲(chǔ)藏、停車等用途。復(fù)合型結(jié)合多種結(jié)構(gòu)形式,如隧道與筒倉、洞穴與筒倉等,滿足不同功能需求的地下建筑。地下建筑基坑支護(hù)技術(shù)1深基坑支護(hù)采用鋼板樁、地下連續(xù)墻等技術(shù)構(gòu)建深基坑支護(hù)體系,確保施工安全。2錨桿支護(hù)利用鋼筋混凝土或鋼制錨桿作為支撐,增強(qiáng)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。3臨時(shí)支撐根據(jù)基坑深度和土質(zhì)情況設(shè)置橫向和斜向的臨時(shí)支撐,防止基坑坍塌。4地下水控制采用井點(diǎn)降水、帷幕注漿等措施,降低基坑周圍地下水位,確保基坑干燥。地下建筑的防水和防潮措施防水技術(shù)采用高性能防水材料如聚合物改性瀝青、防水卷材等,確保地下建筑結(jié)構(gòu)的防水性能。并結(jié)合外墻防水涂料、結(jié)構(gòu)縫收口等措施,構(gòu)筑可靠的防水體系。防潮設(shè)計(jì)合理布置通風(fēng)管道和除濕系統(tǒng),控制地下空間內(nèi)的溫度和濕度。同時(shí)采用吸濕耐潮的內(nèi)墻材料,維護(hù)良好的室內(nèi)環(huán)境。排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)完善的地下排水管網(wǎng),及時(shí)疏導(dǎo)地下水和雨水。配合地下蓄水池和抽水設(shè)備,確保積水得到有效排出。監(jiān)測管控定期檢查防水層和排水系統(tǒng)的運(yùn)行情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取補(bǔ)救措施,確保地下建筑的防水防潮性能長期可靠。地下建筑的通風(fēng)和采光設(shè)計(jì)通風(fēng)設(shè)計(jì)合理的通風(fēng)設(shè)計(jì)可以確保室內(nèi)空氣流通,維持溫濕度平衡,保證建筑使用者的舒適度。需考慮自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的方案。采光設(shè)計(jì)合理的采光設(shè)計(jì)可以最大限度利用日光,減少人工照明的使用。需結(jié)合建筑形態(tài)、位置、地形等因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。節(jié)能設(shè)計(jì)通風(fēng)和采光設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合建筑物的使用功能和環(huán)境特點(diǎn),采用被動(dòng)式節(jié)能技術(shù),實(shí)現(xiàn)建筑的整體能源優(yōu)化。氣候調(diào)控針對(duì)地下環(huán)境的特點(diǎn),采用先進(jìn)的溫濕度和空氣質(zhì)量調(diào)控技術(shù),確保地下建筑的全年舒適性。地下建筑的照明和電力系統(tǒng)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)地下建筑照明系統(tǒng)需要根據(jù)不同區(qū)域的功能需求,合理規(guī)劃燈具的類型、數(shù)量和布局,確保充足的照度和舒適的光環(huán)境。可靠的電力供給地下建筑用電負(fù)荷較大,需要設(shè)計(jì)冗余的電力供給系統(tǒng),確保在正常和應(yīng)急狀態(tài)下都能提供足夠的電力。智能化照明控制利用智能控制系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需求自動(dòng)調(diào)節(jié)照明亮度,實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約和使用舒適。地下建筑的管線布置綜合布線地下建筑需要整合電力、水、燃?xì)?、通訊等管線,采用綜合管廊布置,提高空間利用率。分區(qū)管理管線系統(tǒng)要按區(qū)域分區(qū),便于維護(hù)和檢修,確保管線系統(tǒng)的可靠性?？臻g布局管線應(yīng)合理布置,避免交叉和重疊,確保管線布置的合理性和可維護(hù)性。設(shè)備選型選用耐腐蝕、耐壓力的管材和設(shè)備,確保地下環(huán)境下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。地下建筑的裝飾裝修要求突出特色地下建筑的裝修應(yīng)突出其獨(dú)特的地下空間特點(diǎn),融合現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念,體現(xiàn)空間感和功能性。注重環(huán)保選用環(huán)保型裝修材料,降低能源消耗,提高室內(nèi)空氣質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。提升舒適度通過照明、色彩、家具等設(shè)計(jì)元素,營造溫馨、干凈、舒適的地下居住環(huán)境。融入文化體現(xiàn)當(dāng)?shù)匚幕厣?增強(qiáng)地下建筑的文化內(nèi)涵和藝術(shù)感染力。地下建筑的建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)建筑規(guī)范地下建筑需遵循國家及地方政府制定的相關(guān)規(guī)范條例,包括防災(zāi)、消防、排水等方面的要求。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)地下建筑在設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等各環(huán)節(jié)需執(zhí)行相關(guān)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),確保質(zhì)量和安全。合規(guī)性評(píng)估地下建筑項(xiàng)目必須通過各項(xiàng)合規(guī)性評(píng)估,包括消防、結(jié)構(gòu)、節(jié)能等方面的合格認(rèn)證。地下建筑的建設(shè)成本分析20-30%用地成本地下建筑的用地成本通常比地上建筑低20-30%$50-100/sq.m建造成本地下建筑的整體建造成本比地上建筑高出50-100美元/平方米2-5長期維護(hù)費(fèi)用地下建筑的長期維護(hù)費(fèi)用顯著低于地上建筑,降低2-5倍地下建筑的建設(shè)成本包括用地成本、建造成本和長期維護(hù)費(fèi)用三個(gè)主要部分。雖然建造成本較高,但用地成本較低,且運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低,因此整體成本可通過生命周期評(píng)估進(jìn)行優(yōu)化。合理控制地下建筑工程的投資會(huì)為城市規(guī)劃和建設(shè)帶來重要價(jià)值。地下建筑的維護(hù)和管理定期檢查維護(hù)定期對(duì)地下建筑的結(jié)構(gòu)安全、設(shè)備運(yùn)行、管線系統(tǒng)等進(jìn)行全面檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題,確保建筑長期穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)對(duì)地下建筑中的機(jī)電設(shè)備、給排水系統(tǒng)等進(jìn)行定期保養(yǎng)和維修,確保設(shè)備持續(xù)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。消防安全管理重視地下建筑的消防安全,定期檢查消防設(shè)施,做好應(yīng)急預(yù)案,確保一旦發(fā)生火災(zāi)能夠快速有效處置。地下建筑與可持續(xù)發(fā)展1節(jié)約資源地下建筑利用地下空間,可以節(jié)約土地資源,減少地表面積的占用。2能源效率地下建筑受地表環(huán)境影響較小,通過合理的環(huán)境控制系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)更高的能源利用效率。3環(huán)境保護(hù)地下建筑對(duì)周圍的自然景觀和生態(tài)環(huán)境影響較小,有利于環(huán)境的保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。4城市更新地下建筑可以在城市的地下空間中進(jìn)行開發(fā)和利用,有助于城市更新和功能優(yōu)化。地下建筑的未來發(fā)展趨勢(shì)智能化和自動(dòng)化未來地下建筑將更加注重智能化控制系統(tǒng)的應(yīng)用,利用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全方位的自動(dòng)化管理?？沙掷m(xù)發(fā)展地下建筑將更加重視環(huán)境保護(hù)和能源效率,采用綠色建材、可再生能源等可持續(xù)設(shè)計(jì)理念。多功能融合地下空間將不再局限于單一用途,而是實(shí)現(xiàn)居住、商業(yè)、交通等多功能的立體化開發(fā)。安全舒適性地下建筑將進(jìn)一步提升安全性能和居住舒適度,為使用者創(chuàng)造更加安全、健康的生活環(huán)境。地下建筑的典型案例分析地下建筑作為一種新興的建筑形式,已在世界各地廣泛應(yīng)用。以下我們將分析幾個(gè)典型的地下建筑案例,了解其設(shè)計(jì)理念和技術(shù)要點(diǎn)。例如位于瑞典斯德哥爾摩的Kungstr?dg?rden地鐵站,其利用地下空間創(chuàng)造了一個(gè)寬敞明亮的地鐵站,融合了現(xiàn)代藝術(shù)裝置。法國巴黎盧浮宮地下金字塔則以大膽的設(shè)計(jì)吸引了眾多游客。此外,位于重慶的長江索道與江邊商業(yè)街區(qū)的下沉廣場,成功將地下空間與地面景觀無縫銜接。這些案例充分展示了地下建筑在城市規(guī)劃、交通設(shè)施和公共空間等方面的廣泛應(yīng)用。地下建筑國內(nèi)外研究進(jìn)展1國外研究進(jìn)展西方國家早在上世紀(jì)60年代就開始關(guān)注地下空間建筑的開發(fā)利用,并取得了豐碩的成果。特別是日本、美國和歐洲等國家,在地下建筑設(shè)計(jì)、建造和管理方面積累了大量經(jīng)驗(yàn)。2國內(nèi)研究進(jìn)展中國近年來也高度重視地下建筑的發(fā)展,在政策法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用示范等方面進(jìn)行了廣泛探索,為未來地下空間開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。3新興技術(shù)應(yīng)用隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步,BIM、AR/VR等新興技術(shù)在地下建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,有效提升了地下工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建造和運(yùn)維管理水平。4學(xué)術(shù)研究成果國內(nèi)外高校和科研機(jī)構(gòu)針對(duì)地下建筑的各個(gè)方面進(jìn)行了深入研究,發(fā)表了大量高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文和專著,為地下建筑的發(fā)展貢獻(xiàn)了智力支持。地下建筑發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)地質(zhì)條件復(fù)雜性地下建筑需要在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中建設(shè),需要先進(jìn)的勘探技術(shù)來評(píng)估場地條件并設(shè)計(jì)合適的建筑解決方案。安全和防災(zāi)要求地下建筑需要更高的安全防范措施,包括消防、疏散、應(yīng)急等系統(tǒng),確保在災(zāi)害情