3.2 城市地下空间总体布局与地面空间结构的关系

3.2.1 城市总体布局与城市结构

1．城市的构成要素与系统

一个城市从诞生到发展通常要经历漫长的过程，城市发展的趋势和整体结构一旦形成往往难以改变。通常，构成城市的主要组成部分以及影响城市总体布局的主要因素涉及城市功能与土地利用、城市道路交通系统、城市开敞空间系统以及城市构成要素间的关系。

人类的各种活动聚集在城市中，占用相应的空间，并形成各种类型的用地。《雅典宪章》将城市的功能概括为“居住、工作、游憩和交通”。城市中的土地利用状况，如各种居住区、商业区、工业区及各类公园、绿地、广场等决定了该土地的使用性质。一定规模相同或相近类型的用地集合在一起所构成的地区形成了城市中的功能分区，成为城市构成要素的重要组成部分。

城市功能区主要有居住用地、工业产业用地及商业商务用地及各类设施用地。不同类型的城市功能区在城市总体布局与结构中所起到的作用是不同的。商业商务功能区具有较强的对其他功能区中人员的吸引力以及较小的规模和较高的密度，形成影响甚至左右城市总体布局和结构的核心功能区——城市中心区。

城市中的各功能区并不是独立存在的，它们之间需要有便捷的通道来保障大量的人与物的交流。城市中的干道系统以及大城市中的有轨交通系统在担负起这种通道功能的同时也构成了城市骨架。通常，一个城市的整体形态在很大程度上取决于道路网的结构形式。常见的城市道路网形态的类型有放射环状（如东京、巴黎、伦敦等）、方格网状（如美国纽约曼哈顿岛等）、方格网、放射环状混合型（如北京、芝加哥等）及方格网加斜线型（如美国华盛顿等）。

2．城市结构

由于城市功能差异而产生的各种地区（面状要素）、核心（点状要素）、主要交通通道（线状要素）以及相互之间的关系共同构成了通常被称为的城市结构，它是城市形态的构架。城市结构反映城市功能活动的分布及其内在的联系，是城市、经济、社会、环境及空间各组成部分的高度概括，是它们之间相互关系与相互作用的抽象写照，是城市布局要素的概念化表示与抽象表达。

城市结构还将城市发展的战略性内容，特别是靠近发展战略的内容通过形象的方式表达出来，起到由抽象的城市发展战略向具体的城市空间布局规划过渡的桥梁作用。例如，胡俊在对我国176个人口规模在20万人以上的城市空间结构进行分析后，将我国的城市空间结构归纳为集中块状、连片放射状、连片带状、双城、分散型城镇、一城多镇以及带卫星城的大城市等7种城市空间结构类型。赵炳时提出了采用总平面图解式的形态分类方法，将城市结构形态归纳为集中型、带型、放射型、星座型、组团型、散点型等6种。归纳起来，我国城市结构可分为三类类型，即团状结构、中心开敞型结构、完全兴建型结构。

3．城市布局

城市是各种城市活动在空间上的投影。城市布局反映了城市活动的内在需求与可获得的外部条件。影响城市总体布局的因素一般可分成以下几个方面：自然环境条件、区域条件、城市功能布局、交通体系与路网结构、城市布局整体构思。

城市布局遵循的原则包括着眼全局和长远利益、保护自然资源与生态资源、采用合理的功能布局与清晰的结构、兼顾城市发展理想与现实。

3.2.2 城市形态与地下空间形态构成

1．城市形态构成

城市形态是一种复杂的经济、文化现象和社会过程，是在特定的地理环境和一定的社会历史条件下，人类各种活动与自然环境相互作用的结果。它是由结构（要素的空间布置）、形状（城市的空间轮廓）和要素之间的相互关系所构成的一个空间系统。城市形态的构成要素可概括为道路、街区、节点和发展轴。道路是构成城市形态的基本骨架，是指人们经常通行的或有通行能力的街道、铁路、公路与河流等。道路具有连续性或方向性，并将城市平面划分为若干街区。城市中道路网密度越高，城市形态的变化就越迅速。同时道路网的结构和相互连接方式决定了城市的平面形式，并且城市的空间结构在很大程度上也取决于道路所提供的可达性。街区是由道路所围合起来的平面空间，具有功能均质性的潜能。城市就是由不同的功能区构成，并由此形成结构的地域，街区的存在也能使城市形成明确的图像。

城市中各种功能的建筑物、人流集散点、道路交叉点、广场、交通站以及具有特征事物的聚合点，是城市中人流、交通流等聚集的特殊地段，这些特殊地段构成了城市的节点。

城市发展轴主要是由具有离心作用的交通干线（包括公路、地铁线路等）所组成，轴的数量、角度、方向、长度、伸展速度等将直接构成城市不同的外部形态，并决定着城市形态在某一时期的阶段性发展方向。

2．地下空间形态构成

城市地下空间的开发利用是城市功能从地面向地下的延伸，是城市空间的三维式扩展。在形态上，城市地下空间是城市形态的映射；在功能上，城市地下空间是城市功能的延伸和拓展，也是城市空间结构的反映。城市地下空间的形态是各种地下结构（要素在地下空间的布置）、形状（城市地下空间开发利用的整体空间轮廓）和相互关系所构成的一个与城市形态相协调的地下空间系统。城市地下空间的形态要素可以概括为“点”、“线”、“面”、“体”4个方面。

（1）“点”即点状地下空间设施。相对于城市总体形态而言，它们一般占据很小的平面面积，如公共建筑的地下层、单体地下商场、地下车库、地下人行过街地道、地下仓库、地下污水处理场、地下变电站等都属于点状地下空间设施。这些设施是城市地下空间构成的最基本要素，也是能完成某种特定功能的最基本单元。

（2）“线”即线状地下空间设施。相对于城市总体形态而言，呈线性状态分布。如地铁、地下市政设施管线、长距离地下公路隧道等设施。线性地下设施一般分布于城市道路下部，构成城市地下空间形态的基本骨架。没有线性设施的连接，城市地下空间的开发利用在城市总体形态中仅仅是一些散乱分布的点，不可能形成整体的平面轮廓，并且也不会带来很高的总体效益。因此，线性地下空间设施作为连接点状地下设施的纽带，是地下空间形态构成的基本要素和关键，也是与城市地面形态相协调的基础，为城市总体功能运行效率的提高提供了有力的保障。

（3）“面”即由点状和线状地下空间设施组成的较大面积的面状地下空间设施。它主要是由若干点状地下空间设施通过地下联络通道相互连接，并直接与城市中的线性地下空间设施（以地铁为主）连通而形成的一组具有较强的内部联系的面状地下空间设施群。如加拿大蒙特利尔地下城（图3.2）以及我国上海等城市各主要功能区域正在逐步形成和完善具有较大规模的地下空间设施群。

（4）“体”即在城市较大区域范围内由已开发利用的地下空间各分层平面通过各种水平和竖向的连接通道等进行联络而形成的，并与地面功能和形态高度协调的大规模网络化、立体型的城市地下空间体系。立体型的地下空间布局是城市地下空间开发利用的高级阶段，也是城市地下空间开发利用的目标。它能够大规模提高城市容量、拓展城市功能、改善城市生态环境，并为城市集约化的土地利用和城市各项经济社会活动的有序高效运行提供强有力的保障。

3.2.3 城市地下空间布局与城市规划的关系

地下空间的总体布局与城市地面空间的总体布局有着密切的联系。其主要表现在与城市自然环境的关系、与城市用地规划的关系、与城市交通规划的关系以及与土地所有制的关系等几个方面。

1．地下空间布局与城市自然环境的关系

这里的自然条件主要指城市的位置、地形、地质和气候，经过地下空间资源评估工作后，不同质量等级的地下空间资源的分布状况与开发潜力已经明确，一般情况下，地下空间需求比较集中的地区多处在高质量等级的地下空间资源范围内，对地下空间的平面布局和开发强度不会产生不利的影响。如果局部地区有不良地质条件存在，在地下空间平面布局上就应考虑避开。有时地形状况和低层构造也会对地下空间布局有一定影响。例如，有的城市中心区有山体，有的城市土层厚薄不一，这时的地下空间布局就应适应土层和岩层不同介质的情况。关于气候的影响，主要是对处于严寒、酷暑、风沙等不良气候区域的城市，地下空间的布局，很主要的一个出发点是为了改善居民出行条件和使城市活动避开不良气候的影响，如加拿大的蒙特利尔、多伦多，美国的费城、达拉斯等城市以地下步行通道系统为主的地下空间布局就属于这种情况。

2．地下空间布局与城市用地规划的关系

城市用地规划是城市总体规划的重要内容，即对城市各主要功能区的位置、用地面积、占城市建设用地的比例、人均用地指标等，做出明确的布局和规定，包括城市中心区、副中心区、商业区、工业区、居住区、文教区、仓储设施、道路广场、绿地、对外交通（车站、机场、码头等）、市政设施等，沿海城市还有港口用地，有的城市还有特殊用地，如军事设施等。用地规划实际上决定了城市地面空间的总体布局，也在相当大程度上影响地下空间的总体布局，因为除了地下市政设施系统相对独立外，多数地下空间的功能及其布局，都带有从属性质，即基本上与相对应的地面空间功能和布局一致。也就是说，地下空间的功能配置与总体规划不能是孤立的、随意的，只能与地面空间布局（反映在用地规划上）相协调或作为补充，也只有这样才能真正做到城市地面、上部、下部空间的协调发展。

3．地下空间布局与城市路网结构和轨道交通路网规划的关系

路网结构决定了道路地下空间的布局。长期以来，道路地下空间多被市政公用设施的各种管线所占用，虽多为分散直埋，没有形成空间，但却占用了地面以下5～6m开发价值最高的地下空间资源，是一种对资源的浪费，这种状况只有在市政公用设施系统实现大型化、综合化，用综合管线廊道代替分散直埋以后，情况才能有所改善。日本在城市繁华地区干道下开发建设地下商业街，把市政管线组织在统一的结构中，就是这种做法的成功案例。关于与城市轨道交通路网的关系，由于轨道交通路网在中心城范围内多采用地下铁道的方式，这种地下交通空间的布局，包括线路走向、站点设置，自然与轨道交通总体规划相一致，而且从许多大城市的实践经验看，地下交通系统往往形成城市中心地区地下空间的发展轴，不但带动沿线的城市立体化再开发，而且在重要站点形成交通换乘枢纽，并可向周边扩大成综合商业、服务业、停车等功能在一起的大型地下综合体，使地下空间布局丰富多彩，发挥巨大的综合效益。

4．地下空间布局与土地所有制以及政策法规的关系

土地是地下空间的载体，土地的所有制和土地价格对地下空间的布局都会产生影响。例如，在日本的城市中，只有道路、广场、公园的用地为公有，而街区的土地均为私有，如果在私有土地下开发地下空间，应向土地所有者付出高额的土地费，以至大大提高了地下空间的开发成本，甚至使开发成为不可行。这种情况使得日本城市地下公共空间多布局在街道下或广场、公园下，成为日本城市地下空间利用的一大特色。直到2001年，才在法律上得到解决，规定地表以下40m范围内的空间为私有，40m以下改为公有。在中国，地下空间的所有权为国有，但并不等于可以无偿使用，在一定程度上影响了地下空间的开发利用。

3.2.4 城市地下空间功能、结构与形态的关系

3.2.4.1 城市形态与地下空间形态的关系

城市作为一个非平衡的开放系统，其功能与形态的演变总是沿着“无序—有序—新的无序”这样一种螺旋式的演变与发展模式。城市形态演变的动力源于城市“功能—形态”的适应性关系，当城市形态结构适应其功能发展时，能够通过其内部空间结构的自发调整保持自身的暂时稳定；反之，当城市形态与功能发展不相适应时，只有通过打破旧的城市形态并建立新的形态结构以满足城市功能的要求。地下空间形态与城市形态的关系，主要体现在以下几个方面。

1．从属关系

城市地下空间形态始终是城市空间形态结构的一个组成部分，地下空间形态演变的目的是为了与城市形态保持协调发展，使城市形态能够更好地满足城市功能的需求。城市地下空间形态与城市形态的从属关系通过二者的协调发展来体现，当它们能够协调发展时，城市的功能便能够得到极大地发挥，从而体现出较强的集聚效益。

2．制约关系

城市地下空间形态在城市形态的演变过程中，并不单纯体现出消极的从属关系，还体现出一种相互制约的关系，两者之间相互协调、相互制约的辩证发展，促使城市形态趋于最优化以便适应城市功能的要求。

3．对应关系

城市地下空间形态与城市形态的对应关系，是从属关系与制约关系的综合体现，也是两者协调发展的基础。对应关系表现在地上空间与地下空间整体形态上的对应，以及地下空间形态的构成要素分别与城市上部形态结构的对应。此外，城市地下空间还在开发功能和数量上与上部空间相对应，这既是城市地下空间与城市空间的从属、制约关系的综合表现，也是城市作为一个非平衡开放系统，其有序性在城市地下空间子系统中的具体反映。

3.2.4.2 城市地下空间功能、结构与形态的关系

城市地下空间是城市空间的一部分，城市地下空间布局与城市总体布局密切相关。城市地下空间的功能活动，体现在城市地下空间的布局中，把城市的功能、结构与形态作为研究城市地下空间布局的楔入点，有利于把握城市地下空间发展的内涵关系，提高城市地下空间布局的合理性和科学性。

城市是由多种复杂系统所构成的有机体，城市功能是城市存在的本质特征，是城市系统对外部环境作用和秩序的体现。城市地下空间功能是城市功能在地下空间上的具体体现，城市地下空间功能的多元化是城市地下空间产生和发展的基础，是城市功能多元化的条件。但一个城市地下空间的容量是有限的，若不强调城市地下空间功能的分工，势必造成城市地上与地下功能的失调，无法实现解决各种城市问题的目的。

由于城市问题的不断出现，人们为了解决这些问题而寻求的出路之一是城市地下空间的开发利用。因此，城市地下空间功能的演化与城市发展过程密切相关。在工业社会以前，由于城市的规模相对较小，人们对城市环境的要求相对较低，城市交通矛盾不够突出，因此城市地下空间开发利用很少，而且其功能也比较单一。进入工业化社会后，城市规模越来越大，城市的各种矛盾越来越突出，城市地下空间就越来越受到重视，1863年世界第一条地铁在英国伦敦建造，这标志着城市地下空间功能从单一功能向以解决城市交通为主的功能转化。此后世界各地相继建造了地铁来解决城市的交通问题，目前世界上有许多城市修建了地铁线。

城市地下空间结构是城市地下空间主要功能在地下空间形态演化中的物质表现形式，主要指地下空间的发展轴线，它是研究城市地下空间之间的内在联系。

城市地下空间的功能是城市地下空间发展的动力因素，城市地下空间的结构是城市地下空间构成的主体，表现为经济、社会、用地、资源、基础设施等系统结构。政策、体制、机制等因素也应予以重视，从城市地下空间形态的变化也可看到城市发展轨迹的缩影。

城市地下空间的功能和结构之间应保持相互配合、相互促进的关系。一方面，功能的变化往往是结构变化的先导，城市地下空间常因功能上的变化而最终导致结构的变化；另一方面，结构一旦发生变化，又要求有新的功能与之相配合。通过城市地下空间功能、结构和形态的相关性分析，可以进一步理解城市地下空间功能、结构和形态之间相关的影响因素，在总体上力求强化城市地下空间综合功能，完善城市地下空间结构，以创造良好的地下空间形态。

3.2.5 城市地下空间与地面空间的连接

3.2.5.1 城市地下空间与地面空间的连接

作为一个系统的城市地下空间，不是单一层面上的空间构成，而是在空间和时间上有机联系和相互作用的产物，是形态上和功能上复合开发的统一体。城市地下空间开发利用是现代城市的集聚效应和立体化、集约化发展的要求，它揭示了城市发展与地下空间开发之间的内在联系，地下空间开发与城市发展相互依存是地下空间开发的根本规律。现代城市是“人（车）流、物流、价值流、信息流、能量流”五流并举的复杂开放系统，为保障“五流”畅通，城市地下空间发挥了重要的作用。交通设施主要组织人（车）流、物流的循环；公共服务设施则主要组织商业文化价值的流动和人流、物流的静态缓冲；市政设施主要组织信息流的循环；防灾设施则主要作为在发生自然和人为灾害时人流、物流的主要节点。

城市地下空间与城市空间的关联集合强调了地下空间要素与城市空间要素之间的联系或关联。通过对这些联系以及促成这些联系的纽带和途径的各种联系线的分析来挖掘空间要素的组合规律及其动因，即旨在形成一种关联系统或一种网络，从而建立合理有序协调的城市空间秩序。

关联集合秩序的建立可分为两个层次，即物质层面和内在动因层面。在物质层面上，关联集合表现为地下功能要素之间的组织和联系，使彼此孤立的要素之间产生关联；从内在动因看，人流、物流、价值流、信息流、能量流的内在作用将各空间要素联系成为一个整体（图3.3）。

由图3.3可以看出，两个层面上的联系线共同形成一个“集合域”，使得地下功能要素同城市要素形成一种相对稳定的有序结构，从而建立了合理的城市空间秩序。城市地下空间开发的根本目的是通过利用地下空间发挥一定的城市功能，“集合域”作为一种抽象出来的界面，依靠空间的张拉力对空间的各要素进行“整合”，其自身最大的特点就是动态性与黏合性。各个空间要素按照不同的功能组合连接在一起就形成了不同的“集合域”。正是依靠动态的两层空间之间的相互黏合来实现城市地上、地下空间的整体性，避免失落空间的出现。城市地下空间的开发应当实现点、线、面、体的有序结合，采用地上、地面、地下三维立体化的全方位综合开发利用战略。

3.2.5.2 空间连接模式的类型

地下公共服务设施空间与地上城市空间的连接部分是地下结构往地上建筑过渡的空间，也是城市地下空间设计的重点研究内容。根据国内外的优秀案例，在此将地下公共服务设施空间与地上城市空间的连接模式归纳为以下3类。

1．“通道式”连接

“通道式”是指地下公共服务设施空间与地上城市空间的连接由地下通道相连接，通往商业建筑地下室，或是由楼梯、自动扶梯直接进入商业建筑中，这是较为简单的设计手法（图3.4）。“通道式”连接具有明确的交通空间，内部人流容易组织，方向性强，人流通行不受干扰，但是这样的内部空间过于单调和呆板，功能单一，在过渡与衔接、对比与变化以及空间序列与节奏的处理上不够丰富。

2．“开放式”连接

“开放式”连接的实质是内、外空间的相互渗透，既丰富了空间层次，又改善了地下封闭内向的空间环境。一般来说，大型商业建筑尤其是高层建筑常将下沉广场与地下室结合起来处理建筑底部区域，而这类下沉广场也常与地下轨道交通系统连接，使建筑的个体功能成为城市整体功能的一部分，使之形成互动效应。下沉广场是联系上、下部空间的有效手法，广场、绿地的地下空间可以与地铁车站建立良好的连接，解决广场、绿地及其地下空间大量人流的集散问题，或者兴建地下车库，解决周边商业区严重的停车难问题。虽然这种模式稍显复杂且占地较大，但是提高了城市环境质量，增加了城市的休闲空间，代表着城市设计中立体化的发展方向，如美国纽约洛克菲勒中心广场（图3.5）。

3．“网络式”连接

“网络式”连接主要是针对城市中心区和次中心区，以地铁站为催化点，通过多条地下步行道与周围大型商业建筑的地下室连接，形成一个步行商业街的新区域，空间效果好，创造了新的商业界面。具体设计手法是设置地下商业空间直接通向地铁车站，通过引导延伸至大型购物中心的地下层，实现交通疏散，使交通和商业互惠互利，形成辐射力很强的地下综合体。“网络式”连接在日本、欧美国家都有很多成功案例，尤其是当城市发展到一定阶段，各种矛盾已经相当尖锐的情况下，非常有必要考虑这种连接模式。但是这种模式也存在一些缺点，如大型地下购物中心的封闭性限制了采光、通风等条件，人们在里面行走多时容易产生心理障碍和方向不明的感觉，另外出入口的设计也是需要重点考虑的问题。例如，上海地铁1号线经过的徐家汇商业中心与地铁车站相连的地下商业街将东方商厦、太平洋百货、第六百货商店连接起来，并利用地铁折返线与地面的空间，形成了大型地下商场，给人们创造了不受外界干扰的舒适购物环境。

通过对空间连接模式类型的归纳得知，成功的地下公共服务设施空间与地上城市空间的连接除了要满足人们的交通集散功能外，还扮演着具备各种不同功能（如购物、休闲、文化等）的角色。

3.2.5.3 连接模式适用性分析

由于地下公共服务设施空间与地上城市空间的矛盾相当明显，“网络式”连接模式在此显得非常有必要。将人流与商业转至地下，以地铁站为辐射点，结合地面大型商场向下扩张形成网络化地下商业中心，为避免地下环境的不利因素，设置一些小型公共休闲区作为商业小节点对地面环境进行补充。此举不但有效缓解十字路口拥堵的现状，更有利于整合该区域形成一体化的商业体系，使人们享受“一站式”消费的乐趣。对于相隔较远的商业建筑，如香港的铜锣湾购物中心、北京的王府井商厦可采用“通道式”连接模式，在通道连接的处理时可以在端部把节点放大，设小广场与出入梯段直接连通，在简明性的通道中避免单调。此外，长沙市的五一绿化广场是商业区中比较少见的绿色场所（图3.6），借鉴“开放式”连接，配合地铁出入口的建设，将城市景观、自然景色引入地下，为地下商业空间指明人流导向，给人内外交融、相互渗透的感觉，使广场与建筑、城市的默契配合成为地下公共服务设施空间与地上城市空间连接的较好效果。

3.2.5.4 地下空间与地面空间连接的空间策略

基于站点适用性模式分析，地下公共服务设施空间与地上城市空间连接的要点在于营造“节点式网络化”的地下商业空间，在城市中心区域的地下形成地下商业中心，不同的商业建筑延伸至地下形成各有特色的商业节点，针对今后地下公共服务设施空间与地上城市空间连接的实际情况提出以下新的思路：

（1）模糊商业形态和交通的界限。例如，一些大型的购物中心由于与地铁站的距离较近，可以将站点空间与商业建筑的地下层完美地结合在一起，甚至可以把商业的建筑形态和空间效果运用到连接空间去，形成商业建筑与轨道交通交融在一起的氛围。

（2）创造脱离机动车的步行网络。规划时要充分考虑步行者享用地铁的优先权，构建立体化人行网络系统，同时整合现有静态交通规划，优化城市结构。

（3）创造脱离城市喧嚣的购物氛围。通过移植绿化、人工模拟自然光、调节空气的温湿度等智能措施引入多种自然因素，从本质上提高购物环境质量，环境处理可点缀雕塑、水景，并运用其独有的灯光效果，塑造安全、休闲、富有人情味的商业空间。

鉴于地下公共服务设施空间与地上城市空间的连接是一种特殊形态的结合，相关部门在制定城市地下空间规划时首先要明确地下公共设施和周围商业建筑的关系，更多地考虑城市发展、土地利用规划和现有建筑物的规划。商业建筑需结合城市地下空间规划进行改造，根据各节点不同的功能定位，采取多种模式并举开发，成为城市枢纽型商业。地下公共服务设施空间与地上城市空间融合在一起的设计思路是未来的发展趋势。只有将城市地下空间整体发展战略与城市发展战略相协调，才能最大限度地发挥城市地下空间在城市发展中的重要作用，合理诱导城市商业空间的更新改造，从而促进地区发展战略目标的实现。

3.2.6 城市地下空间总体布局的特点

地下空间规划的总体布局与地面总体规划布局有很大的联动性。但是，地下空间开发利用的功能、规模和容量与地上不同，具有一定特殊性。如目前地下空间资源的开发建设大都以“点状集中式开发”为主，逐步形成“线状、网络状”的建设时序，开发强度大、容量有限，相对于城市地表的成片开发建设来说，地下空间开发建设的内容和形式并不与地上空间完全对应，功能结构也有差别。所以，地下空间规划既要与城市规划密切结合，又具有一定的专业技术独立性。

城市地下空间总体布局是城市社会经济和技术条件、城市发展历史和文化、城市各类矛盾的解决方式等众多因素的综合表现。因此，城市地下空间总体布局要力求合理、科学，能够切实反映城市发展中的各种实际问题，并予以恰当解决。当然，城市地下空间布局受到社会经济等历史条件和人的认识能力的局限。同时地下空间开发利用相对滞后于地上空间，因此，随着城市建设水平的不断提高，人们对城市地下空间作用认识的不断加深，对城市地下空间布局也将不断改变和完善。所以，在确定城市地下空间布局时，应充分考虑城市的发展和人们对城市地下空间开发利用认识的提高，为以后的发展充分留有余地，即对城市地下空间资源要进行保护性开发，在城市规划中常称为“弹性”。