随着社会文明和原始建设技术的初步发展，人类对于地下空间利用也从初步的简单借用演变为对空间的设计和改造萌芽行为。中国西部黄土高原长期缺乏木、石等传统建筑材料，但却有质地细密、渗水性差、直立性强的黄土层特性，加上气候干燥少雨、冬季寒冷的气候特点为窑洞（Cave Dwelling）这种普遍的地下空间居住形式的广泛推广提供了很好的发展前提。窑洞最早可追溯到周朝早期，《诗经·大雅·绵》中就有使用“古公直父，陶复陶穴，未有家室”描述窑洞的字句，现今窑洞的地下居住分布主要位于黄河中游的陕西、山西、甘肃、河南、宁夏等地区［10］（见图1-7）。就形式而言，窑洞经过长期发展分为靠崖式、下沉式和独立式三类。窑洞保温性能好，隔音效果突出等特点都充分反映了地下空间的优势。同时，其空间结合山川、自然把地下空间艺术特色置于苍凉和壮阔背景之中（见图1-8），也正反映了古代人类对于空间与自然的辩证和谐思想。

图1-7 陕北窑洞实景

（图片来源：作者拍摄）

图1-8 陕北窑洞与周边自然景色融合

（图片来源：作者拍摄）

与中国窑洞建筑类似的是位于现今伊朗西北部东亚阿塞拜疆省（East Azerbaijan Province）萨汉德（Sahand）火山山脚处卡多瓦（Kandovan）的地下岩土建筑形式。该建筑群开凿于天然的火山岩中，拥有超过700年的历史，且其中绝大部分建筑至今依然被当地居民使用，一部分还被改造为旅馆，供游客住宿（见图1-9、图1-10）。

图1-9 伊朗Kandovan地下岩土建筑

（图片来源：http：／／blog.sina.com.cn）

图1-10 伊朗Kandovan地下岩土建筑

（图片来源：Ali Mirghaderi）

而对于大规模的地下空间活动而言，公元7世纪，距今大约4 000年以前，基督教徒为了逃避拜占庭的迫害来到土耳其内夫谢希尔省（Nevşehir Province）的卡帕多奇亚（Cappadocia），凿穴而居，总共建有36座地下城，其中最深的是可居住约1.5万人的代林库尤（Derinkuyu）地下城。代林库尤地下城深度达到地下大约40m（见图1-11）。有1 200多间房，粮仓、马厩、卧室、厨房、礼拜堂、学校、酿酒坊、仓库等设施一应俱全，并且互联互通。地下每一层的入口都用一块巨大的石门堵住，以防入侵者进入，里面的住户则可以通过地道在各层之间自由出入而不被发觉。代林库尤的通风设施设计得非常完美，在地下城中心有通气孔与地面相连，据勘测，从地面通风口算起，最深的地下通风井长达86m，即便在最深的一层，都可呼吸到新鲜空气。另外，代林库尤还有通道和周边地下城相连，已知的一条10km长的地下通道使代林库尤地下城与规模最大的凯马克勒（Kaymakli）地下城互相连通（见图1-11）。

图1-11（a） 土耳其代林库尤地下城剖面

图1-11（b） 土耳其代林库尤地下城实景(www.daowen.com)

（图片来源：Ali Osmay Gure）

图1-12 东汉褒斜道石门隧道遗址

（图片来源：作者拍摄）

在地下交通方面，公元前2180～2160年，在两河流域古巴比伦城（Babylon）中的幼发拉底河下修筑的砖石砌筑人行通道长约900m，宽3.6m，是迄今可考的最早用于交通的地下隧道空间。中国东汉永平年间在今陕西褒城修褒斜道时，采用古老的“火煅石法”凿了长14m、宽3.95m～4.25m、高4m～4.75m 的石门隧洞（见图1-12），它为世界最早人工开凿可通车地下隧道空间，隧道内至今依然保留着原始人工开凿的痕迹，突兀嶙峋。

在地下市政方面，位于古罗马城地下的马克西姆下水道（The Cloaca Maxima）是古代世界最为宏伟，历史最为悠久的地下市政工程，距今已有2 500多年历史，在现在的罗马城中仍然被正常使用。公元前6世纪左右，伊达拉里亚人由于卫生条件的考虑，首先开始使用岩石所砌的渠道系统，将暴雨造成的洪流从古罗马城排出，其主干道宽度超过4.88m（16英尺）［11］（见图1-13）。尔后罗马人在此基础之上又继续扩建7个分支流经城市街道，最终汇入主道马克西姆下水道。这一人类首次的大规模地下市政工程，在当时的技术条件之下堪称奇迹。此外，根据史料考证，中国战国时期的城市中已有陶制的排水沟渠，称“陶窦”，可惜现存已经无实例。

图1-13 古罗马城马克西姆地下水道线路图

（图片来源：Aldrete G S.Daily Life in the Roman City：Rome，Pompeii，and Ostia）

在地下储存方面，5 000年前，中国古人就开始在地下贮藏粮食。封建社会统治者为确保饥馑之年的稳固统治，亦广设粮仓，古城洛阳曾发现隋唐时代贮藏谷物的面积为600m×700m 的地下仓库——含嘉仓，因其热稳定性、密闭性和地下建筑的安全性成为官方仓储的典范。中国古代人还将冰贮藏在地下以用来夏天降温或者保存食物。有文献记载，秦汉以前，我国历代统治者在自己的宫殿内，为防暑降温、冰镇食品，都建有“凌阴”设施。从西周开始，统治者的宫殿内就设有专门掌冰的官员——凌人管理此事。如《诗经》中说：“二之日凿冰冲冲，三之日纳于凌阴”，“凌阴，冰窖也”。1973年5月至1977年，我国考古工作者在秦都雍城姚家岗宫殿遗址的西部，发掘了一处春秋时期的凌阴遗址。

因为古代人类意识到地下空间的相对密闭性日用对于液体储存的特点，在缺水的沙漠地区，在地下贮存水已经有相当长的历史。在土耳其的伊斯坦布尔市（Istanbul）苏丹哈梅特区内，现存有称为康士坦丁诺布尔的东罗马帝国首都时代建造的数个地下贮水池。其中圣索菲亚教堂斜对面的“地下水宫”（Basilica Cistern）由查士丁尼大帝（Justinian I）于公元527～565年统治时期所建，作为当时伊斯坦布尔市民日常饮用水的来源之一，是拜占庭（Byzantine）时期到奥斯曼帝国（Ottoman Empire）时期最为著名的地下蓄水池。复杂的工程在石灰岩中挖掘出宽70m，深140m，总占地面积9 800m2的巨大地下洞室［12］。（见图1-14）拱圈屋顶由高9m 的石柱排成12行共336根圆柱所支撑，每行28个石柱以4.8m 距离平均间隔。其中98根石柱采用科林斯（Corinthian）柱式，其他的则是多立克（Doric）柱式。“地下水宫”的墙体是由4.8m 厚的防火砖墙构成，而地砖使用特殊的防水砂浆材质。根据相关记载有超过7 000个奴隶参与了地下蓄水池的建设，建成后储水量达10万吨之多，可提供当时全城人一个月的用水。“地下水宫”还成为君士坦丁堡主要建筑物的过滤系统，并且为1453年奥斯曼帝国到近代托普卡帕皇宫（Topkapi Palace）持续提供水源［13］。

图1-14 土耳其的伊斯坦布尔的“地下水宫”

（图片来源：作者拍摄）

古代战争中，把构筑坑道作为一种特殊的攻防手段，通常是进攻部队用以隐蔽接近敌人而采取的出奇制胜的办法，是劣势装备的部队利用地形隐蔽自己，抗击优势之敌的有效战术。小亚细亚的哥勒弥的地下城市遗址，就是公元前4世纪时为了防御外来侵略而建设起来的，在软质石灰石地层中开掘成8至10层，向四方分散达数千米的地下街，用容易迷失方向的隧道连接起来。中国古代也很早就有了坑道战术。在公元前5世纪的战国时代，就已经产生了坑道战以及反坑道战，比如公输班与墨子进行的“九拒九攻”的坑道战与反坑道战演习就是很出名的例子。

地下空间缺少阳光，黑暗、寂静和神秘的特质是其成为古代人用于宗教活动的重要场所的原因之一。古罗马和土耳其的地下礼拜堂、印度的石窟寺、美国的亚利桑那印第安人建造的地下“开越司”都是其中的典型代表。在中国，从天山南麓至敦煌千佛洞群壮丽的石窟佛寺，是僧侣们于公元前直到中世纪建设起来的，作为在酷暑、严寒地方学习和传教的活动场地。

远在几千年前，中国就已经能开采钢、铁、金、煤等矿藏。到了周代，金属矿床的开采已具有相当规模，并已开始了地下采煤。煤矿里有竖井和水平巷道，巷道有主巷和支巷，巷道用木板支护，防止崩塌伤人。

此外，古代的帝王陵墓或宗教建筑也拓宽了地下空间的利用。古埃及金字塔的地下空间就巨大且复杂、神秘；在中国，公元前1300年到公元前1046年的殷墟，是商代后期的都城，也是可以肯定确切位置的最早的都城。殷墟王陵是中国目前已知最早的完整的王陵墓葬群，面积达11.3ha。还有始建于公元前222年的秦始皇陵，是中国历史上最大的皇陵。