地下建筑规划与设计2课件.ppt
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- 地下 建筑 规划 设计 课件
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1、2022-8-111/61 主讲人:陈海明主讲人:陈海明 博士博士安徽理工大学.土木与建筑学院2009年9月9日2022-8-112/612022-8-113/612.1 地下空间开发的优势地下空间开发的优势 2.2 地下空间的缺陷地下空间的缺陷2.3 地下空间的立法问题地下空间的立法问题2022-8-114/61C 2.1 地下空间开发的优势地下空间开发的优势 2.2 地下空间的缺陷地下空间的缺陷 2.3 地下空间的立法问题地下空间的立法问题2022-8-115/612.1 地下空间开发的优势地下空间开发的优势2.1.1 地理位置优势地理位置优势2.1.2 气候优势气候优势2.1.3 防护优
2、势防护优势2.1.4 保存优势保存优势2.1.5 规划优势规划优势2.1.6 综合效益优势综合效益优势2022-8-116/612.1 地下空间开发的优势地下空间开发的优势C 2.1.1 地理位置优势地理位置优势 2.1.2 气候优势气候优势 2.1.3 防护优势防护优势 2.1.4 保存优势保存优势 2.1.5 规划优势规划优势 2.1.6 综合效益优势综合效益优势2022-8-117/612.1.1 地理位置优势地理位置优势 土地资源制约着城市的发展,城市用地规模扩大,发展速土地资源制约着城市的发展,城市用地规模扩大,发展速度过快,势必占用大量土地,使农业用地缩减,引起严重的度过快,势必占
3、用大量土地,使农业用地缩减,引起严重的社会问题。人们赖以生存的土地所能养活的人口已日趋极限,社会问题。人们赖以生存的土地所能养活的人口已日趋极限,城市的生存空间受到威胁,城市用地已显得更为宝贵。城市城市的生存空间受到威胁,城市用地已显得更为宝贵。城市不能无限制地蔓延扩张,只能走不能无限制地蔓延扩张,只能走内涵式集约内涵式集约发展的道路。开发展的道路。开发利用城市地下空间是保护耕地缓解城市用地紧张的有效措发利用城市地下空间是保护耕地缓解城市用地紧张的有效措施。施。2022-8-118/612.1.1 地理位置优势地理位置优势 中国进入了快速城市化时期,中国进入了快速城市化时期,2004年我国城市
4、化水平达到年我国城市化水平达到41.8%,较,较1978年增加了年增加了26个百分点。相应地,城市用地规个百分点。相应地,城市用地规模不断增长,模不断增长,1985-2000年我国城市建成区用地年均扩展速度年我国城市建成区用地年均扩展速度为为850km2。国土资源部日前(国土资源部日前(06年年4月月11日)公布的日)公布的2005年度全国土地年度全国土地利用变更调查结果显示,我国人均耕地面积由利用变更调查结果显示,我国人均耕地面积由2004年的年的1.41亩进一步减少到亩进一步减少到1.4亩,仅为世界平均水平的亩,仅为世界平均水平的40%。2022-8-119/612.1.1 地理位置优势地
5、理位置优势地下建筑结构的位置优势,包括建筑在靠近已存地下建筑结构的位置优势,包括建筑在靠近已存 在的设施或在其他地区规划建设的能力。在的设施或在其他地区规划建设的能力。对于某些工程,一些必需设施位置也许要预留,对于某些工程,一些必需设施位置也许要预留,这就要求考虑设施的形式、地面限制和预建地下建这就要求考虑设施的形式、地面限制和预建地下建筑。筑。2022-8-1110/61荷兰鹿特丹的布拉克车站,在与地面荷兰鹿特丹的布拉克车站,在与地面高速公路、河流相交处采用了地下结构高速公路、河流相交处采用了地下结构2022-8-1111/612.1.1 地理位置优势地理位置优势在一个城市或市区里决定建造一
6、个建筑物也许受在一个城市或市区里决定建造一个建筑物也许受一定形态和位置的影响,这也许会转化为增加支付一定形态和位置的影响,这也许会转化为增加支付额外商业位置费用。额外商业位置费用。例如,如果为了一个商业位置,允许高额建设费,例如,如果为了一个商业位置,允许高额建设费,那么地下建筑也许是可以接受的,否则不得不将商那么地下建筑也许是可以接受的,否则不得不将商业建筑放在远离市中心的地方。业建筑放在远离市中心的地方。2022-8-1112/612.1.1 地理位置优势地理位置优势许多建筑结构不得不建筑在地下,还要考虑地形、许多建筑结构不得不建筑在地下,还要考虑地形、地貌的原因,像高速铁路、高速公路遇到
7、山脉的时地貌的原因,像高速铁路、高速公路遇到山脉的时候,为了把路线尽量拉直,隧道是必不可少的。候,为了把路线尽量拉直,隧道是必不可少的。例如:例如:我国最长的公路隧道我国最长的公路隧道秦岭隧道;秦岭隧道;我国最长的铁路隧道我国最长的铁路隧道乌鞘岭隧道;乌鞘岭隧道;等等等等2022-8-1113/61秦岭终南山隧道,全长秦岭终南山隧道,全长18.4km,15min穿越秦岭,世界第二。穿越秦岭,世界第二。2022-8-1114/61乌鞘岭隧道,全长乌鞘岭隧道,全长20.05km,亚洲最,亚洲最长。穿越了制约中西部经济腾飞的长。穿越了制约中西部经济腾飞的“瓶瓶颈颈”乌鞘岭。乌鞘岭。2022-8-11
8、15/612.1.1 地理位置优势地理位置优势目前,世界各地大城市,古建筑改造、文化保护工程目前,世界各地大城市,古建筑改造、文化保护工程均体现了地下空间的优势。另外在地面空间无法选择的均体现了地下空间的优势。另外在地面空间无法选择的时候,地下成为物流最具效率和效益且又能提供扩展功时候,地下成为物流最具效率和效益且又能提供扩展功能的唯一场所。能的唯一场所。例如,瑞典斯德哥尔摩皇家图书馆的地下扩展工程,例如,瑞典斯德哥尔摩皇家图书馆的地下扩展工程,法国巴黎卢浮官地下扩展工程,法国巴黎拉法国巴黎卢浮官地下扩展工程,法国巴黎拉德方斯城市德方斯城市中心改造工程,巴黎民族广场下面多水平交通运输设施,中心
9、改造工程,巴黎民族广场下面多水平交通运输设施,东京地铁饭田桥车站地下工程就是地下空间利用的典型。东京地铁饭田桥车站地下工程就是地下空间利用的典型。2022-8-1116/61瑞典斯德哥尔摩皇家图书馆,瑞典斯德哥尔摩皇家图书馆,1992-1997年图书馆馆舍进行了大年图书馆馆舍进行了大规模改扩建,完成两个地下书库,每个规模改扩建,完成两个地下书库,每个9,000m2。2022-8-1117/61东京地铁饭田桥车站,东京地铁饭田桥车站,4条路条路线地下铁相通之处线地下铁相通之处2022-8-1118/61南京玄武湖隧道工程,全长约南京玄武湖隧道工程,全长约2.66km,总宽度为,总宽度为32m,为
10、双向六车道,为双向六车道,单洞净宽为单洞净宽为13.6m,通行净高为,通行净高为4.5m。隧道穿过玄武湖、古城墙和中。隧道穿过玄武湖、古城墙和中央路,到达芦席营路口后在南京化工大学附近出地面。是该市讫今为央路,到达芦席营路口后在南京化工大学附近出地面。是该市讫今为止市政工程建设史上工程规模最大、建设标准最高、项目投资最多、止市政工程建设史上工程规模最大、建设标准最高、项目投资最多、施工技术工艺最为复杂的现代化大型隧道工程。中国市政工程金杯奖。施工技术工艺最为复杂的现代化大型隧道工程。中国市政工程金杯奖。2022-8-1119/612.1 地下空间开发的优势地下空间开发的优势 2.1.1 地理位
11、置优势地理位置优势C 2.1.2 气候优势气候优势 2.1.3 防护优势防护优势 2.1.4 保存优势保存优势 2.1.5 规划优势规划优势 2.1.6 综合效益优势综合效益优势2022-8-1120/612.1.2 气候优势气候优势 在世界大多数地区,在土壤和岩石中,与地面环境下的温在世界大多数地区,在土壤和岩石中,与地面环境下的温度相比,在度相比,在500m深度以内的温度表现为一个中等热量环境。深度以内的温度表现为一个中等热量环境。地下环境的气候优势:地下环境的气候优势:1.减少热量损失;减少热量损失;2.在热气候下,可以避免来自外部(辐射和传导)的热影响;在热气候下,可以避免来自外部(辐
12、射和传导)的热影响;3.在热气候条件下,接触土壤后冷却是可能的;在热气候条件下,接触土壤后冷却是可能的;4.减少调节空气流通的能量需求。减少调节空气流通的能量需求。u 温度(热量)温度(热量)2022-8-1121/612.1.2 气候优势气候优势 地下结构能够免于飓风、旋风、雷暴、冰雹和其他自然灾地下结构能够免于飓风、旋风、雷暴、冰雹和其他自然灾害。害。最易受到恶劣天气影响的地下结构部分仅仅是结构通道口最易受到恶劣天气影响的地下结构部分仅仅是结构通道口处或者观测口。处或者观测口。地下结构也能阻止由于洪水产生的结构破坏。地下结构也能阻止由于洪水产生的结构破坏。v 能经得住严峻的气候的考验能经得
13、住严峻的气候的考验2022-8-1122/612.1.2 气候优势气候优势 地下结构提供了一个免于外部火灾的自然保护;地下结构提供了一个免于外部火灾的自然保护;虽然通道口是最易受到水灾影响的部分,但是地下结构是虽然通道口是最易受到水灾影响的部分,但是地下结构是不易燃烧的,它能提供一个极好的隔热结构;不易燃烧的,它能提供一个极好的隔热结构;在地震或战时多灾时期,市内火灾是一个重要灾害,而地在地震或战时多灾时期,市内火灾是一个重要灾害,而地下空间是相当比较安全的场所。下空间是相当比较安全的场所。w 防火防火2022-8-1123/612.1.2 气候优势气候优势1.在地面,由于表面波的出现,地震时
14、放大了地面震动;在地面,由于表面波的出现,地震时放大了地面震动;2.地下结构地下结构 由于其位置低,又有周围地层的围护作用,地层由于其位置低,又有周围地层的围护作用,地层限制了地下建筑结构受到同地面一起震动的幅度,抗震能限制了地下建筑结构受到同地面一起震动的幅度,抗震能力较强。力较强。x 抗震能力强抗震能力强2022-8-1124/611995年日本神户大地震,地上建筑比地下建筑对地震更敏感:年日本神户大地震,地上建筑比地下建筑对地震更敏感:神户市政厅大楼遭到很大破坏而位于它下面的地下商场却安神户市政厅大楼遭到很大破坏而位于它下面的地下商场却安然无恙。然无恙。2022-8-1125/612.1
15、 地下空间开发的优势地下空间开发的优势 2.1.1 地理位置优势地理位置优势 2.1.2 气候优势气候优势 C 2.1.3 防护优势防护优势 2.1.4 保存优势保存优势 2.1.5 规划优势规划优势 2.1.6 综合效益优势综合效益优势2022-8-1126/612.1.3 防护优势防护优势1.降噪:降噪:即使少量的土层覆盖物对于阻止空气传播噪音都是即使少量的土层覆盖物对于阻止空气传播噪音都是非常有效的。非常有效的。2.抗震:抗震:随着地下深度和离震源的距离的增大,震动级别将随着地下深度和离震源的距离的增大,震动级别将迅速减小。迅速减小。3.抗爆:抗爆:地层吸收颤动和震动能量的效果是很好的。
16、地层吸收颤动和震动能量的效果是很好的。4.防辐射微尘:防辐射微尘:辐射微尘由辐射尘粒组成,它伴随释放的辐辐射微尘由辐射尘粒组成,它伴随释放的辐射进入空气中,并落在其他物体表面或地面。射进入空气中,并落在其他物体表面或地面。5.防工业事故:防工业事故:如有毒化学品爆炸、泄露。地下结构在紧急如有毒化学品爆炸、泄露。地下结构在紧急情况下是最有价值的分担防护设施,可以过滤污染的空气。情况下是最有价值的分担防护设施,可以过滤污染的空气。2022-8-1127/612.1 地下空间开发的优势地下空间开发的优势 2.1.1 地理位置优势地理位置优势 2.1.2 气候优势气候优势 2.1.3 防护优势防护优势
17、C 2.1.4 保存优势保存优势 2.1.5 规划优势规划优势 2.1.6 综合效益优势综合效益优势2022-8-1128/612.1.4 保存优势保存优势1.美观美观 视觉印象:地下结构很少有视觉冲突。视觉印象:地下结构很少有视觉冲突。郑州最雷的右转道郑州最雷的右转道:该车道位于未来路该车道位于未来路与纬五路交叉口与纬五路交叉口,多根电线杆立在,多根电线杆立在唯一的右转道上,唯一的右转道上,车辆右转只能走上车辆右转只能走上左拐道。左拐道。2022-8-1129/61地上停车场和地下地上停车场和地下停车场停车场2022-8-1130/612.1.4 保存优势保存优势1.美观美观 视觉印象:地下
18、结构很少有视觉冲突。视觉印象:地下结构很少有视觉冲突。室内特性:地下结构能够提供与地面结构相比不同的内室内特性:地下结构能够提供与地面结构相比不同的内在特性。世界上许多国家都已经开发了地下休闲场所,在特性。世界上许多国家都已经开发了地下休闲场所,使人们在一个安静的环境中放松自己。使人们在一个安静的环境中放松自己。地下建筑与地下自然融合的典范:地下建筑与地下自然融合的典范:挪威哥吉维克奥林匹克山大厅挪威哥吉维克奥林匹克山大厅芬兰地下游泳池芬兰地下游泳池芬兰地下滑冰场大厅芬兰地下滑冰场大厅芬兰赫尔辛基岩石中的地下教堂芬兰赫尔辛基岩石中的地下教堂2022-8-1131/612.1.4 保存优势保存优
19、势1.美观美观2.环境环境 节约土地:有利于当地环境与自然土地的保护。节约土地:有利于当地环境与自然土地的保护。生态保护:地下结构保护自然植被,对生态圈损害较少。生态保护:地下结构保护自然植被,对生态圈损害较少。降雨保持:保留地表的结果是降雨得到过滤,地下水得降雨保持:保留地表的结果是降雨得到过滤,地下水得到补给,地面水流失量减少。到补给,地面水流失量减少。2022-8-1132/612.1 地下空间开发的优势地下空间开发的优势 2.1.1 地理位置优势地理位置优势 2.1.2 气候优势气候优势 2.1.3 防护优势防护优势 2.1.4 保存优势保存优势C 2.1.5 规划优势规划优势 2.1
20、.6 综合效益优势综合效益优势2022-8-1133/612.1.5 规划优势规划优势 在地下空间规划时,在地质条件、费用和土地使用权限允在地下空间规划时,在地质条件、费用和土地使用权限允许以内,可以对地下空间进行分成设计,可以利用二维和许以内,可以对地下空间进行分成设计,可以利用二维和三维系统资料进行设计。三维系统资料进行设计。不同功能的地下设施应该分布在地下二维和三维空间中。不同功能的地下设施应该分布在地下二维和三维空间中。在丘陵地带,采用地下建筑,交通和功能隧道不受地形限在丘陵地带,采用地下建筑,交通和功能隧道不受地形限制。制。2022-8-1134/612.1 地下空间开发的优势地下空
21、间开发的优势 2.1.1 地理位置优势地理位置优势 2.1.2 气候优势气候优势 2.1.3 防护优势防护优势 2.1.4 保存优势保存优势 2.1.5 规划优势规划优势C 2.1.6 综合效益优势综合效益优势2022-8-1135/612.1.6 综合效益优势综合效益优势1.节约初期投资:节约初期投资:节省用于购买土地的成本节省用于购买土地的成本2.节约建设费用:节约建设费用:地下结构建设成本一般高于地面结构,在地下结构建设成本一般高于地面结构,在一些地质环境、设施规模和设施形式上,地下施工可能提一些地质环境、设施规模和设施形式上,地下施工可能提供直接的节约,如在北欧修建的地下石油储备库。供
22、直接的节约,如在北欧修建的地下石油储备库。3.降低运营与维修成本:降低运营与维修成本:地下结构物被隔离出来,可能有一地下结构物被隔离出来,可能有一个低的维修费用。温度变化、紫外线、冻融破坏、污染等个低的维修费用。温度变化、紫外线、冻融破坏、污染等对地下结构影响较小,地下结构腐蚀老化的速度可能较慢。对地下结构影响较小,地下结构腐蚀老化的速度可能较慢。2022-8-1136/61 2.1 地下空间开发的优势地下空间开发的优势 C 2.2 地下空间的缺陷地下空间的缺陷 2.3 地下空间的立法问题地下空间的立法问题2022-8-1137/612.2 地下空间的缺陷地下空间的缺陷受地质条件影响大:受地质
23、条件影响大:地下建筑与地下的地质环境之间有一个较大的相互作用;地下建筑与地下的地质环境之间有一个较大的相互作用;地下结构施工前,对地质条件进行准确预报是困难的,每地下结构施工前,对地质条件进行准确预报是困难的,每一个掘进循环都有不定性因素;一个掘进循环都有不定性因素;在主要江河系统的河口地区进行地下施工,世界各地城市在主要江河系统的河口地区进行地下施工,世界各地城市都遇到过许多不好的地质条件。都遇到过许多不好的地质条件。2022-8-1138/612.2 地下空间的缺陷地下空间的缺陷地下建筑的隔离对一定形式的设施可能产生热量劣势地下建筑的隔离对一定形式的设施可能产生热量劣势地面渗水、地下涌水较
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