1、地下空間民用建筑第1頁，共19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二一、地下民用建筑的類型第一節地下空間民用建筑類型與發展、規劃 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、體育、文化、學校、托幼、廣播、郵電、旅游、醫療、紀念、小型地下街、集散廣場等建筑，功能較單一，規模不大。二、地下民用建筑的發展 中國黃土高原有35004000萬人居住的窯洞。 突尼斯撒哈拉沙漠邊緣分布20多個地下聚居點，居住著9000多人。 土耳其耐夫塞爾城的開帕多西亞散布4000

2、年的42個地下聚居點。 中世紀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1820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、加州大學伯克利工學院、密執安大學、伊利諾大學。 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、美國明尼蘇達州可容納400名犯人的改造營。第2頁，共19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二三、地下民用建筑的特點及優越性 1協調自然

3、環境：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)，易同環境協調，保護環境。1 地下空間民用建筑類型與發展、規劃 2保護土地資源：我國近10年城市規模擴展在60%以上，城市高度集聚，耕地減少，威脅人類生存，開發地下空間對保護耕地是最好的方法。 表6.1 寧夏西吉縣1970年地震后農村住房破壞情況建筑類型被調查的數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黃土窯洞4542141331 1976年唐山地震地面傷亡25萬人，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。 戰爭嚴重破壞地面設施，而地下防護工程有效保護人民生

4、命財產、軍事設施。 3較強的防災減災優越性：表6.1。 4冬暖夏涼、節約能源：如我國黃土高原地面以下6m，土體溫度基本穩定，10 m以下溫度恒定，解決了室內溫度、有效降低能源消耗。 5有助于保護古建筑及原有城市面貌。第3頁，共19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二四、城市地下居住設施規劃 (一)城市地下居住設施規劃的前期工作 1地質、地形、水文地質和土層性能等條件：目的是合理選址，主要注意點 (1)避開地質斷層：地下建筑建在地質活動斷層附近，會遭到破壞； (2)避開有滑坡、崩塌、泥石流等危險的區域：原則上避開或工程加固; (3)避開有洪、澇災害可能性的地區：原則上避開或防汛排洪措

5、施； (4)盡量使地下建筑位于地下水上方，或地下建筑建造時特別明確防水要求； (5)對于礦藏、文物等國家財富應予保護； (6)水質礦化度不同，建筑物的防腐性也應不同； (7)避開土層條件太差的地區：不能避開時，應考慮工程技術增加的工程造價。 2氣候條件：影響地下居所的建筑形式、能耗、朝向、通風、防災措施等。 3城市人口、經濟、居住現狀和工程技術力量條件 進行地下居住設施規劃時，要充分研究城市的人口數量、分布、人均住房面積、住房環境標準、城市的綜合經濟能力和工程技術力量，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展、規劃 第4頁

6、，共19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二 (二)城市地下居住設施規劃 1我國的西北黃土地區 我國西北黃土地區小城鎮(農村)經濟落后，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、采光較差等。 專家意見：充分利用地形，統一規劃，采用沿山式與下沉式結合，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，加強沿坡垂直向的交通溝通。 通風：利用溝口、溝谷、溝尾風力大，溝身、邊坡、溝底風力小，利用溝尾地形擴大引風面，導風入院；邊坡沿山式窯洞上打豎孔，利用“煙囪”通風。 加強窯洞防潮層處理，利用窯口滿開窗方式解決洞口采光問題。

7、2新建城鎮的地下住宅：依靠地形、地質條件開發地下空間 1)交通網絡設計 (1)機動車網絡 道路按盡端式深入密集式鄰里內部，但不穿過鄰里(可環繞)。 城市細胞之間要有交通網絡作線性連接。 公共運輸可采用地鐵、公共汽車或電車。 道路可以開敞，以便光線進入。 (2)步行網絡：多樣化、公用空間、使用等級、防護與安全、趣味、方便等 應注意陽光、強熱(冷)風、塵風或噪聲的方向影響。熱旱氣候區避免日曬。 宜配有綠化、小品等景觀與休息場所。 道路網絡必須使用方便，道路盡可能短接。 兩個關鍵問題：排水系統發達，阻止塵土、垃圾道路堆積清運必須有保證。1 地下空間民用建筑類型與發展、規劃 第5頁，共19頁，2022

8、年，5月20日，10點36分，星期二 2)地下住宅群設計 理想居住用地是斜坡形用地，排水容易、視景宜人、光線充足、便于擴建等，缺點是修建給水工程、修整地形等增加投資。設計地下住宅群遵循原則： 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，但通風條件不好、視景相對不夠開闊、排水不利。 選擇好朝向：開口朝向要考慮日照、光線、視景和通風。寒冷地區地下居所應盡量加大日照面、延長日照時間，熱旱地區則反之。 地下住宅的通風：斜坡用地設計為被動式通風，如現場有較好風力，可利用引風入室實現通風。 地下住宅服務的公共設施：布置以出

9、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。 地下住宅組群間的交通：設計原則是機動車交通與步行交通分離，在提供舒適方便的通行的同時，又要不失私密性。 保證住宅區的社交內聚性：規劃設計中為居民間的有效社交提供方便。 設計地下房屋時，要充分了解地上、地下建筑的不同特性，表。1 地下空間民用建筑類型與發展、規劃 第6頁，共19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二表7.0.1 傳統房屋與地下房屋特性比較內 容傳統房屋地下房屋建筑材料設計上總的要求噪聲防護污染耗能安全： 火災 地震 風暴采光與通風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程度不一常有危

10、險常有危險有變化但常充足有變化但常充足有限制常受限制要求堅固要求高標準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，需專門設計考慮可能受到限制，需專門設計考慮充足好 3)規劃總原則：充分體現三防、三節、三化原則，體現人與自然和諧共存 “三防”：防空、防災、防污染；“三節”：節能、節資、節地； “三化”：綠化、美化、現代化。 以色列尼格伏干旱地區的規劃中，海拔高400m，地質條件穩定，地基條件良好(黃土)。規劃總目標是最大限度減少干旱區極端氣候對城市生活的影響。具體有下列從屬目標：(1)自然環境緊湊；(2)城市密集型垂直發展，而非傳統的水平向發展；(3)側重采取地下和半地下設施發展的方

11、針。1 地下空間民用建筑類型與發展、規劃 第7頁，共19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二 3城市附建式地下室住宅系統(特指小空間的傳統地下室) 我國城市規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。產生的主要原因： 解放前就建有此類住宅，地面僅13層，地下室多為貯藏室、傭人的臥室； 解放后因人防建設等原因，修建了一批附建式地下室(修建時未考慮住人)； 我國的許多大城市人口密度過高，人均居住面積過小。 當第點出現，上述、的地下室便被利用來居住，盡管不符合居住標準。 這類地下室住宅設施存在的問題： 生活配套設施差：往往沒有單獨的廚房、廁所，或沒

12、有排污系統。 室內環境條件差：潮濕，采光、通風不良(異味)，氖的濃度高。 居民普遍存在各種心理不平衡現象：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民防辦與同濟大學合作的科研項目“上海市內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展、規劃 第8頁，共19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二一、地面建筑與地下建筑的區別第二節 單體地下民用建筑 1造型不同：地下建筑設計原理同地面相應功能建筑相近，但地面建筑有立面要求，地下建筑立面風格沒有表現力，地下建

13、筑在形體藝術上的弱化卻使人們看到真正建筑內涵空間功能。 2建筑外圍介質不同：地面建筑外圍介質為空氣，受自然氣候影響，設計時要考慮相應建筑構造，如保溫墻體、工程圍護結構及構造措施。地下空間建筑周圍介質為巖土，構造上不考慮室外氣候影響，建筑圍護結構構造較地面簡單。 3防減災性能不同：地面建筑根據工程地質、地震烈度采用不同抗震設計，無法應付戰爭災害。地下空間建筑具有良好抗震減災、戰爭災害防護能力。 4綜合技術條件差別較大：地下空間建筑內部設備造價較高，如風、水、電等需用復雜技術完成，施工、地質、防排水、管線結構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

14、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對生態環境的影響不同：地面建筑滿足人們許多需要，但破壞土地、空氣、森林、江河等自然界生態環境，人們提出了生態建筑、環保建筑、綠色建筑等新建筑類型。地下建筑滿足人們生活、工作需要，對環境生態起保護作用。 7生活與工作的室外環境不同：地面建筑直接與自然環境接觸，而地下建筑則效果較差，地下空間人工環境再創造是地下建筑發展的重要一步。第9頁，共19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二二、地下民用建筑的空間組成 空間組成與使用性質種類：出入口通道空間、主要使用空間、次要使用空間、交通聯系空間(圖6-2)。2

15、 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； 次要使用空間為衛生間、廚房、貯藏間等； 交通聯系空間有過廳、走廊； 出入口通道空間是聯系地下與地面的主要設施。 第10頁，共19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二 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、衛生、貯藏、售票等房間，交通聯系空間為走廊、休息廳、樓梯等設施，出入口空間是地上與地下聯系的通道。 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，共

16、19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二 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。按地下建筑防火設計規范設計建筑的交通疏散。 1出入口通道空間：地下建筑性質 地下建筑出入口布局明顯、直接；防護地下建筑出入口滿足掩蔽等偽裝要求，平戰結合工程盡量多設置出入口通道空間，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)有條件時應同地面建筑相聯系，地面建筑首層設置出入口空間，充分利用地面建筑的大廳組織分散人流。 (

17、2)獨立設置出入口交通聯系空間。根據規模、防火疏散、交通便捷要求設置出入口的數量、位置及方向，出入口沿建筑周邊或四角設置。 (3)結合下沉式廣場設置出入口。根據工程規模及性質布置下沉式廣場。 (4)結合地面高架路設置出入口。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，人流通過地面轉接。 (5)利用地形組織出入口。建在山區坡地的地下建筑、覆土建筑利用坡地組織出入口，通風、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。如我國西北地區窯洞式建筑出入口。 (6)通過建筑中庭設置出入口，地面大型建筑常設中庭空間，中庭空間直接連接地下空間建筑

18、，可通過樓電梯或觀光電梯直達地下中庭空間的出入口。2 單體地下民用建筑第12頁，共19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二 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計中應布置在最重要的區域內，設計規則如下： (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、人員交通疏散、觀眾視線要求等設計。 (2)執行防火規范： 我國頒布的各類建筑、地下人防工程防火規范為設計依據。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、材料耐火極限、防火排煙設施布置、出入口位置和數量等內容。 如走道式建筑考慮人員疏散長度、房間內人

19、數，廳式建筑考慮人員集散時間。 (3)執行技術性規范：地下民用建筑按相應功能、性質的規范設計。如影劇院、學校、醫院、住宅等各種地面建筑的設計規范適用于相應地下建筑設計。地下、地面建筑設計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：服務于主要使用空間 根據建筑功能設在主要使用空間的一側或周邊，聯系方便、交通交叉少、土方開挖量少等。不同性質建筑的次要使用房間有所不同，如影劇院建筑中的辦公區、衛生間、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，共19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二 4交通聯

20、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系空間組合。 交通聯系空間：圖6-5 (1)垂直交通空間：樓梯、電梯、坡道、自動扶梯四種聯系手段。樓梯有單跑、雙跑、三跑等形式，踏步高150175mm，踏步寬280300mm，公共建筑踏步較緩。坡道用于運送物資和病人、人員、汽車運行，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，每小時運送能力50006000人，運行的垂直升高速度2838m/min。 (2)水平交通空間：走廊、步道、過道等人員通行，聯系各使用空間，走廊寬1.

21、53.0m，辦公樓、學校、醫院寬度依次增加。走廊考慮人流、防火疏散。 (3)交通樞紐空間：是人流集散、休息、轉換的空間。面積較大，凈高較高，出入口連接部位，空間藝術、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、走道相聯系，不直接與主要使用房間相聯系。2 單體地下民用建筑第14頁，共19頁，2022年，5月20日，10點36分，星期二一、美國覆土建筑第三節 地下空間民用建筑實例 美國覆土住宅起源于20C60年代，大城市環境污染日益嚴重、核戰爭使人們渴望返回自然環境。80年代美國建成各類覆土住宅3000多幢，集中明尼蘇達、威斯康星、俄克拉荷馬等地，20C末有10萬幢，隨時間推移越來越普及。 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。節能效果同地面建筑相比十分顯著，如覆土住宅中引入風能、太陽能及水處理系統，建造“能源獨立”的自然住宅。目前技術完全可實現節能建筑。 圖6-6美國明尼阿波利斯市，住宅為南北朝向，正南為玻璃窗，其他幾面被土覆蓋，共12個單元，其中9個單元建筑面積98m2，3個單