地下建筑规划与设计.ppt

2019/5/25,1/61,地下建筑规划与设计,主讲人：陈海明 博士,安徽理工大学.土木与建筑学院 2009年9月9日,2019/5/25,2/61,第二章 地下空间开发的优势 及主要问题,2019/5/25,3/61,提 纲,2.1 地下空间开发的优势 2.2 地下空间的缺陷 2.3 地下空间的立法问题,2019/5/25,4/61,提 纲,2.1 地下空间开发的优势 2.2 地下空间的缺陷 2.3 地下空间的立法问题,2019/5/25,5/61,2.1 地下空间开发的优势,2.1.1 地理位置优势 2.1.2 气候优势 2.1.3 防护优势 2.1.4 保存优势 2.1.5 规划优势 2.1.6 综合效益优势,2019/5/25,6/61,2.1 地下空间开发的优势,2.1.1 地理位置优势 2.1.2 气候优势 2.1.3 防护优势 2.1.4 保存优势 2.1.5 规划优势 2.1.6 综合效益优势,2019/5/25,7/61,2.1.1 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，发展速度过快，势必占用大量土地，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，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，只能走内涵式集约发展的道路。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施。,2019/5/25,8/61,2.1.1 地理位置优势,中国进入了快速城市化时期，2004年我国城市化水平达到41.8%，较1978年增加了26个百分点。相应地，城市用地规模不断增长，1985-2000年我国城市建成区用地年均扩展速度为850km2。 国土资源部日前（06年4月11日）公布的2005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2004年的1.41亩进一步减少到1.4亩，仅为世界平均水平的40%。,2019/5/25,9/61,2.1.1 地理位置优势,地下建筑结构的位置优势，包括建筑在靠近已存 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，这就要求考虑设施的形式、地面限制和预建地下建筑。,2019/5/25,10/61,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,2019/5/25,11/61,2.1.1 地理位置优势,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，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。,2019/5/25,12/61,2.1.1 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、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。 例如： 我国最长的公路隧道秦岭隧道； 我国最长的铁路隧道乌鞘岭隧道； 等等,2019/5/25,13/61,秦岭终南山隧道，全长18.4km，15min穿越秦岭，世界第二。,2019/5/25,14/61,乌鞘岭隧道，全长20.05km，亚洲最长。穿越了制约中西部经济腾飞的“瓶颈”乌鞘岭。,2019/5/25,2.1.1 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，法国巴黎卢浮官地下扩展工程，法国巴黎拉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，东京地铁饭田桥车站地下工程就是地下空间利用的典型。,2019/5/25,16/61,瑞典斯德哥尔摩皇家图书馆，1992-1997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9,000m2。,2019/5/25,17/61,东京地铁饭田桥车站，4条路线地下铁相通之处,2019/5/25,18/61,南京玄武湖隧道工程，全长约2.66km，总宽度为32m，为双向六车道，单洞净宽为13.6m，通行净高为4.5m。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。,2019/5/25,19/61,2.1 地下空间开发的优势,2.1.1 地理位置优势 2.1.2 气候优势 2.1.3 防护优势 2.1.4 保存优势 2.1.5 规划优势 2.1.6 综合效益优势,2019/5/25,20/61,2.1.2 气候优势,在世界大多数地区，在土壤和岩石中，与地面环境下的温度相比，在500m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： 减少热量损失； 在热气候下，可以避免来自外部（辐射和传导）的热影响； 在热气候条件下，接触土壤后冷却是可能的； 减少调节空气流通的能量需求。,温度（热量）,2019/5/25,21/61,2.1.2 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。,能经得住严峻的气候的考验,2019/5/25,22/61,2.1.2 气候优势,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，而地下空间是相当比较安全的场所。,防火,2019/5/25,23/61,2.1.2 气候优势,在地面，由于表面波的出现，地震时放大了地面震动； 地下结构 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，抗震能力较强。,抗震能力强,2019/5/25,24/61,1995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然无恙。,2019/5/25,25/61,2.1 地下空间开发的优势,2.1.1 地理位置优势 2.1.2 气候优势 2.1.3 防护优势 2.1.4 保存优势 2.1.5 规划优势 2.1.6 综合效益优势,2019/5/25,26/61,2.1.3 防护优势,降噪：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。 抗震：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。 抗爆：地层吸收颤动和震动能量的效果是很好的。 防辐射微尘：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。 防工业事故：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。,2019/5/25,27/61,2.1 地下空间开发的优势,2.1.1 地理位置优势 2.1.2 气候优势 2.1.3 防护优势 2.1.4 保存优势 2.1.5 规划优势 2.1.6 综合效益优势,2019/5/25,28/61,2.1.4 保存优势,美观 视觉印象：地下结构很少有视觉冲突。,郑州最雷的右转道： 该车道位于未来路 与纬五路交叉口 ，多根电线杆立在 唯一的右转道上， 车辆右转只能走上 左拐道。,2019/5/25,29/61,地上停车场和地下停车场,2019/5/25,30/61,2.1.4 保存优势,美观 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。 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 芬兰地下游泳池 芬兰地下滑冰场大厅 芬兰赫尔辛基岩石中的地下教堂,2019/5/25,31/61,2.1.4 保存优势,美观 环境 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。 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。,2019/5/25,32/61,2.1 地下空间开发的优势,2.1.1 地理位置优势 2.1.2 气候优势 2.1.3 防护优势 2.1.4 保存优势 2.1.5 规划优势 2.1.6 综合效益优势,2019/5/25,33/61,2.1.5 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。 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制。,2019/5/25,34/61,2.1 地下空间开发的优势,2.1.1 地理位置优势 2.1.2 气候优势 2.1.3 防护优势 2.1.4 保存优势 2.1.5 规划优势 2.1.6 综合效益优势,2019/5/25,35/61,2.1.6 综合效益优势,节约初期投资：节省用于购买土地的成本 节约建设费用：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，地下施工可能提供直接的节约，如在北欧修建的地下石油储备库。 降低运营与维修成本：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、污染等对地下结构影响较小，地下结构腐蚀老化的速度可能较慢。,2019/5/25,36/61,提 纲,2.1 地下空间开发的优势 2.2 地下空间的缺陷 2.3 地下空间的立法问题,2019/5/25,37/61,2.2 地下空间的缺陷,受地质条件影响大： 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； 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。,2019/5/25,38/61,2.2 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 地面渗水、地下涌水较难解决 在地下结构内，人们会有心理阴影 施工难度大，维修困难,2019/5/25,39/61,提 纲,2.1 地下空间开发的优势 2.2 地下空间的缺陷 2.3 地下空间的立法问题,2019/5/25,40/61,2.3 地下空间的立法问题,2.3.1 地下空间立法的意义 2.3.2 发达国家地下空间的立法 2.3.3 地下空间权 2.3.4 我国现有地下空间相关法律存在的问题 2.3.5 现有法律法规体系的完善 2.3.6 地下空间开发利用的鼓励政策,2019/5/25,41/61,2.3 地下空间的立法问题,2.3.1 地下空间立法的意义 2.3.2 发达国家地下空间的立法 2.3.3 地下空间权 2.3.4 我国现有地下空间相关法律存在的问题 2.3.5 现有法律法规体系的完善 2.3.6 地下空间开发利用的鼓励政策,2019/5/25,42/61,2.3.1 地下空间立法的意义,我国城市地下空间开发发展很快并取得一定得成绩，但是相对地面空间的开发来说，其竞争力仍显不足。 如何实现地下空间开发价值是目前需要解决的一个问题，该问题的解决与地下空间的所有权和使用权以及地下建筑物、构筑物的产权有着密不可分的联系，即要首先解决地下空间立法中的地下空间权问题。,2019/5/25,43/61,2.3.1 地下空间立法的意义,在地下空间的潜在价值被发现以前，几乎所有的土地私有制国家都将土地所有权范围延伸到地下空间。 罗马土地法规定一块土地只能有一个所有权，且所有权的效力范围以地表为中心延伸到地表上下的垂直空间。 日本民法典，207条，土地的所有权范围，是指土地的上部和下部。 德国民法典，905条，土地所有权人的权利扩散到地面上的空间和地面下的地层。 美国，瑞士，法国等也有类似的规定。 这样的法律规定直接导致了对于地下空间开发利用的限制。,2019/5/25,44/61,2.3.1 地下空间立法的意义,土地私有制和城市地下空间开发利用的需求之前矛盾日益突现，对土地所有权的重新定义和解释引起全世界的广泛关注。 早在1987年，国际隧道协会执委会就委托“地下空间规划工作组”研究地下空间开发利用在法律和行政方面的问题。 我国，虽然不存在土地私有与地下空间开发的矛盾，但是，地下空间的无偿使用已经对科学系统地开发地下空间造成了不利的影响。因此，地下空间所有权和使用权问题的解决对于我国的地下空间开发利用有着至关重要的作用。,2019/5/25,45/61,2.3.1 地下空间立法的意义,明确界定地下空间开发所形成的地下建筑物的产权也是我国在建立城市地下空间开发利用法律体系中亟待解决的关键问题。 建立、健全法律法规，以明确地下空间资源的所有权、规划权、管理权、使用权，以及制定相关的技术标准和规范，让城市地下空间的开发利用步入法制化，是我国城市地下空间开发利用的必经之路。,2019/5/25,46/61,2.3 地下空间的立法问题,2.3.1 地下空间立法的意义 2.3.2 发达国家地下空间的立法 2.3.3 地下空间权 2.3.4 我国现有地下空间相关法律存在的问题 2.3.5 现有法律法规体系的完善 2.3.6 地下空间开发利用的鼓励政策,2019/5/25,47/61,2.3.2 发达国家地下空间的立法,美国 美国是最早关注空间权立法的国家，其各州的政策与法律自成系统，存在差异。 明尼法尼亚州是美国较早进行地下空间开发的地区之一，1985年通过明尼法尼亚州地下空间开发条例，一方面是开发商们在开发利用地下空间时有法可依，另一方面，各市政府还能依据该条例，利用强大的财政工具帮助各地的地下空间开发，从而出具了明尼法尼亚州地下空间的开发利用。,2019/5/25,48/61,2.3.2 发达国家地下空间的立法,日本 日本地域狭长，四面环海，多山群岛之国，平原少。近年来，日本把开发地下空间作为有效利用土地资源，维持生态平衡的一项重要手段。 日本地下空间开发和建设迅猛发展，既得力于其强大的经济实力，也极大程度上得力于较为完善和健全的地下空间开发利用法律体系。,2019/5/25,49/61,2.3.2 发达国家地下空间的立法,日本 日本地形空间开发利用法律体系主要内容： 地下空间利用的基本法令：日本宪法29条第2项规定：财产权的内容适合于用公共福利的法律来规定。而地下空间利用的规定则要委托宪法意外的法律。 有关土地所有权的规定：与美、法一样， 地下空间利用权：将他人土地的地下空间截开并加以使用，作为权力来看，有三种：地役权，租借权和区分地上权。,2019/5/25,50/61,2.3.2 发达国家地下空间的立法,日本 区分地上权的含义：在日本区分地上权是指在地下拥有建筑物的权利。地下建筑的所有权归区分地上权这方所有，在区分地上权消失后，该地下建筑应该自动归原土地所有者。 有效期：有契约双方自由地协商制定，有效期可定为永久性的和有限时间范围内的。 区分地上权的效力：区分地上权可以向土地所有者支付地租，也可以无偿借用。区分地上权即使没有土地所有者的允许，亦有效。,2019/5/25,51/61,2.3.2 发达国家地下空间的立法,日本 地下空间专门立法地下深层空间使用法，它是为了保证因公共利益而使用地下深层空间的需求所制定的法律，仅限于东京、名古屋和大阪三个都市圈。 地下深层空间的定义：指通常难以利用到的地下空间。标准是：通常地下室达不到的深度，通常设置建筑物基础达不到的深度，两者之中更深者。 利用地下深层空间的批转手续：制定项目概要并提交给项目主管大臣或都、道、府、县知事。 地下深层空间使用权的性质及登陆簿的配置、公开：权利所设计的范围被限定于地下深层空间的立方体项目区域内。 深层空间的使用和损失赔偿,2019/5/25,52/61,2.3 地下空间的立法问题,2.3.1 地下空间立法的意义 2.3.2 发达国家地下空间的立法 2.3.3 地下空间权 2.3.4 我国现有地下空间相关法律存在的问题 2.3.5 现有法律法规体系的完善 2.3.6 地下空间开发利用的鼓励政策,2019/5/25,53/61,2.3.3 地下空间权,地下空间权的提出，主要是因为现代社会人们不断开发利用地下空间，而使用地下空间具有了独立的经济价值，需要地下空间权成为一项独立的权利。 目前我国学者并没有专门涉及地下空间权的性质问题，形成两种见解： 地下空间权不是一项新的物权种类，而是对在一定空间上各种物权的综合表述 地下空间权不是一项新的、单独的物权种类,2019/5/25,54/61,2.3 地下空间的立法问题,2.3.1 地下空间立法的意义 2.3.2 发达国家地下空间的立法 2.3.3 地下空间权 2.3.4 我国现有地下空间相关法律存在的问题 2.3.5 现有法律法规体系的完善 2.3.6 地下空间开发利用的鼓励政策,2019/5/25,55/61,2.3.4 我国现有地下空间相关 法律存在的问题,法律没有明确规定国有土地的地下空间所有权主体：仅规定土地归国家所有，没有明确界定土地地下部分权属问题 法律对已转让土地使用权的土地地下空间的权属界定不清 指导城市地下空间利用的地方性法规体系尚未建立,2019/5/25,56/61,2.3 地下空间的立法问题,2.3.1 地下空间立法的意义 2.3.2 发达国家地下空间的立法 2.3.3 地下空间权 2.3.4 我国现有地下空间相关法律存在的问题 2.3.5 现有法律法规体系的完善 2.3.6 地下空间开发利用的鼓励政策,2019/5/25,57/61,2.3.5 现有法律法规体系的完善,从法律上明确国家拥有地下空间所有权：由于我国实行土地公有制，故只需通过法律明确国家对地下空间资源的拥有权，即可从根本上保证在地下空间领域的公共利益和国家利益 通过法律明