关于城市地下空间开发利用功能分类

城市地下空间开发利用功能分类
城市地下空间的开发利用为人类开拓了新的生空间，并满足某些地面上无法实现的对空间的需要，对人类克服由城市化引起的一系列生存空间的危机问题，以及城市的现代化发展有着非常重要的作用，它作为城市空间的一个整体部分，可以容纳和吸收相当一部分城市功能和城市活动，如居住、商业、文化娱乐、交通、生产、贮存、防灾、埋葬等。地下空间的应用在世界上非常广泛，从中国、印度到土耳其、西班牙、法国、希腊、约旦、埃及、以色列、美国等许多国家和地区很早以前就开始利用地下空间。

一、居住：0 ]5 f6 {) k. p+ v
居住方面的应用也许代表了人类利用地下空间最古老的一种方式。世界各地许多化石保存完好的地区都发现了大量的“穴居遗址”，其中一些最古老的岩洞至今仍有人居住。根据考古学的发现，古人类在5万年以前就开始把洞穴作为遮敝风雨和抵御外敌入侵的栖息之地了。在中国，1953年发现了约6000年前的西安半坡村遗址，一个室内地砰在地表以下一米左右的半地下村庄，它的上部结构或圆或方，柱子立在夯土地面上，上面覆盖着树枝和草皮。
5 t5 m N" @6 P) s 世界上有三个地区存在着较集中的地下住宅和村庄。
# `: w: A7 b1 y5 m 1、中国中部西北部的黄土高原地区：覆盖中国中部西北部大部分地区的黄土土质疏松，易于挖掘，可以方便地用手挖出一个2-3半宽与5-10半长的房间。宋代郑刚中《西征道呈记》描述北宋末年陕西境内，有长达数里、曲折复杂的窑洞。土壤含水水多、湿度不大、冬暖夏凉、施工便利、无运输材料之劳的一系列优越性，使得中国至今仍有数千万人生活在窑洞里，其中以豫西的河南荥阳至渑池一带较为典型。, s- a$ ]' E' ] }5 n# ~1 |% f# r
2、土耳其中部的卡帕多西亚(cappadocia)火山凝灰岩地区：在近4000年内，那里出现了四十多个地下村庄，这地区地处土耳其中部的高原地区，气候极为恶劣，夏季炎热，冬季寒冷，全年干燥，火山灰凝岩圆锥形的地势完全不能耕作，但能承受悬崖地下居所的建筑， 在岩石上开凿的居住建筑，教堂和城镇，这些建筑在10～11世纪拜占庭时期达到了它们的鼎盛时期，其中两个最著名的地下城镇深达地下八层至十层，由数公里表的在火山岩层呈挖掘的通向各个大小不同的房间的地下通道联系而成，另外还包括通风竖井和为城镇提供新鲜水源的水井，地下空间也包括畜栏、粮囤、洒窖等各种设施，地下通道可以用一些在洞里紧邻通道的大圆板封闭起来，当阿拉伯人入侵该地区时，这些城镇可以作为临时的避难所。/ a6 n

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3、位于撒哈拉沙漠地区北部边界的突尼斯南部：那里的玛特玛塔高原约有二十几个地下村庄，这些村落深建于地下，一般房屋设计都有一个深井，房围布置在深井周围的不同高度上，用作居住与储藏，进出要通过楼梯或地道，地道壁挖有动物窝穴，有些庇所群建在山中或半圆形，侧面有出入口通向地道，这些居住群按居民的亲属关系组合，房间为矩形，交角成弧形，天棚为曲面，房间尺寸常为2×2.5米。偶而在中间留有柱子支撑天棚，与天井相连的房间有稍低的门槛。
! `. p# u! V$ m/ ~3 d( [2 T 另外象加纳东北沃尔特河上游，塞里泊(seripa)半地下城式村落，每幢有一个天井，天井周围是房间，构成一个竖固的外围墙，以利抵御外敌。中国新疆吐鲁蕃地区因气候干燥炎热，夏季高温时间表，冬天又寒冷。因此发展地下半地下室的居住形式在汉唐时期的焦河。高昌故城遗址中就有下穴上居或半地下室的做法。其它如意大利阿普利亚省石灰岩地区，澳大利亚沙漠气候区。库伯尔帕提。怀特克利福斯等都有较为下量的地下居所存在。* J7 W0 Q. K: B+ F+ Q, ^- o$ s
影响地下居住建筑的因素：一是气候干热或干冷地区较多见；二是建筑材料；三是地质地形，利于地下空间的挖掘建造；四是抵御外来侵害的要求。对于发展中国家，只要贫穷存在，较为廉价的地下居所，洞穴仍有人居住。
( Q, Y8 { q* T9 O! s, B6 V6 J 现代地下建筑在居住方面的应用只在少数国家得到发展，其中最引人注目的是美国和澳大利亚。在澳大利亚，一些内陆矿业城市将大量的居住建筑置于地下以躲蔽炎热的气候。在美国，本土的美国人(印第安人)很早就把半地下建筑作为居住场所，西南区印第安纳人用一种叫“开越司”(kivas)的地下室作为男人们举行宗教仪式的场所，也有作为住宅的。“开越司”是一种圆形的洞室，挖入地下好几英尺，上面覆土，为了通风。事先留有外露通风竖井。科罗拉多州西南梅萨?沃尔德地区还有座印第安人的峭壁住宅村。美国地下居住建筑统一设计得到发展的例子，可以在弗兰克?劳埃德?赖特三十至四十年代的一些作品中得到体现，如明民苏达州罗切斯特?凯斯住宅等。六十年代冷战促进了地下建筑的发展，六十年代中后期建筑环境意识和自然美学观点得到重视。随着七十年代能源危机的出现。公众对环境和能源非常关注，也注意到地下建筑在这方面的优越性，地下居住建筑得到飞速发展，数量上由几个猛增到几千个。进入八十年代，公众对节约能源的兴趣降低，所以建造地下建筑的兴趣也随之降低，再加上七八十年代的地下居住建筑大

多没有经过良好的设计，而且出现防水问题。进入九十年代，对环境的关注以及可持续发展理论的提出，覆土或半覆土的地下建筑又重新引起建筑师的重视。3 Y9 ~0 a0 I4 n3 m' L4 u k
最近二三十年以来，大量的地下居住建筑一般都是个体的住宅，很少有群体的居住建筑。地下居住建筑设计中，因居室的功能要求，一般多为半下沉式或通过中庭，下沉庭园或一面敞开(台地或坡地)和周围开小天井来满足采光、通风要求。

二、宗教与陵墓
# E3 h! g$ y& B. ~3 P8 d 古埃及、古希腊、古罗马、中国的文明都有大量与地下宗教遗址和地下陵墓的相关部分文明。地下未经装饰的空间寂静、黑暗、神秘，使人产生一种与世隔绝的心理暗示和思索，灵魂净化的机会(犹如秘室中的闭关)，以及源于阴间的神秘认识。在罗马帝国时代，罗马众神被认为是在地下的诸神，受迫害的基督教徒们躲藏在地下，在罗马挖掘了大量的纵交错的地下陵墓。公元九世纪，居住在土耳其中的基督教徒们除了建造地下居住建筑外还建造了许多礼拜堂。佛教在印度和东西亚的兴起引起了大量的挖掘和凿石而成建造的寺庙，那些洞里有大量有关佛教的雕刻和绘画，最大的一些遗址如中国的四大石窟：洛阳龙门石窟，山西太原天龙山石窟，敦煌莫高窟，大同云岗石窟以及新疆的干佛洞，印度的百合结岩庙宇等。美国西南的亚利桑那印地安人也以建造了大量的用于宗教仪式的地下开越司(kivas)而闻名。
3 f0 P9 T5 n# V( w7 @ 现在地下教堂依然存在，只是数量较少。澳大利亚中科勃、佩蒂(coobe pedy)的两座建于1967 -1977年间的教堂，建造于地下，是为了抵御室外炎热的气候。1968年-1969年芬兰?赫尔辛基Temppeliavkio教堂也是建造于地下，但它是出于视觉美观方面的考虑，以保证广场靠近城市中心一侧的开放空间。在波兰和哥伦比亚等地的矿工将一些地下矿洞改造成地下教堂。还有许多宗教、反宗教的建筑或其它类似的建筑也是建造在地下，在宗教里，地狱或类似地狱的地方通常位地下，所以忏悔罪恶的礼拜堂也常常位于地下。一些人还相信地下是些位置和方向具有物殊的作用，这是勘地学中一个很有意思的部分，它和亚州传统的建筑布局和定位方法很相似(比如中国著名的风水学)。6 b5 ?. j% D. t
土葬很早以前就在世界各地就是比较普通的了，从英国的古冢到埃及的金字塔和中国帝王陵墓。尤以中国的帝王陵墓为代表，最初地下主要安置棺柩的墓室，开始用木椁室，随着建筑技术的发展，随后出现了砖石结构墓室，发展到后来，成为规模宏大，结构严密，真正成为“地下宫殿”，诸如秦始

皇骊山陵、唐乾陵，宇陵、明孝陵、清东陵等。
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三、运动娱乐设施
, X; i7 q/ l' s3 K! A* R& {- q 天然岩洞因其壮丽，神秘总是吸引着人们，当它们对公众开放后便成为人们探险、旅游向往的地方。现在，岩洞探险在很多地方成为了一项广泛的娱乐活动。天然岩洞的吸引力也刺激了欧洲大量人工洞穴住宅的发展，十九世纪早期，许多乡间别墅都建造在园林中的洞穴和隧道里，这样的设计给人们带来一种恐怖的浪漫，也便之成为一些追求新奇、刺激的神秘俱乐部的社交聚集场所，中世纪这些社交圈常常举办哥特精神下这种放纵狂欢的聚会。& J2 e% o) `3 u$ d3 z
现代运动娱乐设施建造于地下，主要有以下几种形式：1)人防工程平战结合型；2)废弃地下空间(矿井、矿洞)再利用型；3)单体建筑因地面建筑受到限制的地下发展型；4)结合城市中心区的综合开发，包含于地下综合体中的地下运动娱乐设施。斯堪的纳维亚的许多地下城防设施都有着平战结合的双重功能，它们可以用作游泳馆、体操馆、田径场，以及其它等等设施。挪威的Gjorluk游泳馆。芬兰赫尔卒基的地下体育中心的体操馆，都是极具潜在价值的优秀范例。在中国，六七年代挖掘的大量的人防工程，许多已经转变为商业和娱乐设施。诸如咖啡馆、舞厅、儿童游乐设施等等，另外还有礼堂、音乐厅也建筑于地下，杭州有一座1800人的剧院就建造在人防设施的地下岩洞里。芬兰的里确蒂petretti地下音乐厅可以适合多种艺术类型的演出。
6 Q. K. `' n. Y) u 体育建筑体量都较大，当土地紧缺或地面建筑受到限制时，地下建筑成为地面建筑当然的替代者。美国华盛顿的乔治城大学，一座地下体育馆建造在现有室外是球场的下面，而建筑上面的人工革皮完好地保存下来。地下体育馆的平面尺寸达20米×40米。限制地下运动娱乐建筑发展的最主要因素，一是地下空间所能提人供的最大跨度及其经济性，当前地下体育建筑的最大跨度是芬兰的地下曲棍球场，它的最大跨度达32米。
" f0 B- @4 a, }! y! |0 R 在一些发展中的城市中心区，人口日趋增长，城市日趋拥挤，要求建造大量的运动娱乐设施，当地皮紧张或地价昂贵的时候，这些运动娱乐设施就被转移至地下，犹如东京的屋顶高尔夫球场，屋顶网球场，屋顶游泳池一样。当然这种地下娱乐设施与城市地下空间的开发规划。以及中心区的综合开发，地下交通系统结合起来，形成娱乐链或娱乐树(Recreariomal Tree)将会更具活力。如加拿大的蒙特利尔、多伦多。
& \! T/ u- p" b o6 O' G1 ~! ~ 在气候条件恶劣的地区，地下公园的建设同样为人们提

供了可以进行体育活动和社会交往的场所。印第安纳州的明民苏达，就有一种完全封闭的室内城市开放式公园给快速增长的城市居民提供了一个冬季里免受风雪侵袭气候可以调控的舒适的活动场所。公园设施包括一个开放的游乐区，一座小型溜冰场，一座多用途剧院，儿童游戏场，它美似于室内温室、建筑中厅、商场大厅。
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四、商业6 j! r6 ?7 K& m9 a) N2 z! C7 t
商业的应用是城市地下空间利用发展历史上较晚出现也是发展快的一种应用方式。城市地下商业空间发展成就较高的是日本的地下街和美国、加拿大的地下城。; t7 ]# L& \# e3 ]. ^ y( |
在蒙特利尔和多伦多，现代地下系统四通八达，联系着地下步行系统、商业系统，人们可以不用跑到露天就可以到达城市的大部分地区。多伦多的地下步行系统是从上世纪末本世纪初开始建造的，最初加拿大的百货公司T?Eaton公司想把它的几幢建筑用地下通道联系起来，到1917年，建成了五条地下通道。1929年又将联合车站和皇家约克旅馆联系起来，不久又得到持继发展，到1954年，一条城市的地铁环行线建成，它得供了发展一个更加连续和集中的地下系统的机会，56年，在建造中心铁路客运站时又开发了玛丽亚广场，这就促进了大量的私人投资到这个地下商业系统中心的发上来。蒙特利尔地下商业系统发的成功又促进了地下商业系统在多伦多的发展，地下蒙特利尔特别地玛丽亚城地区可称得上是世界是最大的地下城区，由于要举办第67届博鉴览会和在圣?劳伦斯河中建造一座地铁，将挖土填岛留下的空间建造了地下铁道后，又建造了另一条地铁，并与第一条相通。使整个地下铁道系统扩展为六个地下综合区，包括商店设施、旅馆、办公用房和剧院。按计划要用该地下铁道连接有百分之五十以上的地下城区，以便在可控制的气候下，一次性容纳五十万人。玛丽亚城由贝律铬先生设计，该地区是一个完全新的多层次地下运输系统和步行交通中心，有餐馆、商店以及数英里长的步行道和地铁网，地下综合区上面的地面广场周围有多幢房屋和一座钟楼相围合，地上的噪声及恶劣和气候都不会影响地下综合区，这个地下中心，连接六个地铁站，九千个停车场，八座摩天楼，三座百货下楼，两个铁路车站，四座豪华旅馆，八个剧院，四十个一流餐馆，以及几十家商店。3 w; Q' U2 K; d# o" [
美国的纽约州府奥巴尼市洛克菲勒中心，是世界上最集中的高层建筑，从三十年代中期开始建设，共建有十一幢高层建筑，为了有机地将这中心从内部紧密联系，最早采用了地下交通，地下商业街，

通过地下人行系统形成一个群众可在地下进行城市活动的综合空间同时，为寻求一个由建筑群及其环境组成的开敞。富有魅力，并有纪念意义的空间，将七幢高层建筑，一座文艺演出建筑，一幢博物馆围绕一下沉广场有机的组合在一起，将部分使用空间置于广场之下。用地下空间的开发探取地面空间的开敞。洛克菲勒中心地下空间内容丰富，除了商业、部分办公空间，还有旅馆、影剧院、滑冰场、舞厅以及其它门厅、休息厅和地下公共通道、停车场等。
9 w. N* L4 @, T4 ? 日本在发展地下商业中心方面历史较长，自从1930年后就开始建造地下商业街，凡到过日本大城市的外国人，都会对其地下街的发达程度感到吃惊，无论是数量还是质量，日本地下街均属当今世界比较先进和发达的，日本地下街最早出现的是1932年的须田　地铁车站商场，就规模而言较小，面积仅348.6平方米。50年代随着大规模的站前广场及地铁的建设许多地方都开始规划地下街。截至1994年，在日本全国20座城市中共修建了79处地下街，总面积达92.27万平米，其中东京八董洲地下街面积达6.8万平方米。在日本每天有1200万人进出地下街。平均每9个国民中就有一个。因此，日本地下街在城市生活中城市地空间的利用领域中有着十分重要的地位。
- q6 Y# O; q; a- w5 v 地铁的建设，超高层的商用办公楼，大型百货商店等等为上、下班方便和营业方便也需把出入口，营业厅直接从地下联通于附近的地铁枢纽站，便于疏散地面上的过量人流。这些地铁和地铁站以及公共地下人行通道成为人流的集散点和转折点，人流量大，对商业而言，就意味着可能保证经常性的大量购物人流，设置了许多小卖店和饮食店，逐渐发展成街。对购物者来说，由于交通方便，购物活动就可以节省时间，同时在地下通道中布置的补充商业机能，可以减轻人行行走时的单调感。使步行者感到舒服。减轻对地下空间中的不良心理反映，随着经济发展的刺激和附近地区建设的发展，地下街的规划不断扩在，趋向深层化、立体化。
# U P* i3 F+ x/ ~' Z7 J9 V" D& O; f 而自1973年以后，大规模的发展转为有控制的建设，调整了指导方针，数量虽有所收缩但内部环境却越来越好，抗灾能力越来越强，多年的发展中、形成了自立功能明确。布置简单、便用方便、重视安全等特点。规模上追求过长，单个地下街最大不超过8万平方米。一般为3－43平方米。' }( Q8 Y- P, I( l. y. j
地下街的建设：①改善城市交通，尤其是对城市的“蜂腰”“瓶颈”及交通负荷大的地段；②步行环境的改善；③成为城市商业设施的补充；④在城市中扮

演“桥”的角色，把本来被浪费和功能不全的城市空间组成完整的系统，成为一个完整的出行树；⑤城市防灾空间；⑥地下街在城市开发中，刺激了周围地区的经济发展，带动整个地区的商业活动，成为富有生机和地方意识的城市活动节点；⑦节省能源。2 I6 c( R y7 v# \! W! U! |# \" ^
城市地下商业空间一般多为改善城市交通服务。几乎很少有单纯为了发展城市商业而开发利用地下公共空间的先例。个体的商业空间建造于地下，通常是出于美学的考虑和保留开敞城市空间的目的，其它还有一些大型商业建筑的地下延伸型商业空间。
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五、展览馆、博物馆
7 Y" D" k e8 g, K 地下遗址保护性博物馆，通常建造于地下，这样可以保证文物所处的环境不变，有利于保存(当然当代技术也可以创造这样的环境)，另外可以保证原来的遗址成为人们注意的焦点而不是建筑，这一点用在秦始皇兵马俑博物馆非常适宜。美国密苏里州圣路易斯的拱门，在那儿整个展览中心都位于地表以下，所以拱门建筑戏剧性的轮廓保存完好，明尼苏达州一个小的奥利弗?凯利农场展览中心——美国农工民主运动的延生地，整个展览中心位于地下，保特了周围田野农舍的自然风景，并且给参纲者提供了距离农场极近的服务设施。在许多纪念性建筑中。为追求特定的环境氛围，都将主体建筑设置于地下或半地下。& D, J# K5 p4 h7 K3 h; ~
在社会发过程中，老建筑经常面临扩建问题，在扩建过程又经常面临如何使原有建筑和城市风貌环境不受破坏，得到完好的保存，解决新老结合问题，尤其是对于一个老建筑具有鲜明的形象特征时，就会更加困难。而这时地下空间相对于地面建筑的“无形”或“少形”，不合用开敞空间(尤其有利于扩建用受限制的老建筑)，不破坏现有建筑形象，与环境相谐调，而成为优先考虑。在特定地段多由历史建筑改造而成的博物馆、纪念馆较多面临着改扩建问题，地下空间成为首先。89年建成的法国巴黎卢浮宫扩建把整个建筑设在地下，英国的爱丁堡市公主大街扩建，美国华盛顿东方艺术中心和非州艺术博物馆都是功的典范。
2 h8 {& p& u' p 贝聿铬先生设计的巴黎卢浮宫扩建：法国巴黎卢浮宫始建于十六世纪。现改成博物馆，原有建筑经过几百年使用和发展已不能满足功能需要，而提出扩建要求，见在既无发用地，又要保持卢浮宫古典主义建筑的传统风貌，无法增建和改建的况下， 利用宫殿建筑围合的拿破仑广场，在广场中地下空间容纳了全部扩建内容── 一个只在地上露出金字塔形采光井的地下宫，既没有采用法兰西传统建筑模式

，也没有与卢浮宫试比高下，成功地对古典主义进行了现代化改造，扩建部分与原有建筑尺度比例谐调。整个地下空间深十四米，地下三层，面积73万多平方米，包括入口大厅、剧场、餐厅、商场、文物仓库及600辆小汽车80辆大巴的地下停车场。
b1 W* }4 N7 X& S" J 地下空间同样也很适宜作为文件和其他要求恒温的材料储藏，例如世界上最大的和微缩胶卷集中所在地之一就是位于美国犹他州附近的地下空间，属沃萨奇山区，储存了一百多万卷从世界各地收集的重要的微缩资料胶卷，该处受控制的环境对于储存于储存这种材料是合乎理想的。瑞典新的国家档案馆也是建造在斯德哥尔摩中心附近的玛丽柏格的岩洞里。

六、图书馆
8 H6 t) B6 z0 F+ o. j- u! w 对现有地上公共建筑的加建也可以放在地下，这样可以接近现有建筑并且可以保护优美的现有外部环境。这样的例子首先包括大学或城市图书馆的加建。
9 ?, I5 l' ]* ` 伊利诺斯州立大学建造一座图书馆时，设计师就不得不面对一些特殊的基地限制条件，政府的旧农业检测区正好位于图书馆用地的西面，所以最后决定建造一座两层带中间庭院的地下建筑，这样就可以避免建筑投射的阴影落在检测区内。
( Y& S% o& z: O# Y8 D3 _ 美国明民阿波利斯市南部商业中心的一个十字路口，有一处约1公顷的空地，70年代后期在此建立了一座地下社区公共图书馆，主要考虑三个方面的因素；第一、这个位置交通噪声强，在地面上建造图书馆不利，第二、图书馆需要一定规模的停车场，如用地被建筑物占满，停车场无法安排，第三、希望在这个重要的路口保留开敞空间，因此在设计中对于如何处理好地下空间与地面的联系和使用是关键。最后，在场地的一角设计了个小型下沉广场，从中可以植进入地下阅览厅，这使地上、地下空间过渡变得自然舒畅，经过这样的处理不但噪声问题和停车问题均得到解决，更重要的是为城市保留了可贵的开敞空间，为居民提供了一处舒适的文化，休息活动场所。+ S- C2 s T+ z$ l" v2 p: B: G1 x6 @
马萨诸塞州坝布里奇的哈佛大学普塞图书馆1975年建成，三层，8700平方英尺，设计的原则是基于前述的保存周围历史性的校园建筑环境，并且尽可能地靠近现有建筑以利使用。与此类似的还有艾森豪威尔图书馆(约翰?霍普金斯大学 ) 1960 年建成， 英国牛津的牛津大学(Radcliffe)瑞德克里夫科学图书馆，日本东京的国会图书馆的地下土层加建部分等等。+ f x! z+ e# t$ i4 |$ s0 y3 O2 ?
美国密苏里堪萨斯城公园大学建造一座新图书馆，他们雇了一家平矿公司在校园里开挖地下图书馆，因为

石灰石在堪萨斯城其它地方大量开采作为砂石原料，卖掉开挖出来的石灰石原料就可以补偿开挖所需的费用了，可谓一举两得。/

七、办公建筑: o ?3 q1 B u
美国明尼苏达大学的书店与注册办公大楼，由于缺乏空间和保护附近有价值的历史建筑的需要，考虑建筑与环境结合的好的地下建筑。书店与注册办公大楼有着不同的需要和特点，四十五度玻墙可引入视线和阳光，为使冬季阳光可透入，同时减少夏季阳光照射，在固定百页上种植花草，以减少阳光峰值强度，建筑在实用上和视觉上都很舒适，令人感兴趣的还有屋顶用作花园。Monsanto公司总部在地下建造公司的自助餐厅，这样一方面可以方便地服务于所有的办公建筑，满足功能要求，另一方面还可以在地面上保留一块大的中心绿地。3 y1 O! s5 f, i! K) w* l/ W' n
政府办公建筑在城市里常常位于市区中心位置，也常常成为这个城市或地区的标志性建筑，尤其是那些具有保护价值的老建筑，对于现存的具有历史意义的政府办公建筑的加建常常是将大量面积－安排在地下，这样就可以减少它们对现有环境的影响(当然有时是出城市防御功能的考虑)。莫斯科的克里姆林宫就是这样的一个例子，据说它是一座延伸到地下许多层的建筑。位于美国加利福尼亚萨克拉门托的加利福尼亚州政府办公楼就位于地下，在城市中心区保留了两个街区大的开放空间并且成为节约能源技术的范例，它利用照射在塔楼和下沉庭园上的太阳能来供给地下部分的能量的需要。 c' l& h- j+ `/ r2 l+ ^
在美国堪萨斯有许多办公楼建筑建造在改造过的石灰石矿中。办公建筑在早些时候，建造在地下要比地上便宜，因为省去了昂贵的外墙装饰材料。
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八、教育研究及一些特殊用途
; d0 g: R3 K9 \; M; | 教育建筑是地下建筑中一个重要的部分。以美国为例，截止一九六七年就在二十二个州等共建有96个无窗学校，新墨西哥州、得克萨斯、马里兰、弗吉尼亚以及俄克拉荷马州等都建有地下学校，大部分这些地下学校都是六、七十年代能源危机时期建造，节约能耗的同时，地下无窗的教学环境也有利于学生的思想集中。弗吉尼亚州斯顿特勒塞提小学1977年建成，供学校和居民使用，有多用途大厅、厨房、多功能剧院、教室、容纳990名学生，净面积66000平方英尺，设计成低能耗且屋顶留有活动场地的地下建筑。卡罗拉多州的阿斯乐(Aspen)的怀特伍德学校设计了一个可以给孩子们提供一个有趣的贴近自然的学习环境。明尼苏达土木矿业工程学院建筑则是针对学校内开敞空间和明尼苏达恶劣的气候条件而建的，并且

示明了明尼阿波利斯圣保罗地质中矿洞利用的潜在价值，它拥有15000平方米建筑面积的教室、办公室、研究实验室，大约2000平方米是在地下25-35米的软沙土层中两个矿井中挖掘而成的。这个建筑在美国被视为1983年土木工程的杰出成就。
7 N8 q* q" U1 Y# Q9 L) ] 许多国家的研究机构也没在地下空间中来进行一些粒子物理实验，深埋在地下的实验室可以进行质子衰变的实验，不受外来射线的干扰。诸如法国、印度、意大利、日本、美国等一些国家的大型粒子碰撞实验放在地下进行可以防止射线泄漏和磁板代里发出的加速粒子的散失。在芬兰一个由几个岩洞组成的技术研究中心，平时是地下研究实验室，而在紧急情况下，它设计可以容纳6000人的避难所。* _/ c- W- G1 w# i. T* t! C
同样地下空间可用作会议中心，加利福尼亚旧金山的Moscone会议中心。它大部分位于地下，以便与邻近建筑的尺度相呼应，为了让这项工程得以实施，会议和展览空间的地坪降到基地地坪以下5-9m，一个85跨度的远大的拱使得会议中心屋顶上可以安排一介庭园或一座三层建筑。: }" G1 G0 Q& n
医疗和紧急应变设施也常常位于地下，这些设施大多平战结合，既作为战时城市防御系统的一部分，也可以作为和平时期之用。例如在中国上海有一座430床的战时地下医院。美国加尼福利亚的洛杉矶城市紧急应变中心也位于地下，由于核战的威胁， 世界上许多国家都构筑了大量的战时紧急应变设施，这些设施大多考虑平战结合。& V2 v5 I* U5 S0 |
在明尼苏达有一种半地下监狱，它位于一个山谷里的凹陷院子里，外墙几乎全都在地平之外下。即使没有森严的高墙和塔，它的安全也是有保障的。4 I, s2 m, e/ b& }1 N' _6 S


九、工业设施6 G( S) v) K' J
工业设施建筑于地下，原因有三点：①防护(空袭、核战)的要求，②利用地下空间6 j+ n& H, t* ?7 {/ c+ x
环境的特性，③对原有或地下低成本空间的利用。二十世纪初空袭使得摧毁一座城市的工业设施变得十分容易。二战期间许多工业设施都被转移到地下以避空袭。在不列颠空袭中，英国伦敦一系列地下设施都改为秘密工厂。而在德国。1942年5 月发布了一条分散整个德国飞机制造工业的命令，1944年2月，又改为将工厂置于地下要计划要建设九百万平方米的厂房，但到战争结束为止，只有一百三十万平方米的地方已经使用，其余的仍在建设之中。当时的地下工厂虽然工作条件不是太好，但隐蔽性保护性非常好，炸弹不可能危及这些地下设施。大的地下设施壳体结构跨度可达200米。二战中，日本也建造了超过28000平方米的地下工业建筑作为生产飞

机的厂房。同一时期美国在堪萨斯城第一次把矿洞作为工业仓库。二战结束后，北欧的瑞典持续建造了许多新的地下工厂，并且考虑了持续工作所需的条件。* B2 q* q' N% C' L
除了防护的作用外，发展地下工业建筑还有其它许多潜在的优势，这些包括稳定的热环境，较之地表的低振动，密闭的通风系数和低渗透水平(这样能保证更容易创造清洁的环境)。岩洞建筑的高承载力，重要工厂的保密性等等，高科技的发展，需要更多特殊的工作环境适应生产。这些环境在地面上也许可以做到但要比普通的地面工业设施要昂贵的多。但同样的要求，如果在一个合适的地方，地下建筑只需要增加很少和费用，一般只要负担最初的费用，甚至如果是利用之有的地下空间那么连最初的费用也不要。
5 C& ^) s' [6 x# L5 R 越来越普遍的美学应用也促进工业建筑全部或部分位于地下，大多数工业建筑都有数庞大的外形，这在邻近居住建筑时是非常令人讨厌的，在一些敏感地段，减小地面部分的高度，把它们全部或部分置于地下，能够显著地缓解这些问题。

十、军事与城防设施5 @4 O1 I& m- W& f- L$ {; q
安全防御，军事用途很早以前就和地下空间的利用紧密联系在一起。
0 k2 X# {: N/ v* C; V; k 隧道和爆破方面的专家很早就在军队里得到应用。许多防御系统都包括地道。其中最复杂最固密就该是法国的“马其诺”防线。在中国抗日战争中，冀中的抗日军民就广泛地利用地道战来抗击日军。5 i9 \$ Z! t9 `+ P: u
原子核时代给防御以及对最初进攻的报复性打击能力提出了新的要求，躲蔽爆炸和随之带来的放射性坠尘的庇所在全区界各地都有了发展——民防设施。美国从五十年代起就开始强调可以躲蔽射线伤害的城防设施。许多家庭都在后院修建了能屏蔽放射性物质的避难所。美国的科罗拉多州斯普林北美防空指挥部1965年建成，11幢建筑200.000平方英尺，1至3层，建造于夏延山脉花岗岩中。% _$ y" {$ H+ `* A; w
在瑞士和斯堪的纳维亚人们对地下军事设施和城防设施一直保持着稳定的兴趣，城防设施包括地下通讯中心(斯德哥尔摩)，地下国空档案馆(挪威)地下储油岩洞(斯堪的纳维亚)和其它公众避难设施，它们不仅被用作城防的用途，同时也很好地满足了社区的确实需要。
7 V! g( D* N1 V 中国从六十年代起也发展发这样的人防设施，在“深挖洞，广积粮、早打、大打、打核战”的指导方针下、许多大城市的地下开始挖掘地道，这些地道大部分小而交叉错乱，未经过良好的设计，北京约有500公里表这样的地道，可供就地隐蔽或提供从城市中心疏散到郊区的地下通

道。
4 O6 {0 |4 @& q6 | 许多特殊的地下军事设施还包括地下导弹发射开，地下潜水艇基地，弹药库和其它一系列设施。地下军事设施的用途还包括一些新式四射试验，好多个有核能力的国家已经进行过大量的地下核武器试验。


十一、贮藏
0 T }2 c5 H$ t( N* { 地下空间在贮藏方面发挥着巨大的作用。地下环境适于部分物品的贮存，动物和昆虫的危害比较容易清除，可以更好地防止偷窃和抢劫。
7 q2 d! v5 ^5 ~/ E4 {7 A 谷物贮存在地下可易比较容易地得到一个封闭的环境。随着各物的呼吸作用，一些昆虫或菌类出现，而地下空间空气，氧气含量降低，二氧化碳含量升高，这又将会杀死昆虫或抑制菌类的生长，维持一种自然的平衡而不需要杀虫剂，而且地下合适的温度条件减少了潮湿(相对于湿冷地区)，如果谷物贮存在寒冷的地面，潮气会加重谷物的腐烂，加速菌类的生长。中国洛阳发现的隋唐时期的谷物坑，总共有287个贮存谷物的框子散布在深7-11.8米直径8-18米的范围内，部分谷物保存完好，在北非的一些国家如摩洛哥、苏丹等国家还普遍使用传统的地下贮存建筑，一个圆柱形的罐状，大约有2米深，里面装满了谷物，然后密封起来。地下空间的黑暗、凉爽、潮湿的自然环境给许多东西提供了一个非常适合的贮存环境，例如西红柿和一些不同种类的水果。酒窖是地下空间传统的用途，在地下贮存陈年的酒的习惯现在很多酒的生产都还一样。地下空间还可广泛用作诸如火腿、大米、陈奶酪、批发中心、冰琪琳等一大批各种物资的贮存。
1 Q2 x P4 Y$ R, s6 t$ ~ 地下空间另一个广泛的用途是石油和天然气的贮存。许多大型的油气贮存设施建造于地下，主要是因为地下设施的相对低成本(对大型设施而言)，高安全性，以减少对环境的潜在威胁，特别是在城区，将危险减到最小。七十年代中期，美国就在地下储贮了一亿五千万桶的石油的将近五十五亿立方英尺的天然气。地下贮油系统通常意义上是一种埋地的储油罐，但斯堪的纳维亚人却发展水下岩洞贮存石油，这样只需要较低的成本。天然气和油气可以在常温高压下储存或在高压下液化储藏。地面上的压力罐既影响视觉美观，又存在着潜在的危险，并且，地面液化所需的冷藏费用也很高，地下压力贮存可以利用在合适的深度的岩洞或多孔岩层中的天然洞穴，天然水压或岩石限制力就足够天然气或油气在这种温度下贮存所需的压力。
7 M t( x& J5 |& L" ~+ v 在美国摩门教的记录就保存在盐湖城附近的一个地下空间里，另外许多大公司的高录档案贮存在密苏里州堪萨斯城附近至开采的石灰矿洞里

，以及马塞诸塞州波士顿近一些废弃的矿井里。二战中，英国的国家财产从伦敦疏散到两部一系列大型的平空矿井里，挪威的国家档案馆就位于一座岩洞的防震建筑里。


十二、运输交通设施& {& _1 z! A% \4 C- d- x& g
城市地下空间对立体比交通运输系统的发展完善十分重要。最早开凿隧道的历史可以追溯到15000年前，人们用鹿角和马骨做成的镐头挖掘开采电石的隧道，随着十七世纪火药的发现，在岩石里开凿隧道的速度极大地提高，并且应用范围也得到拓宽。十九世纪铁路系统的建立，为减小铁轨的坡度和缩短线路的长度，应用了隧道技术，在1882年第一条重要的铁路隧道完成，它是通过瑞士阿尔卑斯山脉长达15公里的圣?戈特哈德铁路隧道，它全长40公里，包括两条直径7.6米的铁路隧道和一条在两者之间直径4.8米给两者提供紧急援助其它服务的隧道。在多山地区建立运输系统应用隧道可以缩短线路、减少土方量，并且减少清除积雪的问题。中国从1891年到1984年，共建造了4647座隧道总长2126公里。
8 q3 `* \. N+ L 地铁系统，自从世界上第一条地铁1863年在伦敦开通以来，地铁已经在世界许多大城市得到应用，地铁运输量大，速度快、不阻塞、低噪音、无污染、安全舒适，而且节约能源。全世界已有38个国家的90多座城市开通近300条地铁线，总长度超过5200公里， 美国是世界上的地铁大国，已通城市地铁数量最多、线路最长的国家，纽约、芝加哥、费城、华盛顿等10个城市地铁总长1100多公里，占全世界的五分之一多，其次是日本共有546公里，分布在东京、大阪、名古屋、神户等9个城市。第三为英国，有474公里地铁，随着经济的发展，我国京、津、沪先后修建了城市地下铁路系统，另有十多个大城市在进行地铁修建的论证。上海作为特大城市规划建设17条300余公里的地下铁路系统，大城市里地铁的建造，不但解决了地形问题，城市再建设一个快速、便捷、高效的地下交通系统，且同时对现有地面环境造成尽可能小的影响。# E; g* A8 j) b5 ]- z
人口和工业向城市的迅速集中，汽车的普遍化，给城市交通，运输带来巨大压力，造成地面及地面空间容量的严重不足，为改善城市交通运输的捆挤状况，提高城市土地使用效率的可行途径是开发地下空间──地铁的建设，地铁交通的发展使在全市范围内地下空间广泛沟通，地铁、地下高速道路、地下步行道、各类车站、地下停车场相连形成便捷的地下交通网，大量人流的迅速集散成为可能，导致了地下街的出现，地下街的修建，使地面交通在少增扩城市道路的基础上得到改善。由于在地下换乘，购

物、通行、行车吸引大量人流到地下活动，使地面人本混杂及车速缓慢得以缓解，地下街中的步行通道一般可以起到40-50％的分流作用(据对日本8处地下街的统计)。地下街在交通中的作用，还表现在静态交通的改善上即地下停车。
" g! I( `/ O3 R# J; { 步行观念的兴起，区域的步行化，在城市中心地区使可能相互干扰的交通流分开，这是组织空间的基础，许多老城区中心再开发，几乎完全取消街道上的停车场，使居住区和商业区从汽车交通的负荷中解脱出来，建筑布局和交通运输规划紧密地联系在一起。在城市气候条件恶劣的地区，地下交通系统的建设有利于改善出行环境。整治城市公用设施和组织现代化的市际交通，提高城市生活质量。
- _& d( }( e( w 城市地下交通系统的应用，许多城市规划学者和城市规划理论为之提供理论指导，欧仁?艾纳尔堪称现代城市地下空间开发利用的先驱，早在1906年，巴黎地铁正在修建时，就以发展的观点提出把巴黎街道网进行以真的改建思想，提出了街道立体交叉枢纽，环岛式交叉口和地下人行过街道，以及“多层交通干道体系”，初步显示了利用地下空间解决人车混行的矛盾。所有车辆都在地下行驶，实现地面人车分流，使大量的城市用地可以用来布置花园。他的这些思想在半个世纪后的台方斯新区和魏休比新区得以实现。& a3 D* d8 _& g
汉斯?阿斯善伦德提出“双层城镇”的理论，追求一种新的城市模式，使城市中人、建筑、交通三者关系得以协调发展，二十世纪的新城“雷德堡”，是名种交通在不同水平面上的分离。机动交通在人行交通之下，或地下或半地下，省下来的土地扩大了空地和绿地，即从根本上保证了城市环境的安谧和谐。
; M5 t- c# ?6 B, G 城市地下交通系统包括两个方面：一是静态交通即停车，一是动态交通，停车可以说是在现代城市地下空间应用中最常见的一种方式。地下停车建筑往往和城市人防设施结合起来。例如上海最大的民防工程——人民广场迪美购物中心地下停车场，总建筑面积近10万平方米，包括地铁、变电站、商场、停车场，是一个集购物、餐饮、娱乐、休闲、旅游、观光为一体的地下多功能广场，地下停车场5万平方米可同时停车600辆小汽车。
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十三、市政设施、废物处理方面的应用) R0 B# s( W, ^" I( X. M
古巴比伦人在大约公元2500年前的印度河谷建造了输水隧道，公元前4000年在耶路撒冷和以色列的麦吉多也出现了供水隧道。罗马人在罗马帝国时代发展了井水供应系统和污水排放系统，中世纪的法国巴黎建立了一套处理污水系统。地下空间也同

样运用在水利灌溉上，波斯伊朗(从古以来)在地层深处建造的非常好的运水系统，避免蒸发类似的如中国新疆的“坎儿井”。
8 k1 k E# T' }1 Y 十九世纪开始，市政公用设施在世界各地的城市里迅速发展，给水排水系统之后是电力、电话系统、区域供暖系统，大规模运输系统等，现在一些市政设施隧道包含了好几项设施，被称作共同沟，共同沟提供了方便而适应性强的公用设施。
4 u' k5 u& x4 X2 \5 d( i- C 给排水系统置于地下是为了防止冰冻，保证的需的排水坡度和巨大的管径要求，电力、电话系统因为美观的因素，在大多数新建地区都设置于地下，同时修建城市市政公用隧道的原因是防止暴风雨对公共卫生设施的损害以及提高废水处理前的贮存能力。- ?4 J) q( h. b4 [. `+ V
供水与合适的废水处理系统也是地下空间应用中的一个重要方面，长长的给水隧道将水从遥远的水库、湖泊输送到城市村镇，瑞典的伯民恩(Bolien)工程通过一个岩洞隧道将水从一个大的内陆湖送到100公里以外。; j( \0 Y& p* c* W
水利设施位于地下，除了减少对视觉美观上的影响，另一方面也有使用上的优点，稳定的温度条件，安全有保障。
2 ? e1 s5 U: A3 W) P 污水排放系统埋没在地下，可以减少土地占用，解决气味和视觉污染问题，加快恶劣天气条件下的净化过程。在瑞典，有15个净化设施建造在岩洞里，30％的废水在这儿净化，瑞典最大的活水净化设施甚至上面建有住宅。" a. n! M, W, h7 N1 k
地下空间在垃圾处理上的应用，通常固体垃圾，放射性垃圾以及其它危险的废弃材料，通常采用深理形式。( @- Y2 U3 ^9 d7 _/ A; g
另有水力发电设施也设置于地下空间中，考虑到美观的因素，对自然环境的影响减少到最小程度。挪威是世界上地下水力发电站的倡导者，占了300座地下水力电站中的200座。
- U) u. b& s: ?9 n9 V: D 通过上述分门别类的介绍，得出一个结论，城市地下空间已经在世界各地，许多领域得至了广泛的应用。




王文卿教授的《城市地下空间规划与设计》