2.3 城市地下空间规划基础
2.3.1 城市容量与拓展
城市容量是指一个城市在某一时期对人口和人类活动以及与人类活动有关的各类设施(建筑物、道路等城市设施)的容纳能力。这种容纳能力是综合性的,包含有人口容量、建筑容量、交通容量、环境容量等。城市容量是一个动态发展变化的事物,其容量总和的大小取决于城市用地面积、条件、城市的社会经济技术发展程度等因素,在其他条件不变的情况下,用地面积的大小和社会经济发展程度的高低与城市容量的大小成正比。
如将城市容量作为总系统,则其子系统(人口容量、建筑容量、交通容量等等)之间并不是孤立的,而是相互联系的。
毫无疑问,城市规划的最大目的是促进生产力的发展和改善人类生活水平。因此,这众多子系统中人口容量是最重要的,人口容量的大小制约建筑容量等的发展,同时,建筑容量等也反作用于人口容量。所以,城市容量是一个相互关联并总是处在寻找相互协调平衡状态中的系统。当人口过多、过快地发展时,建筑容量出现不足,增加建筑容量后往往又引发交通容量和环境容量下降,最终的结果使生活环境恶化,人口开始向外围疏散。这种恶性循环的结果将导致城市衰退,国外很多发达城市都曾有过类似的经历。诚然,出现城市衰退的原因是多样的,如过度投机、小汽车的发展等,但从本质上讲,是城市各种容量之间的比例和配置失调的结果。当然,城市各种容量的最优化比例和配置不是恒定不变的,而是受历史生产力水平和民俗文化等社会因素制约的,在这一点上,应该具体问题具体分析,不能简单套用。
城市发展是否合理,重要的标准是城市空间容纳效率。城市的空间容量包括理论容量和实际容量。其中,城市实际容量,即城市在某一阶段实际发生的承载容量;而城市理论容量则指在某一阶段的当前条件下,在各种主客观因素的制约下,城市所能达到的最大的理论承载能力。当理论容量在城市某一发展阶段上有一定限度,当理论容量达到饱和难以再扩大时,就会与实际容量间出现不平衡,这时可以依靠新科学技术为理论容量扩大创造条件。如20世纪20年代,高层建筑的出现为提高城市的理论容量做出了重要贡献,直至今日高层建筑的高度还在不断被刷新;同样在20世纪50年代,人们把开发地下空间作为扩大城市容量的主要手段,从而大大提高了城市空间的容量,但目前人们对地下空间的利用主要表现在浅层地下空间,并且还远没有达到充分利用,地下空间对城市理论容量的提高还有巨大潜力。实际过程中,城市发展受到很多条件的影响,有着客观的发展规律。但是拓展城市理论容量的根本目的就是促进城市发展。因此,城市理论容量的大小要努力保持着与城市发展速度相适应的规模,过大则浪费,过小则制约城市发展。在具体城市规划工作上,是一个不断调整城市发展与城市理论容量、城市理论容量与实际容量、城市各种容量之间的平衡发展关系的过程。上述平衡关系在地下空间开发规划中更应重视,并贯穿始终。
在城市发展中,城市容量会因某一种或几种因素的改变而改变,拓展城市容量的第一步是保持各种城市功能的协调发展。可是,城市容量必然地要落实到城市空间上,所以拓展城市容量的根本方法是开发城市空间。
城市空间可划分为上部空间、地面空间和地下空间三大部分。从城市发展史来看,地面空间首先得到开发利用,其次是上部空间,最后是地下空间。这与经济技术条件和人们的生活习惯有关。当然,某些特殊情况例外,如我国大西北的黄土高坡,从古至今一直以窑洞(地下空间)为主要起居空间。
城市空间的拓展一般可以分为两种方式:
1)外延式水平方向扩展。
2)内涵式立体方向扩展。
前者以增加城市用地为主,后者则在不增加城市用地的情况下,以通过向上和向下空间为主进行扩展。当然在城市发展的过程中两者并不相互排斥,而是既可以独立存在,也可以同时出现在城市建设中。
2.3.2 城市地下空间的功能分类
要分清城市地下空间的功能分类,首先应分析一下城市空间的具体划分方法。一般可将城市空间按层次的不同划分为3种:地面、上部和地下空间(图2.5)。
图2.5 城市空间的划分
开发地下空间的首要目的在于缓解地面矛盾(尤其交通),具体措施如修建地下铁路、地下公路、地下人行过街通道、地下停车库等;其次是增加新的商业服务、文娱等设施,与地面产生更大的综合效益。因此作为城市空间的一部分,城市地下空间按其利用的功能用途不同,可作以下划分:
1.居住空间
地下空间可以居住,这一点早已由世界各地的大量覆土居所等实践所证明。我国1992年在上海得出的(半地下室改造居住空间的研究)科研课题结论也说明了地下空间经过特殊处理后,其环境指标是能满足人类健康需要的。另外,在气候条件恶劣的地区,地下居所的节能和改善微气候作用是显著的。但是,在现行经济条件下,地下空间修建时还不大可能全部达到高标准居住环境条件,多数存在闷、潮湿等问题。因此,在目前情况下,大量人口到地下居住是不现实的。
2.业务空间
地下空间可以用于办公、会议、教学、实验、医疗等各种社会业务活动。地下空间特殊的隔音优势,使得几乎所有不需要天然光线的活动都很适合在地下进行。
3.商业服务空间
地下空间可作商场、餐厅等设施,尤其当其与动态交通功能相联系时,更能吸引人流、改善交通、繁荣商业,一举两得。在气候严寒或酷热地区,因其恒温性和遮蔽性,更受欢迎,如加拿大的蒙特利尔。当然,这类空间因人流大,防灾措施一定要得当,尤其是餐饮业的防火。
4.文娱体育空间
地下空间可以用于文化、娱乐和体育功能。当集纳人数较多,密度较大时,疏散等防灾措施十分重要。
5.交通空间
交通功能是开发利用地下空间的最主要功能。交通空间可细分为动态交通空间和静态交通空间。动态交通空间如地铁、公路隧道、车行道、人行通道等;静态交通空间则指地下停车库等。开发地下交通空间,已成为解决城市病的最主要手段之一。
6.公用设施空间
为公用设施提供空间,几乎一直是地下空间的“专利”。公用设施除了地下各类管线外,还应包括变电站、水厂、锅炉、污水处理系统和未来可能有的地下垃圾运送处理系统等。目前,我国城市基础设施建设虽然还未广泛使用“共同沟”技术,即将地下管线集约化。但是,这必将是我国未来城市市政公用设施建设的发展趋势和方向。
7.工业空间
地下空间可以被用于军事工业、轻工业或手工业等,尤其当这些设施与城市居住区混杂时,将其迁至地下,改善环境、提高生活水平的意义更突显出来。
8.储存空间
地下空间有恒温、防盗性好、鼠害轻等优点,使得仓储也成为地下空间的一项传统利用功能。地下仓库成本低、节能、安全,因此得到了广泛的利用。
9.防灾防护空间
地下空间对于各种自然的或人为的灾害具有较强的综合防灾防护能力。因而被广泛用于防灾(护)。我国和世界很多国家都在地下修建了防战争灾害的人防设施。当然,地下空间在承担防灾防护功能时,应不影响其他功能的开发,平战结合是人防发展的必由之路。
10.高层建筑的设备空间
利用地下空间作设备层,在高层建筑设计施工中是最常见的。节省出地面以上的楼层可以用于其他功能。
11.其他特殊空间
其他特殊空间包括埋葬、文物、矿藏空间等。
2.3.3 城市地下空间的生理与心理学
2.3.3.1 生理效应
地下空间的利用,应考虑其环境质量对人体所产生的生理效应。
1.空气污染的影响
当地下空间内空气污染物超过一定浓度,并持续一段时间,则可对人体产生不同程度的伤害。
(1)一氧化碳。
这是一种侵害血液、神经的毒物。长期接触低浓度CO的会造成慢性中毒,许多动物实验和流行病调查证明,长期接触低浓度CO对健康的影响主要表现在以下方面:
1)对心血管系统的影响。雷斯等人发现,当血液中炭氧血红蛋白(COHb)的饱和度为8%时,静脉血氧张力降低,冠状动脉血流量增加,从而引起心肌摄取氧量减少和促使某些细胞内氧化酶系统停止活动;COHb达到15%时,能促使大血管内膜对胆固醇的摄入量增加,并促进胆固醇沉积,使原有的动脉硬化症加重,从而对心肌产生影响,使心电图出现异常。
2)对神经系统的影响。脑是人体内耗氧量最多的器官,也是对缺氧最敏感的器官。由于缺氧,还会引起细胞呼吸内窒息,发生软化和坏死,出现视野缩小、听力丧失等。轻者也会出现头痛、头晕、记忆力降低等神经衰弱症等。
3)造成低氧血症。出现红细胞、血红蛋白等代偿性增加,其症状与缺氧引起的病理变化相似。
(2)可吸入颗粒物。
可吸入颗粒物随空气经呼吸道进入肌体,因粒径的大小不同,在呼吸道内滞留的部位也不同,因而造成的危害也不同。大于5μm的颗粒易被上呼吸道所阻留,部分虽可经咳嗽、吐痰等排出体外,但对局部黏膜产生刺激作用,可引起慢性鼻炎、咽炎。颗径小于5μm的颗粒物,可进入深部呼吸道,沉积在肺泡内的颗粒物,可促进肺泡的壁纤维增生。这些因素均可影响肺组织的换气功能,造成慢性支气管炎患病率的上升。空气中的悬浮颗粒物一般具有很强的吸附能力,很多有害气体或液体,都能吸附在颗粒物上面被带入肺脏深部,从而促成急性或慢性病症的发生。
(3)二氧化硫。
二氧化硫是窒息性气体,有腐蚀作用。它能刺激眼结膜和鼻咽等黏膜,当空气中湿度大并有催化剂存在时,它能与水分结合,形成亚硫酸,并缓慢地形成硫酸,使其刺激作用增强。
(4)氮氧化合物。
氮氧化合物难溶于水,故对眼睛和上呼吸道的刺激作用较小,易大量进入深呼吸道而不被人所觉察。但如空气中氮氧化合物的浓度较高,为(60~150)×10-6时,可立即引起鼻腔和咽喉的刺激,并发生咳嗽及喉头和胸部的灼烧感;引入新鲜空气后上述症状即可消失。但是在吸入后6~24h又可能发生胸部紧缩和灼烧感,并出现呼吸紧迫、失眠不安,又可发生肺水肿、呼吸困难加剧、昏迷甚至死亡。幸存者日后有可能再发肺炎。浓度为(100~150)×10-6时,吸入50~60min即有危险,浓度为(200~700)×10-6时,短时间吸入即可致死。
(5)二氧化碳。
实验证明,当CO2含量达0.07%时,有少数对气体敏感的人就有不适感觉;当达到0.1 %时,人们普遍感到不适;当达到3%时,呼吸深度增加;当达到4%时会感到头痛、耳鸣、血压上升;当达到8%~10%时,呼吸明显困难,意识陷入模糊不清。
(6)甲醛。
甲醛是具有特殊刺激性的无色气体,易溶于水。对黏膜有刺激作用,低浓度的甲醛可致结膜炎、鼻炎、咽炎等,浓度高时则发生肺炎、肺水肿等。
(7)臭氧。
室内污染物臭氧主要能刺激和破坏深部呼吸道黏膜及组织,对眼睛亦可有轻度刺激性。浓度在1 ×10-6以上时,可引起头痈、肺气肿及组织缺氧等。
(8)室内空气中的微生物。
室内空气中的微生物主要来自室外受污染的空气和人体。室内微生物污染程度与周围环境、室内空气、温湿度、灰尘含量及采光通风等因素有关。空气微生物通过空气传播面产生的主要疾病有流行性感冒、麻疹、结核、百日咳和其他疾病等。
2.空气离子化对人体的影响
空气离子化作为一个生物气象因素,已经引起人们的注意。空气离子化程度,可以作为判断空气质量的一个特殊指标,可用于检查建筑物的通风换气状况。一般认为,在一定浓度下,阴离子(也称负离子)对肌体呈良好的作用,而阳离子(正离子)则起到不良作用,但阴、阳离子的生物学作用,并不完全是相反的,两种离子依其浓度和持续作用时间的不同,对肌体的作用也不相同。低数量的阳离子和阴离子对肌体均呈良好作用,数量过高时,即使是阴离子也将起不良作用。
空气离子化对整个肌体将产生作用,如对血液及心血管系统、肌体代谢和氧化还原过程、调节中枢神经系统的兴奋和抑制状态等都产生影响。
除了上述诸因素对室内空气质量有明显影响外,一些物理因素如噪声、电磁辐射(射频、红外、可视、紫外线等),范围为104Hz(射频)~1015Hz(紫外线),这些因素也会对人产生心理及生理上的影响。
室内空气污染物的来源可分为燃料、人的活动、建筑材料以及室外等四大类。地下空间处在特殊的环境中,封闭性强,自然光线不易被引入,温湿环境受地温的影响很大,结构受地层介质的包围,室内环境几乎都是由人工创造的,在相同条件下,与地面室内空间相比,地下空间室内空气污染源的排除有时还要困难一些。
地下空间的环境质量主要应考虑空气污染及空气离子化两方面,上述知识对每一个从事地下空间规划与设计者来说,都是需要事先了解的内容。
2.3.3.2 心理障碍分析
众所周知,地下空间是一个封闭的空间,人们在地下活动时,由于与户外隔绝,地下建筑与地面环境只能由有限的洞口联系,造成空气不流通、湿空气难以排除等,人们对地下建筑常有一种恐惧心理,当他们进入地下建筑工程后,难免会产生压抑感。为了分析地下空间对人们心理产生的影响,应分析地下建筑与地面建筑存在哪些不同。
(1)地下建筑工程被封闭在地下,没有阳光和水、无外部景观和自然景色,而且由于难以利用自然光线,人们无法形成时间观念,这是引起人们不安的原因之一。
(2)封闭的地下空间中,没有外界人们熟悉的环境声,没有鸟语花香,无自然的风感,这会引起人们的反感,会产生枯燥乏味、拥挤隔绝等不良的心理反应。
(3)人们身处异境,加上地下空间的“无意识”消极作用,不少人可能会产生幽闭恐怖、空气浑浊、令人窒息等心理阴影,这是引起人们心理障碍的又一原因。
(4)人们身在地下,担心水灾、火灾、断电、断风、其他骚乱等灾难降临,时时有种恐惧心理。
(5)因为地下空间是封闭的,因此其扩建和改造受到各种条件的限制。
综上所述,引起人们进入地下空间心理障碍的原因主要归结为以下两点:
(1)习惯与非习惯空间的设计差异。人们习惯的外部空间实际上是人与自然进行“光合作用”的场所,必不可少,而如果在地下不能创造这种“外部空间”,人们则感觉不到已经习惯的“外部空间”的刺激,而根据人类经验证明,人们只有在“外部空间”这种环境下,才能使人在生理和心理上达到最佳刺激效益,感到舒适,从而使人处在最适于肌体生理需要的环境内,情绪唤醒水平最佳,而在地下空间环境中,常引起消极心理作用。
(2)“无意识”的作用。人们即使在内部条件和地面传统建筑一样的条件下生活、工作,还是会产生各种各样的恐惧心理,这主要是由于人们脑子里已经有了地下环境的“心理地图”的“无意识”作用。
2.3.3.3 消除心理和生理影响的途径
地下空间的开发是要创造出适宜人生活的人工环境。地下空间内部空气质量的好坏、入口部的处理、内部空间的布置分隔、色彩设计和自然景观的引入,都会直接影响这一人工环境的效果。若处理不好,将增加人们的心理障碍,破坏人们的生理机能。对上述主要心理障碍因素加以分析,要求在地下空间规划与设计方面需注意以下几点:
1.入口部规划设计
根据弗罗伊德的精神分析理论,人的“无意识”状态是在人脑底层,一旦有某种诱发才能转变成意识“蹦”出来。人们对地下空间的消极“无意识”,是由于人们在体验、传说、宗教及神话中得到的,只要一想到“地下”,这种消极的“无意识”就会“跳”出来,只有让人并不知道他在地下,并控制这种诱因,其关键的第一步就是地下空间的“口部”处理。
为了最大限度地消除对地下建筑的偏见及常伴随地下居住而生的恐惧感,最重要的是对建筑入口处作精心的规划设计。其规划设计的主要方法是:通向地下的阶梯不是直接与口部相连,而是一种看起来不是为了进入地下空间而设置的。最普遍的一种方式是企图做出一种类似传统建筑入口的那种入口,在可能的情况下,在口部的前方设比例适当的外部空间,充当过渡区段。把这种入口设计在地面上,并且避免在入口近旁的外部或内部设置很多阶梯,无疑是最理想的,因为下降似乎具有某种消极的联想,而上升则更积极些。在日本许多地下街就是利用一些巧妙的设计手法,把入口处做成低位庭园,人们先步入低位庭园,再从敞开的门厅进入地下街,消除了进入地下的感觉。
2.地下建筑心理空间的创造
地下空间通过开“挖”的方式组成相应空间,其内部空间可分为实体空间和心理空间两类。实体空间的特点是空间范围较明确,各空间之间有比较明确的界限,私密性较强。心理空间的特征是空间范围不太明确,私密性较小,处于实体空间内,因此称为“空间里的空间”。
地下建筑心理空间既有实际作用,又有心理作用。一方面,它能为使用者提供相对独立的环境;另一方面,人们在地下空间内常有压抑感,心理空间能够改变人的观感,从而解除这种心理障碍。
3.室内色彩
地下空间内部环境中,色彩占有重要的地位,因为经验证明,室内色彩能影响人们的情绪,使人欢快、兴奋或淡漠、安静。在减弱人们进入地下空间的心理障碍上,将起到重要作用。大量研究表明,色彩具有明显的生理效果和心理效果。色彩的心理效果主要表现在两个方面:一是它的悦目性;二是它的情感性。悦目性就是可以给人以美感,情感性就是它能影响人的情绪、引起联想,乃至具有象征的作用。
不同的人,对于色彩的好恶是不同的,在不同的时期,人们喜欢色彩的基本倾向也有差异。另外,由于人的年龄、性别、文化程度、社会经历、职业以及美学修养的不同,色彩所引起的联想也是不同的。这种联想可以是具体的,也可以是抽象的,抽象的就是联想起某些事物的品格和共性。
当然,色彩的联想作用还受历史、地理、民族、宗教、风俗习惯等多种因素的影响。
色彩对人的生理具有较明显的作用。在地下建筑室内设计中,一般做法是把器物色彩的补色作背景色,以消除视觉干扰,减少视觉错觉,使人视觉感官从背景色中得到平衡和休息。
色彩的生理效果还表现为对人的脉搏、心率、血压等具有明显影响。
4.通风
众所周知,在地面自然环境中,空气、水、土壤和食物是自然环境的四大要素,都是人类和各种生物不可缺少的物质。其中空气居首,它与人体关系最为密切。例如,一个成人,每天通过鼻子呼吸空气大约2万多次,吸入的空气量为15~20m3,大约为每天所需食物和饮水量的千倍。生命的新陈代谢也同样一时一刻都离不开空气。
空气环境的优劣直接影响人体的生存、生活和工作。由于地下空间是一个封闭的空间,几乎与外界环境隔绝,所以其内部存在着缺氧和一氧化碳中毒的危险。另外因为周围介质地下水、裂隙水、施工水、生活水和人体散热等因素,相对湿度很高,利于细菌繁殖,直接对人体造成伤害;还会使生产设备、仪器锈蚀,影响生产和产品质量;再加上空气流动不畅,加剧了空气对人体的热作用等。以上这些,无论哪一点都会带来人体的不舒适感,甚至会影响健康、危及生命,这就需要通过通风设计来解除这一危险。
由于地下建筑有围护结构,通风受到限制,主要靠可控制的开口部位,如通风道和窗户来实现。
通过通风可提供新鲜空气、排走污气、消除人和机器产生的热量,另外,通风换气还能改变相对湿度,对人体健康是必要的。具体规划设计时要做到以下几点:
(1)保证空气中的氧气含量。正常空气的气体组成中,氧气的含量为20.94%,变动范围约为0.5%,它是人体呼吸作用和物质代谢不可缺少的条件。如果氧气含量低于17%,在室内工作活动的人就会感到呼吸困难;低于15%,人体会缺氧,呼吸、心跳急促,感觉及判别能力减弱,肌肉功能被破坏,失去劳动能力;在10%~12%时,人失去理智,时间稍长就会有生命危险;在6%~9%时呼吸停止,不急救就会导致死亡。
(2)尽量减少空气中CO2和CO及尘埃的含量。CO俗称煤气,经肺、心脏进入血液,会使血色素丧失运输氧气的能力,以至于全身组织尤其是中枢神经系统严重缺氧,造成中毒。同样,吸入过量的CO2也是有损健康的,当其浓度达10%~20%,人体死亡率将达到20%~25%。在地下空间中,存在的异味、人体体臭及过量的尘埃,也是引起人们不舒适的原因。由此而引起的危害也是不能低估的。
(3)处理好室内的温度。温度是表示空气冷热程度的指标,也是衡量空气环境对人和生产是否合适的一个十分重要的系数。地下建筑冬暖夏凉,温差小,但若处理不当,与室外温度不协调(夏天过低或冬天过高均不能及时散热),都可能影响人体健康。
(4)保持适当的相对湿度。相对湿度就是空气中实际所含水蒸气密度和同温度下饱和水蒸气密度的百分比。一般空调工程常以相对湿度表示空气的干湿程度。它是衡量空气环境的潮湿程度对人员舒适感影响的重要指标。一般保持在40%~60%为宜。
(5)控制好室内空气的流速。室内的空气流动速度也是影响人体对流散热和水分散发的主要因素之一。当气流速度大时,流热和水分蒸发散热随之增强。亦即加剧了空气对人体的冷作用;而当空气流速小时,效果正相反,加剧了热作用。如果超过一定限度,不管冷、热作用都会对身体产生不利影响。
(6)控制围护结构内表面的温度,周围物体表面的温度决定了人体辐射散热的程度。在同样的室内空气环境条件下,当围护结构内表面温度高时,会使人增加热感,而当表面温度低时,则会增加冷感。由于地下建筑壁面温度一般较低,尤其夏天温差很大,会对人体增加冷感,同时造成壁面结露,增加室内的湿源。如果没有处理好,将会增加人体在“地下”的不适感。
5.自然景观
工业的发展、城市人口的集中和住房的拥挤,许多绿地被侵占,这就使人们与大自然越来越远了,特别是在地下建筑室内,人们常有置于地下的恐惧感和压抑感,人们更渴望周围有一绿色的自然环境。因此,将自然景观引进室内已不单纯是为了装饰,而且作为提高环境质量,满足人们心理需求所不可缺少的因素。
大自然中的许多景物如瀑布、小溪、花草树木等都可以使人联想到生命、运动和力量。在地下建筑室内设计中,把自然界的景物恰当引入室内,可以大为消除人们的心理障碍。这些自然景观主要有水体、山石、绿化、盆栽。如日本大阪的彩虹市,在地下空间的中心广场上设置了漂亮的喷泉,使顾客们如投身于大自然的怀抱,对人们起到了流连忘返的作用。
众所周知,地下建筑内部较为幽静,一定程度上这是其长处,然而,习惯于地面环境声的人们,一下子进入地下后,环境声的消失加重了他们心理上的封闭感。为此,地下建筑室内设计应适量引入大自然的环境声。
地下建筑室内设计中的声音,大部分来自流水和飞禽。除水声、鸟声外,近年来,国外不少设计师们在发掘其他声源方面也做了许多新的尝试,如日本的“音浴室”、印度的音乐楼梯等。
2.3.4 城市地下空间规划适用的理论原则
关于城市地下空间规划的基本理论原则目前主要有以下4个。
1.开发与保护相结合原则
城市地下空间规划是对城市地下空间资源做出科学合理的开发利用安排,使之为城市服务。在城市地下空间规划过程中,往往会只重视地下空间的开发,而忽略了城市地下空间资源的保护。
城市地下空间资源是城市重要的空间资源,从城市可持续发展的角度考虑城市资源的利用,是城市规划必须做到的,因此,城市地下空间规划应该从城市可持续发展的角度考虑城市地下空间资源的开发利用。
保护城市地下空间资源要从多个方面加于考虑。首先,由于地下空间开发的不可逆性,在城市地下空间开发时,开发的强度应满足实际要求,避免将来城市空间不足时,再想开发地下空间时无法利用。其次,要对城市地下空间资源有一个长远的考虑,在规划时,要为远期开发项目留有余地,对深层地下空间开发的出入口、施工场地留有余地。第三,在现在城市地下空间规划时,往往把容易开发的广场、绿地作为近期开发的重点,而把相对较难开发的地块放在远期或远景开发,实际上目前越难开发的地块,随着城市建设的不断展开,其开发难度越来越大,有的可能变得不可开发,因此,在城市地下空间规划时,应尽可能地将有可能开发的地下空间尽量开发,而对容易开发的地块要适当考虑将来城市发展的需要,这也符合城市规划的弹性原则。
2.地上与地下相协调原则
城市地下空间是城市空间的一部分,城市地下空间是为城市服务的,因此,要使城市地下空间规划科学合理,就必须充分考虑地上与地下的关系,发挥地下空间的优势和特点,使地下空间与地上空间形成一个整体,共同为城市服务。
地上地下空间的协调发展不是一句空话,在城市地下空间规划时,首先在地下空间需求预测时就应将城市地下空间作为城市空间的一部分,根据地上空间、地下空间各自的特点,综合考虑城市对生态环境的要求、城市发展目标、城市现状等多方面的因素提出科学的需求量。其次,在城市地下空间功能布局时,不要为了开发地下空间而将一些设施放在地下,而是要根据未来城市对该地块环境的要求,充分考虑地下空间的优势、地面空间状况、防灾防空的要求等方面的因素来确定是否放在地下。
3.远期与近期相呼应原则
由于城市地下空间的开发利用相对滞后于地面空间的利用。同时城市地下空间的开发利用是在城市建设发展到一定水平,因城市出现问题需要解决,或为了改善城市环境,使城市建设达到更高水平时才考虑,因此,在城市地下空间规划时,有长远的观念尤为重要。城市地下空间规划必须坚持统一规划,分期实施的原则。
另一方面,城市地下空间的开发利用是一项实际的工作,要使地下空间开发项目落到实处,就必须切合实际,因而在城市地下空间规划时,近期规划项目的可操作性就十分重要。因此,城市地下空间规划,必须坚持远期与近期相呼应的原则。
4.平时与战时相结合原则
城市地下空间本身具有抗震能力强、防风雨等防灾功能,具有一定的抗各种武器袭击的防护功能,因此城市地下空间可作为城市防灾和防护的空间,平时可提高城市防灾能力,战时可提高城市的防护能力。为了充分发挥城市地下空间的作用,就应做到平时防灾与战时防护结合,做到一举两得,实现平战结合。
城市地下空间平时与战时相结合有两个方面的含义,一方面,在城市地下空间开发利用时,在功能上要兼顾平时防灾和战时防空的要求;另一方面,在城市地下防灾防空工程规划建设时,应将其纳入城市地下空间的规划体系,其规模、功能、布局和形态应符合城市地下空间系统的形成。
2.3.5 城市地下空间系统规划
根据世界各国大城市的建设经验,许多专家认为“城市发展的成功,取决于地下空间的利用”。从科技和社会经济的发展趋势,可以预测现代化城市建设,对地下空间的需求将大量增加,地下空间将是人类工作、生活、娱乐的主要场所之一,地下空间资源必将得到大力开发。因此,城市地下空间必须系统规划,才能得到良性发展。
1.地下空间系统规划的类型
因为地下空间所处的环境特殊,一般都具有不同程度的抵御战争灾害的能力。因此,城市地下空间系统规划除了考虑平时的使用功能外,还应充分利用其战备功能,提高综合效益。一般说来,可将项目分为战备型、结合型和经济型3类,以达到优化的目的。
(1)战备型。如指挥通信工程、射击观察工事等,应以战备效益为主,以战时的防护要求作为工程设计的主要依据,平时尽量充分加以利用,发挥社会效益和经济效益。
(2)结合型。如专业队伍隐蔽部、地下实验室、手术室、病房、办公室、专业队伍车库、战略物资仓库、人员疏散机动干道等,既要考虑平时的社会需要和经济效益,又要照顾战时的防护要求,工程在结构上应按战时防护要求设计,在功能布局和装饰上,可按平时使用要求设计,内部装备和装饰的工程经费可由使用单位投资。
(3)经济型。如地铁、地下礼堂、地下商场等大型地下工程,应以降低工程造价,提高工程经济效益、社会效益为建设依据。在工程规划、建设布局、结构要求等均以平时使用要求为主进行设计。由于工程建设投资大,所需经费必须列入城市基建投资或使用单位集资筹建,战时仅作为结合利用,工程的防护设施只作预留,在临战前突击改造和安装。
2.地下空间系统规划程序
地下空间总体规划的任务,是通过调查研究,发展预测,在弄清城市的建设条件、技术经济以及地下空间开发现状和发展趋势等基础资料后,按照城市总体规划、人防条例、防空袭预案以及有关文件规定加以综合考虑,提出人防工程建设与城市地下空间开发“相结合”的规划纲要,要求规划必须具备科学性、长远性、预见性、开创性和现实性,坚持以长远目标为基准,不局限于当前的技术经济条件和人防“结合基本建设”的条件限制。但在制定实施规划时,则要根据技术经济的现实条件和发展趋势,制定分期分批的实施规划,使规划能适应当前发展的需要。
总体规划的拟定方法,应根据规划所包括的子系统多、专业多、条条多,具有较强的综合性、整体性、专业性、政策性、艺术性等特点,运用系统工程方法进行较为合适,它能较好地适应多系统构成的整体系统,不同目标的相互协调,使系统功能达到最优化,并最大限度地发挥各组成部分的能力。总体规划的拟制工程程序如图2.6所示。
图2.6 地下空间总体规划程序
3.地下空间总体规划预测
地下空间总体规划预测的内容与方法,主要涉及图2.7所示的几个方面。
图2.7 规划预测的内容
人防地下工程发展预测,可采用空袭与城防作战破坏仿真模型法,研究人防建设的规模,运用系统工程效—费模型方法,研究人防建设的防护标准。
对城市住宅小区及城市交通、公建、管线等项目的地下空间需求预测,可用相关树法、数学模型预测方法、趋势外推法、专家集体预测方法进行。
技术经济的发展预测,目前比较通用的办法是特尔斐法,即专家集体预测法。其基本程序是:①确定目标;②选择专家,要求专家的代表面广,总体权威高;③设计评估意见征询表;④征询信息反馈,一般为3~4轮;⑤评估结果数据处理。