地下建筑的设计理念与新发展.docVIP

地下建筑的设计理念与新进展 摘要：合理开发利用地下空间,对于解决世界范围内城市发展所面临的许多共同问题,缓和城市矛盾,扩大城市空间容量,改善城市环境质量都是一个现实有效的途径,而且它对未来城市的发展也将起到积极的作用.地下建筑 underground structure 建造在岩层或土层中的建筑。它是现代城市高速发展的产物，起缓和城市矛盾，改善生活环境的作用，也为人类开拓了新的生活领域。地下建筑按功能分类，有军用建筑（如射击工事、观察工事、掩蔽工事等）、民用建筑（包括居住建筑、公共建筑）、各种民用防空工程、工业建筑、交通和通信建筑、仓库建筑，以及各种地下公用设施（如地下自来水厂、固体或液体废物处理厂、管线廊道等）。兼具几种功能的大型地下建筑称为地下综合体。地下建筑按施工方法分类，有明挖和暗挖两类。明挖施工后完全回填，上面不建任何建筑物的，称为单建式地下建筑；上面再建其他建筑物的，称为附建式地下建筑。明挖施工后部分回填、覆土或堆土的，称为覆土建筑或堆土建筑。暗挖的地下建筑，通常是在较深的岩层或土层中挖掘成所需要的空间，顶部以上保留一定厚度的自然覆盖层。此外，在中国还有一种习惯的分类方法，把地下建筑分为坑道式、地道式（一般为暗挖）、掘开式（相当于明挖单建）和防空地下室（即明挖附建）。坑道和地道的主要区别在于内外地面标高的关系，内部高于外部的称为坑道，低于外部的称为地道。 间的物理环境，以满足人们的基本生理需求难度己不是很大．然而建筑之所以成为建筑，仅仅局限于满足人们对于功能的需求是远远不够的，更重要的，建筑为人们提供空间的感受以及场所的认知。如同路易斯·康所说，建筑是精心创造的空间的组合。由于自然光线对于地下建筑的稀缺性及其对于人们心理感受的重要性，因此找到在地下建筑的局限中自然光线的不同运用方式及其对于建筑空间和对于消除人们对地下建筑的心理负面联想是很有必要的。 研究方式：通过案例分析，对各种采光手段的优缺点进行评论以及阐述。经整理可分为以下各方式： 侧面式 天窗式 天井式 中庭式 下沉式 采光竖井 研究成果：通过对地下建筑和自然光之间的关系阐述，给我们在今后的地下建筑设计的时候提出了一方面的理念：在结构设计是要考虑地下建筑的采光，以满足人类活动的要求。 二．地下建筑中结构与材料受火、抗火性能的研究 研究的必要性：通过阐述近些年来世界各地的地下建筑在火灾，毒气泄漏等各种灾害发生的频率以及灾害发生的后果，提出近些年来地下建筑的防灾害能力有待提高。 (1)火场升温迅速，相比地面建筑，火灾所达到的温度更高，这使得地下建筑结构抗火设计中所应用的火灾升温曲线与地面建筑不同。随着性能化抗火设计的发展，标准升温曲线ISO．834已经不能满足要求，更趋向于利用计算机模拟得到一条更加接近实际火场的升温曲线作为抗火性能研究和设计的依据。 (2)地下建筑工程承受的荷载大、混凝土强度等级高，施工困难，自密实混凝土的应用比较广泛。因此，有必要对地下建筑结构和构件的受火性能和抗火设计方法进行研究。 研究目标：地下建筑主要的材料主体是混凝土与钢筋，因此要加强地下建筑抗火性能，本质上是对建筑材料的抗火性能进行加强。 通过对高温下钢筋混凝土性能的研究分析得到钢筋混凝土的耐热性能以及高温下结构的应力应变情况。 再通过地下建筑结构的火灾分析得到结论： (1)温度扩散情况分析 对于火灾初期， 图3．4、图3．5为四种工况下火灾在360s时的断面(y=12．5截面)温度分布图。 1．从图中可以看出，高温烟气扩散很快，360S便扩散到了整个车站，尤其是经过楼梯口向站厅层的扩散。由于有楼梯挡烟的作用，加上站台层机械排烟作用，站台两侧的温度基本没有变化。 2．通过两组图片的对比可以看出，相同通风条件下，喷淋系统可以人人降低火场的温度，火源周周的温度相对降低100。C左右，有利于控制火势的蔓延。 3．通过两组图片的对比可以看出，机械通风对于温度的控制不是很明显，但是在楼梯口处由于有向下空气补给的作用，相对无机械通风的工况温度上得到了明显的控制，满足地铁设计规范要求的在6min内部超过60℃的要求。可见合理的机械通风系统对人员逃生和消防灭火是非常重要的。 (2)温度曲线分析 研究表明地铁车站这类地下建筑结构，结构重要部位的抗火设计依照刚VS曲线设计偏于保守。 三．地下建筑热湿环境控制与评价 研究内容、方法和意义：对地下建筑内热澎负荷的一个重要组成部分——壁面岩体的传热量和传湿量，采用多孔介质热湿迁移理论对其进行分析。建立岩体传热传湿的数学模型，然后根据传热传湿过程中各个推动力彼此影响的强弱以及工程的实际情况对模型进行简化，利用数值计算方法算出具体数值。为储油库的通风除湿系统设计提供动态、准确的熟湿负荷，为系统的全年运行提供科学依据。 研究过程：通过实际案例的分析以及数据的采集（地