地下空间开发知多少?
近年来,我国城市粗放式的快速发展,使城市GDP获得了突飞猛进的提高,但也带来了许多令人头疼的问题,比如土地紧缺、交通拥堵、环境污染等。当人们为地上空间的这些城市综合症头疼不已的时候,不由会把开发方向对准地下空间。但地下空间资源有什么特征?我国开发地下空间的历史?又比如开发地下空间的技术和途径有哪些?我们应该如何开发地下空间呢?这些疑问小编将为你一个个“消灭”。
地下空间资源的特点
所谓地下空间是指在地表以下的、天然形成的或人工开发形成的空间。除地下溶洞和地下暗河等通过自然力作用形成的地下空间外,其他地下岩土都是实体,并不存在空间。所以,自然状态下的地下空间资源只是一种潜在的资源,而且是一种不可再生的且储量较丰富的宝贵资源。
科学开发利用和管理好地下空间资源,首先要正确认识这一资源的四大特点。一是资源的潜在性。二是环境的互补性。地下空间具有隔离性、隐蔽性、恒温恒湿性、稳定性等特点,这些特点是地面空间所不具有的,因而具有互补性。三是效益的综合性。地下空间开发利用后一般表现为综合效益,包括经济效益、社会效益、环境效益和防空防灾效益。四是建设的不可逆性。表现在:浅层地下空间开发不可能在地面高层建筑完工后进行,必须同步开发;完工后的处于岩土介质包围中的单个建筑不可能像地面建筑那样容易拆除和改建;群体地下建筑完工后其布局不合理也无法进行调整。因此,不*地下建筑设计要考虑好方方面面的需要,进行精心设计,而且地下空间开发利用规划也必须具有整体性、协调性和前瞻性。
地下空间资源的开发特征
1863年,英国伦敦地铁的建成及运营是人类近代史上大规模开发利用城市地下空间的里程碑,也是城市现代化的重要标志之一。从那以后,城市地下空间的开发得到了长足的发展。
地下空间的开发呈现空间上多层次化、功能上多样化的特征。
地下建筑从大型建筑向地下的自然延伸发展到复杂的地下综合体,再到与地下快速轨道交通系统相结合的地下街系统。与此同时,地下建筑的内部空间环境质量、防灾措施以及运营管理都达到了较高的水平。
地下市政设施从地下供、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。
地下空间的开发规划从专项规划入手,逐步形成系统的规划;从城市中某个区域的综合规划入手,走向整个城市和某些系统的综合规划。地下空间的开发呈现出空间上多层次化、功能上多样化的特征。
地下综合管线廊道,是指将设置在地面、地下或架空的各类公用管线集中容纳于一体,并置于地下,同时留有供检修人员行走通道的隧道结构。北京中关村西区的公共设施地下部分共有3层,总建筑面积超过40万平方米,分为综合环廊部分和空间开发部分。其中综合环廊地下一层为车道,构成西区的交通大动脉;地下二层为物业用房;地下三层为水、电、气、通信等能源信息管廊,为各地块建筑物开发提供了良好的公共设施支持。
系统发达的地下步行道系统,把地下快速轨道交通和商业串联在一起,不*改善交通、节省用地,还改善环境、保证了恶劣气候下生活的便利。加拿大多伦多的地下步行道系统,以其庞大的规模、方便的交通、综合的服务设施和优美的环境享有盛名。该系统共有4个街区宽、9个街区长,地下连接了停车库、旅馆、电影院和购物中心,还连接着市政厅、联邦火车站、证券交易所、地铁车站和30座高层建筑的地下室。此外,该地下步行道系统中还布置了几处花园和喷泉,共有100多个地面出入口。
大型地下综合体地下空间的开发在旧城的改造再开发中发挥重要作用。法国巴黎的列・阿莱地区曾经是一个交通拥挤的食品交易和批发中心,经过成功改造后,它变身为一个多功能的以绿地为主的公共活动广场,其中的商业、文娱、交通、体育等多种功能设施被安排在广场的地下空间,形成一个大型地下综合体。该综合体共4层,总面积超过20万平方米。
城市地下空间的开发可保护环境和景观,法国巴黎卢浮宫扩建工程就是保护古典建筑的成功典范。设计师巧妙地利用拿破仑广场下的地下空间,使古典建筑向地下自然延伸,不*拓宽了卢浮宫博物馆的展览空间,还为卢浮宫增添了**特色的“金字塔”风情――在广场中央和两侧设置了3个大小不等的锥形玻璃天窗。
开发地下空间的意义
有利于集约使用城市土地资源,拓展发展空间。地下空间开发利用,可使城市的部分功能由地上转入地下,实现由“二维”向“三维”转变,能够极大地提高城市土地的空间利用率,缓解城市发展与土地资源紧张的矛盾。实践表明,充分合理开发城市地下空间,至少可增加城市空间面积30%左右。
有利于发展城市低碳经济,节约能源。地下空间具有一定的恒温保温性,地下建筑物能量消耗比地面建筑明显要少。有资料显示,地下建筑相对于地上建筑的节能率,服务性建筑可达60%,仓库达到70%。此外,地下空间**的热稳定性和封闭性,对贮存某些物资极为有利,如地下油库、粮库和冷藏库等,其中地下冷库比地面的运行费用低25%~50%。
有利于市政设施优化,缓解城市交通矛盾,有利于改善城市生态环境。近年来,城区行车难、停车难、行路难等问题日益突出。如能科学地开发利用地下空间,特别是合理修建地铁、隧道和地下过街人行道、商业街、地下停车场等,将会较好地解决此类问题。
有利于经济繁荣,增加就业岗位。地下空间有效开发利用,不*方便了群众生活,还可大大增加就业岗位,改善和促进民生。例如,哈尔滨市建成了23个地下商业街,总面积达80万平方米,年营业额超过30亿元,解决13万人就业。
有利于防空防灾一体化建设,提升城市综合防护能力。地下空间相对于地面上难以抗御的外部灾害,如战争空袭、地震、风暴等,有较强的防御能力,可以作为灾害时的避难空间、防灾物资的储备仓库及救灾安全通道和疏散通道等。如1976年唐山大地震,地面死亡人员达25万人,而在地下空间(矿山)作业的2.5万人无一伤亡。同时,随着现代城市的高密度化和生活水平的高标准化,城市生命线工程的供给设施、管线建设越来越多,如果结合人防工程修建共同沟,有利于减少马路的反复开挖以及施工对交通和城市居民生活的影响,便于维护、检查和拆换,从而极大地提升城市基础设施的抗毁能力。
国外许多城市都采用大深度地下蓄水排洪体系,作为城市大型排水设施。相比于浅层的排水体系,大深度排水体系具有以下几方面优势:首先,大深度地下空间由于其空间容量巨大,适宜容量巨大的大直径隧道和大体积地下水库。其次,大深度隧道修建对地表已有建筑的影响很小,一定程度上避免了浅层地下空间因线路改造导致的多次开挖。此外,将城市排水体系引入大深度地下空间,有助于解放浅层地下空间,缓解目前浅层管线密集的现状,提高地下空间的竖向利用效率。
因此,无论从改善浅层现状还是从提高城市防洪排水能力角度,建立大深度防洪排水系统都具有其必要性。随着城市地下空间开发热度不断升温,开发大深度地下蓄水排洪体系对于研究城市地下空间开发利用具有重要的战略意义和实践价值。
我国地下空间开发展望
随着我国经济、科学技术水平发展、城市化水平的提高及城市可持续发展战略的贯彻,开发利用城市地下空间越来越表现出巨大效益和潜力,我国城市地下空间开发利用必将向现代化、国际化、科学化的方向发展。具体说来,我国城市地下空间开发利用事业将出现下述几个发展趋势:
1.综合开发利用的趋势。城市地下空间开发利用将不再是满足某一单项功能,将立足于城市的整体建设与功能要求,是多项城市功能的整合共容,如满足交通、商业、供给与环境等的大型综合体。同时,也不再是一种空间形态的孤立,而是由点、线、面、体等多种形态的空间灵活组合贯通的有机的、丰富的空间整体。
2.规划与设计理论的发展。建立在城市可持续发展与城市三维立体发展的战略思路上,将地下空间作为城市三维发展的一个维度,地下空间规划与设计理论将会逐步充实完善,其将指导城市科学地向地下延伸。
3.开发技术的发展。我国目前的地下空间开发的土木技术已接近或处于世界先进水平,但涉及到一些关键辅助设备等技术,如机具技术、计算机与电气控制技术、自动化技术等等,与世界先进水平还有大的差距,会影响到地下空间开发的规模与成本,将来随着对引进技术的消化吸收和加大研制开发的投入,将会逐步缩小这些差距。
4.法规与管理维护越来越完善。不*有完备的法规、政策及管理措施和先进的维护技术水平,还将形成一整套推动地下空间综合开发利用的实体和管理部门。
5.环境要求与环境控制将被更加重视,相应技术工艺日益成熟。无人的城市地下空间设施会更加安全、高效,有人的城市地下空间设施会更加舒适、美观,地下空间内环境中的造景、幻境及地面环境模拟等技术会大大发展。同时,将更多地从环境保护、城市景观保护和历史文物保护的角度开发利用城市地下空间。
6.新工艺与新材料不断涌现。为了降低城市地下空间开发的成本与难度,并适应多种形态的地下空间的组合,满足多种设施功能的交叉与共容,高效、经济的施工工艺将会不断产生,尤其是机械挖掘技术与施工自动化技术会有较大进步。同时,新的建筑装饰材料尤其是地下防水与环境改善的材料也会不断涌现。
结语
开发城市地下空间是实现城市经济发展与环境、资源相协调发展的重要途径,在解决城市交通拥堵、提高土地集约化利用、改善环境污染等方面可以发挥巨大的作用。合理开发利用地下空间,我国尚处于起步阶段。唯其如此,地下空间发展的可行性也就更大。所以,必须以科学发展观为指导,以城市总体发展战略为依据,学习借鉴发达国家的成功经验,以改革创新的精神,统筹兼顾,形成配套的法规政策体系,逐步建立健全城市地下空间开发利用的运行机制,加快我国城市地下空间开发利用步伐。