地下建筑學(xué)

2013年，該書入選第四屆“三個(gè)一百”原創(chuàng)圖書出版工程科學(xué)技術(shù)類圖書。

《地下建筑學(xué)》作為地下建筑學(xué)學(xué)科領(lǐng)域的專著，對(duì)我國的地下空間開發(fā)利用與地下建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義和參考作用，可作為高等學(xué)校建筑學(xué)和城市規(guī)劃等專業(yè)師生的參考用書，也可供從事城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和建筑設(shè)計(jì)工作的領(lǐng)導(dǎo)干部及工程技術(shù)人員參考。作者童林旭教授專注于地下空間的開發(fā)利用和相關(guān)的教學(xué)研究已有30多年的歷程。

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《地下建筑學(xué)》是在1994年版《地下建筑學(xué)》的基礎(chǔ)上重寫的，較全面地反映了近十幾年地下建筑學(xué)的發(fā)展，以及地下空間利用和地下建筑建設(shè)的最新成就。篇幅從原來的15章擴(kuò)大為3篇28章。第1篇為地下建筑學(xué)總論，共8章，論述有關(guān)地下建筑學(xué)概念性、歷史性、戰(zhàn)略性和前沿性問題，第2篇為地下空間規(guī)劃，共10章，結(jié)合對(duì)國內(nèi)外大量實(shí)例的評(píng)介，論述城市中心區(qū)、居住區(qū)、歷史文化保護(hù)區(qū)、城市新區(qū)以及城市廣場和公共綠地等處的地下空間規(guī)劃問題；第3篇是地下建筑設(shè)計(jì)，共10章，結(jié)合國內(nèi)外大量實(shí)例，分別論述地下居住建筑、公共建筑、交通建筑、工業(yè)建筑、倉儲(chǔ)建筑和民防建筑等的建筑設(shè)計(jì)問題，還涉及地下建筑設(shè)計(jì)中的環(huán)境、防災(zāi)、防水等技術(shù)問題，最后探討了地下建筑的空間與建筑藝術(shù)處理問題。

由于地下建筑 的大規(guī)模發(fā)展，地下建筑學(xué)正在形成，它的研究內(nèi)容包括地下建筑發(fā)展歷史和發(fā)展方向，地下空間的開發(fā)和利用，城市地下空間的綜合規(guī)劃，各類地下建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)，以及與地下建筑有關(guān)的環(huán)境、生理、心理和技術(shù)等問題?！〉叵陆ㄖ哂辛己玫姆雷o(hù)性能，較好的熱穩(wěn)定性和密閉性（見地下建筑傳熱），以及綜合的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。地下建筑處在一定厚度的巖層或土層中，可免遭或減少核武器、常規(guī)武器、化學(xué)武器和生物武器的破壞，同時(shí)也能較有效地抵御地震、颶風(fēng)等自然災(zāi)害。地下建筑的密閉環(huán)境和周圍存在著的比較穩(wěn)定的溫度場，對(duì)于創(chuàng)造恒溫或超凈的生產(chǎn)環(huán)境和在低溫或高溫狀態(tài)下貯存物資，防止污染，特別是對(duì)于節(jié)約能源，都是有利的。在城市中有計(jì)劃地建造地下建筑，對(duì)節(jié)省城市用地，降低建筑密度，改善城市交通，擴(kuò)大綠地面積，減輕城市污染，提高城市生活質(zhì)量等方面，都可以起到重要的作用。地下建筑也有缺點(diǎn)，如建筑成本高，施工復(fù)雜等。

地下建筑簡史

遠(yuǎn)古時(shí)期，人類就開始利用天然洞穴防寒暑、避風(fēng)雨和躲避野獸。在中國周口店發(fā)現(xiàn)，50多萬年前，北京猿人就居住在天然巖洞中。據(jù)仰韶文化和龍山文化遺址的考古發(fā)現(xiàn)，證明在距今7000～5000年前開始出現(xiàn)人工挖掘的居住洞穴，從簡單的袋形豎穴到圓形或方形的半地穴，上面有簡單屋頂。后來，開始在地面上建造住房，穴居逐漸不再是人類的主要居住方式。但古代陵墓仍然按照地上建筑方式在地下營建。有些糧倉也建在地下，如隋代洛陽的含嘉倉。中國西北、華北的黃土高原地區(qū)，由于黃土地層便于挖掘和氣候干燥，穴居的傳統(tǒng)一直延續(xù)至今。估計(jì)中國目前仍有3500萬以上的人口居住在窯洞中（見生土建筑）。

產(chǎn)業(yè)革命以后，由于礦業(yè)和交通事業(yè)的發(fā)展，礦井、巷道、公路隧道、鐵路隧道等相繼建成。1863年英國倫敦建成世界上第一條城市地下鐵道。第二次世界大戰(zhàn)期間，地下建筑在防護(hù)上的優(yōu)越性受到重視，一些參戰(zhàn)國把重要的軍事設(shè)施和軍火工廠、倉庫等建在地下，并為居民修建防空洞。50年代末期以來，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，城市人口的迅速增加，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，能源危機(jī)以及戰(zhàn)爭危險(xiǎn)的存在等因素的影響，地下建筑在日本、美國、瑞典、聯(lián)邦德國、法國、瑞士、挪威、加拿大、中國、蘇聯(lián)等許多國家，有了高速度和大規(guī)模的發(fā)展。由于地理構(gòu)成、社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度和戰(zhàn)略指導(dǎo)思想的差異，各國發(fā)展地下建筑的出發(fā)點(diǎn)和所要解決的矛盾不盡相同。目前，世界上已有80多個(gè)城市修建了地下鐵道，還有許多城市正在興建。中國、蘇聯(lián)、瑞士、瑞典、芬蘭等國從戰(zhàn)備要求出發(fā)，建造了大量地下防空工程，有一部分在平時(shí)可作各類公共建筑使用。日本、聯(lián)邦德國、法國等，國土較小，大城市人口高度集中，城市各種矛盾突出，因而大量修建地下高速交通網(wǎng)和地下街、地下商業(yè)中心。美國從70年代中期開始，致力于把地下建筑作為節(jié)約能源的措施，發(fā)展出一種半地下覆土建筑，除留出必要的朝陽面外，房屋的其他部分都用一定厚度的土掩埋或覆蓋，并結(jié)合太陽能的利用，取得節(jié)能50%以上的效果（見太陽能建筑）。一些能源缺乏的國家，利用地下建筑大量貯存能源作為戰(zhàn)略儲(chǔ)備，例如瑞典、芬蘭等國建造的地下水封油（或氣）庫的規(guī)模都很大，單庫容量已超過100萬立方米。瑞典、挪威、意大利等國水力資源比較豐富，許多水電站建在地下，以增加水的落差。加拿大氣候寒冷，因此在大城市發(fā)展地下商業(yè)中心，蒙特利爾市的幾個(gè)地下商業(yè)中心已經(jīng)連成一片，建筑面積達(dá)81萬平方米，形成了地下城。此外，工業(yè)發(fā)達(dá)國家還注意發(fā)揮地下建筑在保護(hù)城市傳統(tǒng)風(fēng)貌、改善城市環(huán)境、擴(kuò)大城市空間等方面所起的積極作用。例如，日本名古屋市結(jié)合城市干道的改建，在地下布置了商業(yè)街和停車場，地面除留出必要的行人、行車道外，在中心部分建成一座大型街心公園。其他如東京、大阪等處也設(shè)有地下商業(yè)街（圖1）。又如美國一些大學(xué)為了保存歷史性建筑物的統(tǒng)一風(fēng)格和緩解用地緊張，建造了一些地下建筑，如圖書館、體育館、教學(xué)館（圖2）等，取得良好的效果。這些事實(shí)反映了地下建筑的應(yīng)用范圍日益廣泛。

地下建筑類型

地下建筑按功能分類，有軍用建筑（如射擊工事、觀察工事、掩蔽工事等）、民用建筑（包括居住建筑、公共建筑）、各種民用防空工程、工業(yè)建筑、交通和通信建筑、倉庫建筑，以及各種地下公用設(shè)施（如地下自來水廠、固體或液體廢物處理廠、管線廊道等）。兼具幾種功能的大型地下建筑稱為地下綜合體。地下建筑按施工方法分類，有明挖和暗挖兩類。明挖施工后完全回填，上面不建任何建筑物的，稱為單建式地下建筑；上面再建其他建筑物的，稱為附建式地下建筑。明挖施工后部分回填、覆土或堆土的，稱為覆土建筑或堆土建筑。暗挖的地下建筑，通常是在較深的巖層或土層中挖掘成所需要的空間，頂部以上保留一定厚度的自然覆蓋層。此外，在中國還有一種習(xí)慣的分類方法，把地下建筑分為坑道式、地道式（一般為暗挖）、掘開式（相當(dāng)于明挖單建）和防空地下室（即明挖附建）?？拥篮偷氐赖闹饕獏^(qū)別在于內(nèi)外地面標(biāo)高的關(guān)系，內(nèi)部高于外部的稱為坑道，低于外部的稱為地道。