摘要:針對現有城市地下空間存在的開發強度低、特有的環境優勢未得到充分發揮的問題，提出一種基于可移動建筑設計理念，有賴于未來高新技術突破的地下空間開發利用的創新性概念設計。該設計面向大深度地下空間的開發利用，并使得建筑能夠在地上、地下2種環境中自由轉換，從而充分利用地上、地下空間的優點，實現地上、地下空間的多重耦合。同時，給出建筑在地上、地下空間轉換的過程，對本設計應用在醫院、銀行、景區等的要點進行分析。針對其他一些較為特殊的應用場景，提出相應的優化設計方案，進一步擴大其應用范圍。最后，引入簡單算例探討現階段建設與運行此設計所面臨的技術難題，簡要分析未來實現本設計所需的技術要求。

　　關鍵詞:可移動建筑;大深度地下空間;空間穿梭建筑;概念設計

　　0引言

　　在傳統的地下空間開發利用與建筑設計中，存在著如下問題:

　　1)一直忽視地下空間與地面空間的聯系。而在城市規劃與建設中，實現地下空間與地上空間的多重耦合，有著重要的實際意義與價值。部分城市核心區地面與地下功能耦合的價值[1]。我國也有地上、地下空間一體化應用成功的實例，如廣州天環商場。但是從整體看，我國地上、地下空間協調性較差。

　　建筑論文范例：探究建筑工程土建混凝土施工技術的應用

　　2)地下建筑的獨特優勢未得到充分發揮，部分短板未得到改進。文獻[2-5]對地下空間的優缺點進行了歸納總結，地下空間的優點有恒溫、隔音、抗震、密閉等;缺點有通風不暢、無自然光照、影響人的心理等。可移動建筑具有體量小、靈活性強、與環境融合度高、個性化、技術要求高、可建造于城市閑散空間等特征[6-7]。目前，對于傳統的可移動建筑設計已有較多 研究或應用實例，例如:瑞典建筑師詹格法特·彌爾頓規劃設計的挪威西部城鎮翁達爾斯內斯[8]。

　　集成理念能夠將不同事物的優點進行整合，陳希[9]對建筑的集成理念與可移動建筑的結合進行了研究。但在傳統設計中，可移動建筑與集成理念大多僅用于地面建筑而忽略了其在地下空間開發利用中的優勢。因此，本文提出設想:在未來的城市建設中，將集成理念、可移動建筑的思想引入到未來地下空間的開發利用中，以解決傳統地下空間建設存在的封閉性等問題。基于這種思路，本文對傳統可移動建筑進行了改進，將其使用范圍由地上擴展至地上和地下，提出了空間穿梭建筑的創新性概念設計。

　　1設計簡介

　　1.1設計概述

　　對于民用建筑，以住宅樓為例，在理想情況下，其應該滿足:1)周邊商業、文化、體育設施較多，能夠滿足使用者娛樂、采購物資等需求;2)安靜，適宜休息;3)與城市道路連通便利，方便出行;4)與外界連通較少，安全性好。這樣的住宅樓在目前較難以實現，因為商業設施較多的同時環境會較為嘈雜，與外界連通便利的同時安全性會下降。

　　對于其他建筑，也存在與住宅樓類似的理想與實際不符的問題。仍以住宅樓為例，如果住宅樓白天位于鬧市區，晚上位于地下，那么就可有效地解決上述問題。設計分地上部分與地下部分，并對未來科技進行了超前的構想，假設未來借助于某些科技能夠實現整棟建筑水平或豎直方向的百米距離移動。基于此，設計一口可容納多棟單體建筑的核心豎井，并架設多座可支撐單體建筑的建筑承載臺，使得建筑既可處于核心豎井，又可位于建筑承載臺，從而使其成為地上、地下的雙形態建筑，解決引言中提出的問題。

　　1.2設計組成

　　設計由核心豎井、單體建筑群、建筑軌道和建筑承載臺4個基本結構組成。考慮到視覺效果，對其中建筑承載臺的尺寸進行了放大。單體建筑是使用者的主要活動空間，設計包含多棟單體建筑，構成單體建筑群;核心豎井是地下空間的主體部分;建筑承載臺位于地上，為承載單體建筑的支座;建筑軌道是連接核心豎井與建筑承載臺間的軌道。

　　1.2.1核心豎井設計

　　核心豎井內主要構件有中央承重柱、復合多功能支護、動態內支撐。中央承重柱為核心豎井的核心構件，主要功能為承載單體建筑、維持結構穩定性，其內部裝有提升裝置，可推動單體建筑出入井。復合多功能支護的基本職能有:1)承載水土壓力;2)連通井內與井外的出入通道;3)開辟部分空間供防災 或人防工程使用。動態內支撐隨單體建筑的移動有不同的形態，當單體建筑在核心豎井內上下移動時，內支撐部分打開，不影響單體建筑的移動;單體建筑位置不變時，動態內支撐與普通基坑的內支撐作用相同。

　　1.2.2單體建筑設計單體建筑為空心柱形體，內徑略大于中央承重柱，如圖3所示(未畫出建筑外墻)。其內壁設有一定數量的卡槽，能夠使得單體建筑與中央承重柱緊密結合。單體建筑底部為新式轉換層，其內含短期建筑設備系統、大型滾輪和臨時支架。在單體建筑移動過程中，由短期建筑設備系統代替常規建筑設備系統進行工作;大型滾輪能使單體建筑沿軌道滑動;臨時支架可暫時支撐單體建筑。

　　1.4設計優點與創新點

　　1)地上、地下雙形態轉換，使得地上、地下空間的優勢互補。地下空間恒溫、降噪的特性能夠給使用者帶來舒適的感受，改變了傳統地下建筑給人心理上帶來的不適感。2)建筑的聯系性較好。由于建筑承載臺間可通過建筑軌道相連，使得單體建筑之間聯系緊密，且與周邊環境的聯系性也較好，減少對生態的破壞。3)建筑的動態性較好。由于單體建筑的可移動性與分散性，若需對建筑進行改造或拆除，其施工難度較小，可在核心豎井中、高架上、建筑軌道上施工，提供不同的施工環境。

　　2設計定位與應用推廣

　　2.1設計基本定位與人居關系

　　1)設計作為療養院、醫院等使用。這類建筑的共同特點為白天需滿足心理發展的人性化需求，提供適宜的光環境，晚上需要提供適宜休息的建筑物理環境[10]。這樣，建筑白天位于地上、夜晚收入地下，可同時滿足上述要求。在這種情況下，單體建筑的出入井速度較下列2)3)4)項慢，以減輕給人的不適感。當單體建筑靜止于核心豎井之下時，連接單體建筑與復合多功能支護的通道打開，使用者可通過通道到達復合多功能支護內，通過其內的電梯到達地面，且中央承重柱內有應急通道，可供應急使用。建筑承載臺側面設有電梯與樓梯，可供出入。當單體建筑靜止于建筑承載臺之上時，使用者可通過建筑承載臺側面的電梯或樓梯出入單體建筑。

　　2)設計作為銀行、首飾店等使用。這類建筑的共同特點為注重安全性與對外宣傳，即白天更加注重對外宣傳，夜晚更加注重安全性。因此，夜晚收入地下可利用地下空間的密閉性保證建筑的安全，白天又可置于高架之上，起到較好的宣傳推廣作用。在這種情況下，白天和夜晚，只需安保人員在核心豎井、建筑承載臺與地面連通的通道處值班，即可確保其安全性。非工作人員在出入井過程中不可進出，以起到安全防護的作用。

　　3設計的力學分析及技術探討

　　由于本設計為創新性設計，目前尚無相關案例可以借鑒。本文基于西安市地質情況，對相應的地層及地下水位進行了假定，對此建筑對應的核心豎井井壁進行了簡單的受力分析，初步探究實現此項目在技術上面臨的問題。

　　4結論與建議

　　本設計通過核心豎井、建筑軌道、建筑承載臺的結合，使得單體建筑能夠脫離固定場地的束縛，實現地上、地下空間的自由轉換，選擇更適宜的環境。相比傳統可移動建筑，本設計“移動性”的核心設計理念與其類似，但將可移動的范圍拓展至大深度地下空間，最大的創新在于建筑能夠在地上、地下2種環境中進行自由轉換并實現可移動建筑、集成理念與地下空間開發利用3者的耦合。

　　本設計有如下優點:1)充分利用地下空間優點，規避其對人的負面影響;2)聯系性、動態性好等;3)節約土地資源。但是，設計的建造與運營成本較高，故而適用于未來生產力水平大幅提升至人類對經濟效益的追求弱于對心理感受或生態效益等的追求時。文中給出了基本設計與優化設計。基本設計突出體現了“自由轉換”這一核心設計理念，可用于醫院、療養院、銀行、景區等。但對于其他應用場景，結合大深度地下空間的特性與建筑自身特點，對基本設計可做出相應的優化。

　　例如:本文中給出的與地熱開發結合等問題，文中考慮的情況不夠全面，對于許多場景仍可做出相應的優化。因此，在不同的場景下，進行優化設計是未來應用時的研究重點之一。此外，在本設計中，對于設計的受力分析與實際施工僅進行了初步的探討，設計的真正實施需要更加精確的計算以及所涉及施工、運營、維護關鍵技術的升級，尤其是大深度地下空間相關理論、技術的完善。

　　參考文獻(References):

　　[1]邵繼中，胡振宇.城市地下空間與地上空間多重耦合理論研究[J].地下空間與工程學報，2017，13(6):1431.SHAOJizhong，HUZhenyu.Studyonmulti-couplingbetweenurbanundergroundandaboveground[J].ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineering，2017，13(6):1431.

　　[2]李奕陽.城市深層地下空間民用關鍵問題及基本對策[D].重慶:重慶大學，2018.LIYiyang.Keyissuesandbasicstrategiesforciviluseofurbandeepundergroundspace[D].Chongqing:ChongqingUniversity，2018.

　　[3]雷升祥，申艷軍，肖清華，等.城市地下空間開發利用現狀及未來發展理念[J].地下空間與工程學報，2019，15(4):965.LEIShengxiang，SHENYanjun，XIAOQinghua，etal.Presentsituationsofdevelopmentandutilizationforundergroundspaceincitiesandnewviewpointsforfuturedevelopment[J].ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineering，2019，15(4):965.

　　作者：陳睿迪，王莉平*，張雨晨，余江濤，范浩然