綠色生態建筑視域下城市地下空間開發利用

文/深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司 王海濱

0 引言

隨著城市化進程不斷加快，現代建筑與公共基礎設施規模日益擴大，城市可利用空間逐步縮小、破壞自然資源、無限度掠奪能源等問題逐漸顯現。綠色生態建筑融合建筑學與生態學理念，以高技術、低能耗、低污染、高附加值為目標，依托天然條件與現代技術手段踐行可持續發展理念。

1 綠色生態建筑概念與設計原則

1.1 綠色生態建筑概念

綠色生態建筑主要是指在建筑規劃設計中融入生態學原理，依據自然地理位置、區域生態環境等因素進行建筑空間布局，利用自然資源與現代技術手段創造出可滿足人們日常生活、生產的空間環境，并在此過程中最大限度減少對自然資源的破壞與能源的過度開發，構建人、建筑與生態之間的和諧統一關系。綠色生態建筑的設計目標即為利用現代技術手段降低城市空間規劃設計過程中的能耗與污染，提升建筑空間設計附加價值，依托以人為本理念，實現可持續發展目標。

1.2 基本設計原則

1）以人為本 要求建筑空間設計與利用務必滿足現代人生產、生活所需，發揮建筑空間環境的利用價值。

2）節能 依托綠色設計理念與技術降低建筑能耗，積極利用太陽能、風能、潮汐能等新型能源，構建高效率、低能耗的建筑循環體，保持整體空間與生態系統的穩定性。

3）環保 應切合自然生態環境特點進行建筑開發規模、類型、構造形式設計，確保空間開發和建筑設計與自然環境相協調，避免在空間開發利用與建筑投入使用過程中破壞自然生態系統[1]。

4）循環利用 采用清潔能源與可循環建筑材料，盡可能在現有空間、建筑結構基礎上進行改造更新，避免無意義的過度消耗與浪費，注重對空間開發利用過程中產生的建筑垃圾、廢水、余熱等進行循環利用與合理開發。

2 綠色生態建筑視域下開發利用策略

2.1 堅持以人為本原則，優化地下空間形態布局

綠色生態建筑的核心是在保護自然環境的基礎上創造出滿足人們生活、生產所需的空間環境，堅持“以人為本”原則最大限度迎合人的需求。而城市地下空間的開發涵蓋空間環境、物理環境、視覺心理環境等不同層面內容，如何實現地下建筑綜合體、地鐵站、地下商業街等建筑的合理有序布置與設計成為當前亟待解決的問題。

1）注重對建筑空間形態、建筑結構布局的設計，實現地下建筑使用功能與視覺心理功能的雙重建設。例如在進行地下空間結構設計時，應注重地下與地上空間的過渡設計，確保兩種空間結構良好銜接，依據地下空間形態與層次感進行空間序列、方向的安排，同時配合室內環境設計技術進行空間分割、裝飾色彩、燈光照明等視覺心理環境的設計，合理利用自然光源進行照明系統建設，并采用園林技術進行地下空間綠化設計，兼顧地下空間建筑結構、審美需求、生態環境等要素。

2）關注人的生理需求，強化地下空間設計帶給人的舒適感，消除對人身體健康造成的影響。例如從空氣質量角度，應合理進行地下空間通風設計，配合空調、循環設備等加強建筑內部溫濕度控制，嚴格控制CO、CO2、Rn濃度及有害化學物質含量，確保空氣質量符合標準，并提高地下空間空氣負離子濃度。從光環境設計角度，注重進行地上、地下空間的合理過渡與銜接，采用采光頂、下沉式廣場、地下庭院等建筑設計措施保障地下環境采光度，同時配合光導管系統打造地下光環境，滿足地下空間正常采光需求。從聲環境設計角度，注重依據聲學要求進行建筑功能設計，引入噪聲控制設備、混響器等，以塑造良好的地下聲環境[2]。

3）注重建筑材料的科學選取，采用如液體壁紙、軟石地板等無污染、無輻射、成本低的新型綠色建筑材料，減少建筑裝修過程中產生的有害氣體與化學物質，兼顧人身體健康與建筑成本效益的平衡。同時，應秉持人文關懷原則進行建筑無障礙設施設計，以滿足老年人、兒童、殘疾人等群體的生活需求。此外考慮到地下空間形態的特殊性，還需注重加強防火、防水、防爆設計，應用防火、防水型建筑材料，配備滅火器與監測、報警等設備，提升地下空間與建筑的安全性。

2.2 樹立節能環保理念，合理規劃開發技術手段

在樹立以人為本的城市地下空間開發利用理念的基礎上，應當圍繞綠色建筑的節能環保要求進行開發設計技術手段的規劃，合理利用自然資源與新型能源創造節能環保的地下空間綜合體。

1）依據地下建筑所處區位因素、地勢地形等特點進行建筑布局及朝向的合理設計，例如可采用半地下掩土式建筑結構，在建筑東南向設置大面積玻璃采光窗，還可采用玻璃穹頂的地下中庭、玻璃采風廊等建筑形式，充分利用太陽能取暖、采光，并在建筑外部裝設遮陽板、種植落葉植物等，實現對太陽輻射熱的有效調節與合理利用。

2）利用環保建筑材料或新型技術手段進行地下建筑保溫、采光、通風等設計，例如采用聚苯乙烯泡沫板、巖棉板等保溫材料作為建筑墻面隔熱層，利用熱交換器回收建筑室內余熱，采用光纖傳導技術向建筑室內輸送自然光線等，還可利用VAV變風量控制系統進行室內通風量控制、降低機械通風負荷，最大限度合理充分利用能源與自然資源，實現降低能耗的目標。

2.3 依托彈性設計思維，塑造開放式地下空間結構

受地層結構特征影響，地下建筑空間的拆除與改建難度較大，帶有一定的不可逆性，倘若未經系統規劃便盲目進行開發設計，不僅將造成地下空間與資源的浪費，而且給日后開發利用造成阻礙。因此應依托彈性設計思維構建開放式地下空間結構，綜合城市設計總體規劃及地下空間開發利用系統分布特征，提升地下建筑空間與建筑結構的功能性、適應性與可延展性。以地下建筑單體設計為例，需在設計時著重考慮“預留設計”“接口設計”，采用具有較強適應性的建筑結構與設計參數，為日后與其他建筑的連通及擴建創造條件；還可采取模塊化建筑結構開發，依據不同模塊布設建筑設備，選取建筑零部件，進一步塑造開放式地下空間結構[3]。

2.4 采用智能建筑技術，完善地下空間自我調節功能

當前建筑智能化市場已初具規模，基于系統集成角度將計算機、通信、傳感等技術有機結合，依托自動化監控與高效信息服務，為用戶提供更加完備的居住生活體驗。可將智能建筑技術與綠色生態建筑理念結合，完善地下空間系統的自我調節和迅速反應功能。例如可利用火災探測報警技術、環境檢測監控技術、視頻安防監控技術等進行地下建筑消防、安保等系統建設，利用神經網絡系統、傳感技術與人工智能技術進行建筑環境控制設備建設，提高建筑對外部環境變化的智能反應與自主調節能力，實現自然生態系統與人工智能建筑技術和諧共存，構建理想型城市地下空間體系。

3 結語

總而言之，當前我國城市地下空間延續“三心三軸”結構布局，為確保在城市規劃建設過程中實現自然環境保護與城市發展兼顧的目標，應秉持綠色生態建筑理念進行城市地下空間的開發設計，采用環保、節能、智能技術塑造現代化綠色生態城市空間結構，進一步提升地下空間開發利用的現實價值。