地下空间与地面空间就其使用功能类型而言基本相同，可分为：居住功能、商业功能、文化娱乐功能、交通功能、生产功能、贮存功能、市政功能及防灾功能等。因为地下停车是地下空间的一个最为普遍的功能，往往大部分地下空间都会兼顾地下停车功能，所以，此功能包含于所有功能之中，也为后文地下空间功能复合的一类。

1）居住功能

居住是人类对地下空间运用最早，也是最为普遍的一种功能，主要形式为把居住活动置于岩土之中。当今，随着绿色建筑运动的广泛推广，现代化的地下居住建筑凭借其自身独特优势，在欧洲，美国等地区被广泛重视。比如瑞士迪肯孔（Dietikon）镇优美的现代地下建筑由Vetsch Architektur建筑事务所的建筑师维奇设计，九幢互相连接的白色住宅以及停车场全部设计于地下空间之中。建筑巧妙地将地下岩土作为有效隔绝雨水、高温及狂风侵蚀的保护层，并且自然地与环境融合（见图2-1）。

图2-1 瑞士迪肯孔镇地下居住建筑（设计师：Peter Vetsch）

（图片来源：Vetsch Architektur）

Malator住宅是英国威尔士橡树石地区（Druidstone Wales）堪称现代意义上的地下建筑典范，是威尔士建筑杰作之一，被英国建筑学界称为“未来威尔士住房的蓝图”。其基本设计思想简单明确，地下空间中的核心空间由预制构件所围合，而在最外层则与周边的陡坡相融合，既达到绿色节能的效果又解决通风采光。巧妙的设计使得Malator非常具有现代感，整体建筑空间与周边的环境完美结合（见图2-2）。

虽然国外地下居住空间方兴未艾，但在中国，除早期西北窑洞建筑以外，地下空间对于居住的理论及实践尚处初步，所要探索的领域还很多。随着技术的不断完善，通风、采光等技术的解决，居住功能也必将成为未来地下空间发展最为广阔，也是最为期待的新领域。

图2-2 英国威尔士橡树石地区Malator住宅

（图片来源：Wikipedia）

2）公共功能

地下空间的公共功能相对于人类地下居住功能而言起步较晚，但是，如今却是现代城市地下空间各类功能中发展最快，应用最普遍的一种方式。地下公共空间是地下公共系统活动的开放性场所，包括所有的地下商业设施、文化娱乐设施、教育科研设施、办公医疗设施以及部分其他设施空间（见表格2-1）。设计及技术方面需要考虑其多重性、复合性，并与地面上的繁华商业区或地下交通换乘点结合设置。

表格2-1 地下公共空间功能一览表（作者整理）

城市地下公共空间与地上公共空间相比，具有恒温性、隔热性、遮光性、空间性、安全性等独到之处，具有一定的优势，但是地下空间一经建成，对其再度改造和改建的难度是相当大的，具有不可逆性；所以从这种意义上说，要求对地下公共服务空间的利用计划要有长远眼光，进行多方面论证、认真评估后才能实施。

相比较于地下公共空间中的其他功能，地下商业功能又是其中最为广泛，对城市空间发展最为重要的功能之一。现代大城市地下商业开发利用不再是满足某一单项功能，而是向综合开发利用的方向发展，使之立足于城市的整体建设与功能要求，实现多项城市功能的整合共容（见表格2-2、表格2-3）。

表格2-2 部分国外地下商业开发案例分析表（作者整理）

表格2-3 部分国内地下商业空间案例分析表（作者整理）

续表2-3

地下商业服务功能空间包括地下商场、餐饮设施、地下旅社等，一般与地面上的繁华商业区结合布置，另外也可以考虑城市的广场、绿地、居住区、道路等。通过地下商业开发可以有效地缓解地面交通拥挤的状况，在不扩大和少扩大城市用地的前提下，实现城市空间的立体化开发，提高土地利用效率，节约土地资源，在一定程度上缓解高昂的地价和开发建设的矛盾，同时可以增大地面的绿地面积，保护和改善城市生态环境。地下商业大多布置在大城市中心区、人流量大和人员密集区或者交通枢纽区，商业开发的同时会吸引大量的客流，从而引发对动态交通和静态交通的需求，地下建筑疏散、通风等设施对地面景观环境影响等问题（见图2-3、图2-4）。

（1）区位的优势

城市内的各类区位，如城市商业中心、地下轨道交通枢纽站点、城市交通枢纽等位置，对地下商业有较强的引力作用，地下商业的潜在发展价值较高。空间区位等级与地下商业开发的需求及其经济效益直接相关，距离这些空间区位越近的地点，其地下商业开发的需求越大，经济效益越高。因此，城市中的商业中心及交通枢纽等空间区位，对空间量和空间层次需求的无限增长性，决定了空间区位对地下商业的强大需求。

图2-3 台北地下街实景

（图片来源：作者拍摄）

图2-4 日本东京地下街实景

（图片来源：作者拍摄）

（2）交通的便利

地下商业只有发挥其交通功能时，商业功能才能得到实现。单纯以商业功能为主的地下商业空间往往缺乏和地面商业设施的竞争力。只有当地下商业空间的交通功能得以充分的发挥时，地下商业的效益才能得到体现。因为地铁沿线地下商业量巨大，地下商业空间可与地铁空间相互贯通，在实现交通疏散的同时充分挖掘其商业潜能。通过地下轨道交通的建设带动城市地下商业空间的综合利用，不仅能满足城市集体运输系统的需求，而且可以实现城市土地效益的进一步提升。

（3）地上地下的互动

地下商业业态需要与其所在区域商圈的性质相呼应，或依附于其已经成熟的地上及周边的商业气质，或与周围的地下商业联合，形成合力，营造规模经济。地下商业的发展促进了区域综合商业业态的立体化，地上地下在商业功能上的分工，让整个区域的商业运作模式更加成熟全面。地下商业应充分整合资源，与地上商业融为一体，进行连通和互动，地面商业发展对地下商业形成辐射力，地下商业又为地上商业提供了源源不断的人流，实现地面和地下商业的实线互动、人流畅通，形成能量强劲的磁场效应。

3）交通功能

现今大城市地下交通功能主要包括两个大方面：静态交通及动态交通。静态交通即以解决停车问题为主，这类功能为地下空间中面积最多，利用最为普遍的形式；动态交通包括地下轨道系统、地下道路系统（可分为地下隧道、山体隧道、海底、河底、湖底隧道等）及地下人行通道等（见表格2-4）。

表格2-4 国内外部分地下交通空间案例分析表（作者整理）

（1）地下轨道系统

随着经济的持续发展，大城市对交通的需求与日俱增。地下轨道系统作为人类利用地下空间的一种有效形式，与传统的地面交通方式相比，对于提高土地利用效率、缓解交通、改善居住环境、实现人车立体分流、减少环境污染、保护历史文化景观等都具有十分显著的作用。地下轨道系统单向高峰客运量为3万～7万人次／小时，而地面公共电、汽车的运能最高仅为8 000～9 000千人次／小时。据预测，2010年，中国特大城市主要干道高峰单向客流量将达到3万～7万人次／小时。所以积极发展地下轨道网络是城市交通发展的必然趋势。北京、天津、上海、广州、深圳、南京、武汉、成都、沈阳等大城市都已建设或正在建设城市地铁系统，以分担地面公共交通。因此，未来地下轨道系统在承担公共交通的优势随着城市私有交通问题的日益突出，而备受重视。

（2）地下道路系统

地下道路系统主要指修建于地面以下的、为机动车提供足够车道、具有一定机动车通行能力的、与其他地下交通设施能够彼此连通的、通过匝道与地面以及高架道路进行连接的交通隧道系统。地下道路系统中每条车道最大通行能力为1 800辆／小时，同时可以不占用或极少占用地面土地和空间，不影响地面行人和自行车交通。南京的地下道路系统发展在国内是比较领先的，通过已经建成并运行的新模范马路地下道路、玄武湖隧道、九华山隧道、龙蟠中路地下隧道、通济门隧道、集庆门下穿道路，以及正在桥改隧的城西干道地下道路，共同组成了南京的地下交通快速环线系统。地下快速环线系统的建立，有效地缓解了南京市主城区的交通拥堵问题，提高了城市交通运行效率，取得了良好的社会效益、经济效益和环境效益（见图2-5、图2-6）。

图2-5 南京地下交通快速环线系统

（图片来源：作者绘制）

图2-6 南京地下交通快速环线隧道

（图片来源：作者拍摄）(www.daowen.com)

（3）地下步行通道

地下步行通道由于其最佳的渠道化交通成为大城市中心区和城市道路交通中心的重要设施。早期的过街道仅作为穿越城市道路的辅助设施，近年来一些发达国家如日本、加拿大将地下过街道连成网，形成了地下人行过街道系统。这些地下过街道系统对繁荣城市、改善环境起到了很好作用。

地下步行通道设计形状一般分为“X”状、“井”状、“H”状与“Ⅰ”状（见图2-7），不同空间类型的人流交通组织特点与工程造价不同，具体的设计形式应根据不同路口的需求而定。地下步行过街道宜设置在人、车交通较为复杂的城市交通主干道上，尽可能直接与各类地下公共设施相连，一般长度为30m～50m，宽度不超过10m。在中国城市中，地下步行过街道是地下步行系统的一部分，一般均要求兼顾民防功能，并与邻近防空防灾设施相连通，战时或灾时可转换为人员掩蔽和紧急避难场所或疏散通道。

图2-7 地下步行通道类型

（图片来源：作者绘制）

在公共服务设施比较集中的区域，尤其是商业设施密集的城市重要核心区域，往往伴随着大量的人流和车流。为避免人行和车行混杂造成交通组织的混乱，要提升交通出行的安全性。

（4）地下停车场

地下停车场容量大、用地少、布局易于接近服务对象，因此国内外对于城市中停车设施的建设越来越多地采用地下的形式。地下停车场一般可分为开敞空间（道路与广场及绿地等）地下停车及结合建筑地下停车两大类。特别是结合地铁车站和地下商业街修建地下停车场，便于人们购物、换乘及疏散，有效解决复杂地区地面人车混杂问题，减轻城市中心的交通压力（见图2-8）。日本等发达国家在城市中心区将公共地下车库、义务配置的地下车库等通过地下通道相互连接以形成规模更大的地下车库群，从而使城市中心区分散的地下停车设施成为完整的网络有机系统。这样既能减少机动车因寻找停车泊位而对城市地面正常交通秩序造成的冲击，又能更充分地发挥所有停车库的停车效率，成为社会公共停车场建设的一种新的趋势和潮流（见图2-9）。

图2-8 韩国首尔地下停车场

（图片来源：作者拍摄）

图2-9 日本上野道路下停车场

（图片来源：作者拍摄）

但是，由于地下车库的建设具有投资大、施工周期与投资回收期长等特点，现代大城市地下停车场利用率还不高。为鼓励地下车库的建设和利用，政府除在税收、融资等方面给予政策上的优惠外，还通过经济杠杆的作用，在地下车库的停车时间与停车费上予以适当的倾斜，来保证地下车库的停车率和周转率，以缩短相应的投资回收期，并进一步吸引地下车库的建设投资，以解决大城市中心区停车难问题。

4）市政功能

（1）市政设施管线集约化

由于传统的市政管线直埋方式容易造成道路的反复开挖，引起巨大的经济损失，而且容易发生爆裂等事故，更不利于城市防灾；所以目前在市政管线的建设中，越来越多地采用集约化建设的模式，即采用“共同管沟（或称共同沟）”的方式来敷设，尤其是在新城区的建设中。现代大城市自然把各种市政管线纳入地下统一管理，共同沟是保证城市具有可持续发展能力的重要城市基础设施之一，已成为大城市市政建设的趋势和潮流，利用城市地下空间建设共同沟以铺设城市生命线设施，不但可以减少对城市道路的反复开挖以及由此而引起的对城市正常交通秩序的巨大冲击，并且可以形成良好的城市景观。另外，日本阪神大地震的经验说明，共同沟对于城市综合防灾能力的提高也有非常显著的作用。

所谓“共同管沟”（城市综合管沟）是指将两种以上的城市管线集中设置于同一人工空间中，所形成的一种现代化、集约化的城市基础设施。共同沟的建设已成为面向21世纪城市现代化建设的趋势和潮流，如东京、莫斯科、巴黎等国际著名大都市都建有数百千米的共同沟，中国上海市也在浦东新区的商业干道张杨路建成了国内第一条现代化的共同沟，大连、深圳等地的新区也在规划规模庞大、体系完整的共同管沟。

平均造价超过1 000万日元／m 的日本麻布日比谷共同沟，全长1 424m，起点虎之门竖井为35m 深，日比谷竖井为23m 深（见图2-10）。工程主要工艺是采取先进的泥浆式掘进机进行“封闭掘进”。沟内敷设了电力电缆、电信、给水、污水等管线，施工管理采用3MS的管理方式（即Quality Management System，QMS；Environmental Management System，EMS；Occupational Healthcare Management Services，OHMS）。另外，日本在阪神大地震后的调查发现，在共同沟中铺管的抗震性能较直埋敷设要好得多，凡是埋设在共同沟内的管子损坏均较少［17］。因此，地下共同沟在日本不仅是城市基础设施先进性的代表，也为这个地震多发国家的抗震减灾做出了卓越的贡献。

图2-10 日本麻布日比谷共同沟

（图片来源：刘宏）

（2）市政设施站点地下化

随着城市化水平的不断提高，一方面，城市中的市政基础设施总是呈现跳跃式的发展，以满足城市发展的不断需求；另一方面，世界各大都市中产生诸多城市问题的根本原因在于城市基础设施无法与城市保持协调发展，而开发利用城市地下空间资源，则是解决这些问题的重要手段，所以近年来随着可持续发展战略的实施，城市地下空间开发利用在城市市政设施方面也发挥着越来越重要的作用。人类在开发利用地下空间资源的历史中，一般遵循一些基本原则，如“人在地上、物在地下”“人的长时间活动在地上、短时间活动在地下”等；而市政基础设施作为一种服务于城市发展的构筑物，在建设整体宜居城市的过程中，将越来越多地结合城市地下空间设计进行建设。

①污水处理设施地下化：污水处理设施不仅对保护环境有非常重要的作用，也是提高水资源利用率的重要手段，对城市的整体宜居发展具有深远影响。但污水处理设施的建设占地面积大，而且自身也散发废气，所以发达国家依靠其雄厚的经济基础，对污水处理设施逐渐结合地下空间开发利用来进行建设：有的结合居住小区的绿地建设并对小区内的生活污水进行处理，如日本东京的落合污水处理站；有的建于城市的大型绿地下部空间，对较大范围内的生活污水进行处理，如日本岛根县的鹿岛中心绿地隧道式污水处理厂等；除此之外，城市中的废弃物处理设施也越来越多地利用城市绿地的下部空间进行建设。

②城市垃圾封闭化地下运输：自城市产生之始，垃圾的处理和运输问题就一直困扰着城市的发展，一方面垃圾处理场占据了大量的城市土地资源并造成了城市环境的污染，另一方面，垃圾的敞开运输方式在城市中形成了流动的污染源，并造成了城市的二次污染。近年来，垃圾的分类处理以及封闭地下运输方式，成为国内外环境卫生设施建设的趋势和潮流，其中垃圾的真空管道运输方式，正在经济高度发达的国家得到推广，并将成为今后垃圾运输方式的发展方向。比如上海世博园利用地下空间建设了真空垃圾回收系统，宁波建设了地下垃圾站点等，对于城市环境也起到了良好的改善作用（见表格2-5）。

表格2-5 部分地下市政工程案例分析表（作者整理绘制）

5）两防功能

从某种意义上说，利用城市地下空间两防（防空防灾）功能不是一个新的概念。其中城市的人防工程建设就是为了满足防空（防灾）的需要而开发的。地下空间具有很强的抗灾特性，特别是对气象灾害、生命线灾害等具有天然的防护能力，而对于地上诸多难以解决的防灾矛盾如城市的内涝、空袭以及交通堵塞等灾害，也必须通过地下空间的开发弥补，才能保证城市的可持续发展。因此，利用地下空间防灾是城市综合防灾系统的必要组成部分。

地下空间一方面能够对地面上难以抗御的外部灾害如战争空袭、地震、风暴、地面火灾等提供较强的防御能力；另一方面也能弥补地面防灾空间的不足，特别是在战争空袭点穴式精确打击阶段，当地面建筑与设施受到严重破坏后，可以提供人员和物资防护，保存部分城市功能。依据地下空间的掩蔽性特点，大城市的地下空间必须考虑走平战结合之路，积极推进人防工作由单一的战时防空向战时防空、平时防灾的“两防一体化”双重职能转变。同时，地下空间的防空防灾一体化建设，要考虑平时和战时两种不同需求（见表格2-6）。

表格2-6 部分地下人防工程案例分析表（作者整理绘制）

6）仓储物流功能

在城市中，除人的活动和出行形成人流外，其他一切物质的流动，如货物运输、邮件运递、废弃物运输、水流、气流、能源流、信息流等，都可统称为物流系统（Logistic System）。这里所指的是由城市货物运输、存放、配送诸环节组成的货运系统（Freight Transport System），通常也可称物流系统。城市地下物流系统通过有效分流城市部分货物运输，而达到缓解交通拥堵的目的。将城市边缘处的物流基地或园区的货物经处理后通过地下物流系统配送到各个终端。在大城市中心区以及具有突出景观价值的区域，发展地下货物运输系统，逐步实现小型商品、设备、材料等运输、配送的地下化和邮政物资（信件、报刊、包裹等）递送的地下化，从而达到减少地面上货运车辆，节约能源，减轻空气污染的目的。世界经济合作组织在2003年的《配送：21世纪城市货运的挑战》报告中指出，发达国家主要城市的货运占城市交通总量的10%～15%，而货运车辆对城市环境污染总量的贡献为40%～60%。日本东京建设300km 地下物流系统的评估报告中显示：NO 和CO2将分别减少10%和18%，能源消耗减少18%，运输速度提高24%。因此，未来城市地下物流系统将成为地下空间发展的一个新的方向，受到国际的广泛重视（见图2-11）。

图2-11 德国的CargoCap地下物流系统示意图

（图片来源：作者绘制）

图2-12 澳大利亚大型地下仓储实例

（图片来源：作者拍摄）

而地下仓储功能相对地下物流而言的另一功能，是指将进入物流系统的货物进行堆存、管理、保管、保养、维护等一系列活动置于地下（见图2-12）。因为地下环境适于部分物品的贮存，且更容易防止偷窃和抢劫，从而使得地下空间在仓储、贮藏方面发挥着巨大的作用。地下仓储空间一般都为大空间体系，功能上主要包括地下食物储存、物资储存（包括武器装备库、油料储备库以及各种制成品仓库等）（见表格2-7）。

表格2-7 世界主要发达国家地下空间石油储备一览表（作者整理绘制）

俄罗斯的战略储备机制是从苏联继承过来的，苏联解体后，俄罗斯进入艰难的政治、经济和社会全面转型时期。此外，从计划经济向市场经济过渡的过程中，俄罗斯始终面临通货膨胀的压力，国家需要保持一定的战略储备以备必要时入市干预。与此同时，俄罗斯也面临西方日益强大的压力，经济安全受到威胁，必须保持一定的战略储备以确保经济稳定发展。目前俄罗斯境内共有150个储备库，储备物资中食品占很大的比重，包括肉、食用油、面粉、米粒、麦粒、茶叶、食盐、咖啡、肉罐头等；此外，为保障战时需要，俄罗斯在地下还储藏了大量的石油制品、钢铁、煤炭、稀有金属等战略物资，储备方式以“冰冻井”“地下空洞”储备为主。储备库一般都位于地下125m 左右的洞穴中，大多选用废弃的石膏矿或者盐矿。

7）工业生产功能

地下空间所具有稳定的热环境，较之地表的低振动、密闭的通风系数、低渗透水平及高承载力等主要特性适合于现代部分特殊工业发展等要求。地下工业生产空间指工业产品、武器装备、大型机械等零部件的制造厂房以及有一定温度和湿度要求的精细车间、食品及纺纱车间等地下化。但是，因现代大城市的第二产业逐步迁移向远郊，大城市特别是核心区对地下空间的工业生产功能需求相对较弱，本文对此功能不做详细研究。