关于城市地下空间环境设计的探讨

【摘要】地下空间的开发利用已越来越受到人们的重视，地下空间的环境设计是地下空间开发利用中非常重要的一个环节。文章分析了城市地下空间环境设计中重点需要注意的问题，论述了地下公共空间环境设计的基本要求，并提出具体的设计方法与途径。

【关键词】城市；地下空间；环境设计

Abstract] The development and utilization of underground space have been paid more and more attention by people. The environment design of underground space is a very important part of the development and utilization of underground space in. This paper is based on the analysis of the city underground space environment design highlights the need to pay attention to the problem and discusses the basic requirements for environment design of underground public space, and puts forward the concrete design method and way.

[keyword] city; underground space; environmental design

中图分类号： B82-058文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

一、引言

地下空间是一种宝贵的自然资源，世界各国都在对它进行有序、合理、经济、高效地开发与利用，并已取得了很大的成就，积累了丰富的经验。实践证明地下空间资源的开发与利用已成为人类摆脱发展进程中新的生存空间危机，解决城市用地不足、交通拥挤、环境污染、防灾抗毁、空间饱和等难题，走可持续发展道路不可或缺的重要途径。

城市地下空间的开发利用是一个复杂的系统工程，涉及到许多方面，其中，城市地下空间的环境设计就是一个重要的环节。

二、城市地下空间环境设计中重点需注意的问题

地下空间是位于地表以下，在地层内部由长度、宽度、高度所给出的三维空间。地下空间与地面空间相比，地下空间的环境设计本身就存在着较难克服的劣势，如地下空间单一的环境易对人的生理与心理产生不良影响，又如地下空间密闭的环境使得消防与疏散极难组织等等。另外，地下空间与地面空间的环境设计也存在若干相似之处，如在设计过程中应立足地方社会经济条件，充分考虑人的因素，顺应地方自然环境，结合地方文化特色，塑造可识别的、安全的、富有个性特色的空间环境。以下就地下空间环境设计重点需要注意的几个问题展开讨论。

（一）生理环境问题

地下空间缺乏自然空间，它只存在建筑内部空间，缺乏人与大自然相互“对话”的机会，因此，地下空间具有相对单一的环境特点，而由此产生的内部环境与地面环境也有所不同，地面环境中空气尘埃、交通工具噪声以及温度随气候变化的幅度等，在地下空间中影响不大，而在地面环境中不太严重的问题，如CO浓度、 菌类的含量、放射性物质氡气的含量、空气湿度和异臭、多种挥发性有机化合物的浓度等，在地下空间却严重起来。郑世英等人在2003年曾对某半密闭环境空气质量及受试人员血液指标进行了为期6天的监测，结果发现，受低气温、高湿度、阴暗环境及通风不良等因素的影响，受试人员普遍出现不同程度的自觉症状。由此可见，自然状态下的地下空间环境对人体生理存在一定的影响。

（二）安全防火问题

在地下建筑中，火灾是一种最主要的内部灾害。 引起火灾的原因是多方面的， 无论是设计问题、设备问题还是管理问题都可能引发火灾，火灾一旦发生，机械通风系统很容易发生故障，致使封闭的地下空间在火灾时难以保持正常的空气质量，加之封闭空间中物质的不充分燃烧，易造成浓烟且不易排出，浓烟是造成火灾中人员死亡的主要原因。同时，火灾时封闭空间中产生的非正常空气压也减小了建筑材料的耐火能力。而地下建筑大多无窗，火灾时消防人员从外部无法看到火情，也无法通过窗口进入地下建筑室内，造成从外部灭火的困难。

（三）应急疏散问题

地下建筑封闭无窗的特点，加之建筑的布局模式、空间组织方式与出入口系统不为人们所熟知，因而在紧急情况发生时会导致人们疏散时间的加长，同时心理上的惊恐程度与混乱程度都要比地面建筑中严重得多；由于人员的疏散是自下而上垂直上行的，这比一般建筑向下疏散要费力得多，不可避免地会降低疏散速度，此外，地下建筑中人员疏散的方向与内部的烟和热气流的自然流动的方向一致，也给疏散带来很大困难。

三、城市地下公共空间环境设计的基本要求与方法

（一）满足人的生理与心理需求

我国以往对地下空间环境问题的解决主要集中在生理环境上，认为只要使地下空间的物理环境达到地面建筑空间的使用标准，就可以满足使用要求了，这是长期以来认识上的误区。当然，生理需求是第一位的，只是不能简单地割裂二者之间的关系。人是环境设计中的人，对环境的生理和心理需求是同步的，即“地下空间环境—人体生理—人体心理”是一个整体。本文从以下几点谈谈地下空间环境设计中如何满足人的生理与心理需求：

1、提供良好的空气品质与通风条件

人体对空气环境的要求有清洁度、舒适的电化学性能、合适的温度湿度和恰当的气流速度等。地下空间中也不例外，由于其特有的密闭性而使通风显得尤为重要。对于具体工程应结合应用要求，综合采用各种通风及洁净空气的辅助设施，保证地下公共空间的空气品质，满足人体健康舒适的要求。

2、提供自然景观环境

地下空间中单一、沉闷的气氛，容易使人产生与世隔绝的感觉，令人紧张甚至恐惧。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，在地下空间的室内设计中，把自然界的景物恰当引入室内，可以大大消除人们的心理障碍。具体可通过以下两种方法营造地下空间自然景观环境，一种是用天窗、侧窗等因借外部自然景观，另一种则是将绿化、流水等自然景观直接引入地下。另外，在地下公共空间的设计中，也可适当引入大自然的环境声，如水声、鸟声等。

3、提供有助于辨明方位的环境信息

有研究表明，在地下商业环境中，影响心理环境形成的三个最重要的评价因素为：方位感、安全感与舒适感。而空间方位感的创造是形成良好心理环境的基础，它的好坏直接或间接地影响着安全感与舒适感的形成。因此，通过各种方法提高地下空间的方向辨别性是满足人的心理需求的有效途径。一般可通过设置标识系统、同步影射地面信息、加强建筑空间秩序组织以及适当的建筑装饰等方法建立完整的环境信息体系。

（二）满足安全疏散的要求

人们在地下空间环境中担心自己的安全是地下空间环境心理的一个重要方面。在上述讨论中所建议的提供良好的空气品质与通风条件、提供自然景观环境等，同时从心理层面也起到了增加安全感的作用，可以看出，地下空间各要素之间的相互影响是一个有机的整体。本节着重从物质层面补充说明地下公共空间环境设计的安全防火与应急疏散要求。

1、安全防火

由于地下空间一旦发生火灾，很难从外部施救，因此地下空间的消防应立足于防消结合、以防为主、以自救为主的基本方针，这就给其自身的空间环境设计提出了很高的要求，具体有：杜绝火源发生、注重材料选择、便于组织疏散等等。就拿材料选择来说，内部装修应采用不可燃或不易燃的材料，采光天窗则可采用易熔材料，火灾发生时，能及时熔化，方便浓烟排出。

2、应急疏散

一般正常的地下建筑安全疏散首先是将火灾现场的人员疏散到安全的临时避难空间，然后再将人们通过水平和垂直方向的通道引向室外。但实际上在地下建筑中，当紧急情况发生时，人们一般不会立即知道如何离开建筑物，这需要一段反应的时间，它包括寻找信息和作出决定。某种程度上，由于人们看不到紧急情况发生的证据，而且对建筑物也不熟悉，所以他们更可能的是继续寻找信息，并延误疏散。因此在火灾发生时，最重要的是以最快的速度感知、判明和发出警报，并使所有在场的人员都能听到警报，并明确安全疏散的最佳路线，保证以最快的速度撤离地下空间，到达室外安全地点。

为实现上述目的，地下建筑的内部空间组织首先应易于理解，易于理解的空间系统就意味着地下建筑的布局要尽可能的简单、清晰、平面规整、划一，避免过多的曲折；内部空间完整易辨识，减少不必要的变化和高低错落；通道网络简单、直捷，在主要通道的交汇点处可将空间放大，即丰富了空间，又方便人们识路，对于防灾疏散也很有利。如果能结合天然采光的下沉广场组织通道，对疏散则更为有利。其次，地下公共空间应设置完整的警报系统，并提供一套包括招牌、应急灯以及声音等引导疏散的标识体系。最后，还应合理地设置出入口。出入口对于人员安全疏散和安全脱离火灾环境是十分重要的，它包括直通室外地面空间的出口和两个防火分区间的连通口。安全出口应有足够的数量并保证足够的宽度。安全出口应均匀布置，使每个出口所服务的面积大致相等，以防止在某些出口处人流过分集中，发生堵塞；安全出口的宽度应与所服务的面积上最大人流密度相适应，以保证人流在安全允许的时间内全部通过。

四、结语

城市地下公共空间的环境设计是牵涉到多领域、多学科的系统工程，其设计方法与途径也需要我们不断地探索，本文只是初步探索了其中的部分内容，系统的城市地下公共空间环境设计理论还需进一步研究与完善。

【参考文献】

[1]童林旭.地下空间与现代化城市发展[M].北京:中国建筑工业出版社.2005.

[2]叶四桥， 陈洪凯.地下空间开发利用中的几个环境问题[J].地下空间.2002，22(2):168-171.