随着城市化进程不断加快, 现代建筑与公共基础设施规模日益扩大, 城市可利用空间逐步缩小、破坏自然资源、无限度掠夺能源等问题逐渐显现。绿色生态建筑融合建筑学与生态学理念, 以高技术、低能耗、低污染、高附加值为目标, 依托天然条件与现代技术手段践行可持续发展理念。

绿色生态建筑主要是指在建筑规划设计中融入生态学原理, 依据自然地理位置、区域生态环境等因素进行建筑空间布局, 利用自然资源与现代技术手段创造出可满足人们日常生活、生产的空间环境, 并在此过程中最大限度减少对自然资源的破坏与能源的过度开发, 构建人、建筑与生态之间的和谐统一关系。绿色生态建筑的设计目标即为利用现代技术手段降低城市空间规划设计过程中的能耗与污染, 提升建筑空间设计附加价值, 依托以人为本理念, 实现可持续发展目标。

1) 以人为本要求建筑空间设计与利用务必满足现代人生产、生活所需, 发挥建筑空间环境的利用价值。

2) 节能依托绿色设计理念与技术降低建筑能耗, 积极利用太阳能、风能、潮汐能等新型能源, 构建高效率、低能耗的建筑循环体, 保持整体空间与生态系统的稳定性。

3) 环保应切合自然生态环境特点进行建筑开发规模、类型、构造形式设计, 确保空间开发和建筑设计与自然环境相协调, 避免在空间开发利用与建筑投入使用过程中破坏自然生态系统^[1]。

4) 循环利用采用清洁能源与可循环建筑材料, 尽可能在现有空间、建筑结构基础上进行改造更新, 避免无意义的过度消耗与浪费, 注重对空间开发利用过程中产生的建筑垃圾、废水、余热等进行循环利用与合理开发。

绿色生态建筑的核心是在保护自然环境的基础上创造出满足人们生活、生产所需的空间环境, 坚持“以人为本”原则最大限度迎合人的需求。而城市地下空间的开发涵盖空间环境、物理环境、视觉心理环境等不同层面内容, 如何实现地下建筑综合体、地铁站、地下商业街等建筑的合理有序布置与设计成为当前亟待解决的问题。

1) 注重对建筑空间形态、建筑结构布局的设计, 实现地下建筑使用功能与视觉心理功能的双重建设。例如在进行地下空间结构设计时, 应注重地下与地上空间的过渡设计, 确保两种空间结构良好衔接, 依据地下空间形态与层次感进行空间序列、方向的安排, 同时配合室内环境设计技术进行空间分割、装饰色彩、灯光照明等视觉心理环境的设计, 合理利用自然光源进行照明系统建设, 并采用园林技术进行地下空间绿化设计, 兼顾地下空间建筑结构、审美需求、生态环境等要素。

2) 关注人的生理需求, 强化地下空间设计带给人的舒适感, 消除对人身体健康造成的影响。例如从空气质量角度, 应合理进行地下空间通风设计, 配合空调、循环设备等加强建筑内部温湿度控制, 严格控制CO、CO₂、Rn浓度及有害化学物质含量, 确保空气质量符合标准, 并提高地下空间空气负离子浓度。从光环境设计角度, 注重进行地上、地下空间的合理过渡与衔接, 采用采光顶、下沉式广场、地下庭院等建筑设计措施保障地下环境采光度, 同时配合光导管系统打造地下光环境, 满足地下空间正常采光需求。从声环境设计角度, 注重依据声学要求进行建筑功能设计, 引入噪声控制设备、混响器等, 以塑造良好的地下声环境^[2]。

3) 注重建筑材料的科学选取, 采用如液体壁纸、软石地板等无污染、无辐射、成本低的新型绿色建筑材料, 减少建筑装修过程中产生的有害气体与化学物质, 兼顾人身体健康与建筑成本效益的平衡。同时, 应秉持人文关怀原则进行建筑无障碍设施设计, 以满足老年人、儿童、残疾人等群体的生活需求。此外考虑到地下空间形态的特殊性, 还需注重加强防火、防水、防爆设计, 应用防火、防水型建筑材料, 配备灭火器与监测、报警等设备, 提升地下空间与建筑的安全性。

在树立以人为本的城市地下空间开发利用理念的基础上, 应当围绕绿色建筑的节能环保要求进行开发设计技术手段的规划, 合理利用自然资源与新型能源创造节能环保的地下空间综合体。

1) 依据地下建筑所处区位因素、地势地形等特点进行建筑布局及朝向的合理设计, 例如可采用半地下掩土式建筑结构, 在建筑东南向设置大面积玻璃采光窗, 还可采用玻璃穹顶的地下中庭、玻璃采风廊等建筑形式, 充分利用太阳能取暖、采光, 并在建筑外部装设遮阳板、种植落叶植物等, 实现对太阳辐射热的有效调节与合理利用。

2) 利用环保建筑材料或新型技术手段进行地下建筑保温、采光、通风等设计, 例如采用聚苯乙烯泡沫板、岩棉板等保温材料作为建筑墙面隔热层, 利用热交换器回收建筑室内余热, 采用光纤传导技术向建筑室内输送自然光线等, 还可利用VAV变风量控制系统进行室内通风量控制、降低机械通风负荷, 最大限度合理充分利用能源与自然资源, 实现降低能耗的目标。

受地层结构特征影响, 地下建筑空间的拆除与改建难度较大, 带有一定的不可逆性, 倘若未经系统规划便盲目进行开发设计, 不仅将造成地下空间与资源的浪费, 而且给日后开发利用造成阻碍。因此应依托弹性设计思维构建开放式地下空间结构, 综合城市设计总体规划及地下空间开发利用系统分布特征, 提升地下建筑空间与建筑结构的功能性、适应性与可延展性。以地下建筑单体设计为例, 需在设计时着重考虑“预留设计”“接口设计”, 采用具有较强适应性的建筑结构与设计参数, 为日后与其他建筑的连通及扩建创造条件;还可采取模块化建筑结构开发, 依据不同模块布设建筑设备, 选取建筑零部件, 进一步塑造开放式地下空间结构^[3]。

当前建筑智能化市场已初具规模, 基于系统集成角度将计算机、通信、传感等技术有机结合, 依托自动化监控与高效信息服务, 为用户提供更加完备的居住生活体验。可将智能建筑技术与绿色生态建筑理念结合, 完善地下空间系统的自我调节和迅速反应功能。例如可利用火灾探测报警技术、环境检测监控技术、视频安防监控技术等进行地下建筑消防、安保等系统建设, 利用神经网络系统、传感技术与人工智能技术进行建筑环境控制设备建设, 提高建筑对外部环境变化的智能反应与自主调节能力, 实现自然生态系统与人工智能建筑技术和谐共存, 构建理想型城市地下空间体系。

总而言之, 当前我国城市地下空间延续“三心三轴”结构布局, 为确保在城市规划建设过程中实现自然环境保护与城市发展兼顾的目标, 应秉持绿色生态建筑理念进行城市地下空间的开发设计, 采用环保、节能、智能技术塑造现代化绿色生态城市空间结构, 进一步提升地下空间开发利用的现实价值。