实际上,即使在利用城市地下空间方面比较先进的国家,如瑞典、日本、加拿大等的一些城市,到目前为止所开发利用的也仅仅是其地下空间资源的很小部份。以日本东京都的23个区为例,地下空间主要由建筑物地下室、地下街、地下步行道、地铁和地下公用设施等组成。据统计,不包括地下公用设施,共有地下空间507万平方米,其中地下室占76.9%,地下街占5.3%,地铁占17.8%。以平均利用高度4米计,已经利用的地下空间共约2028万立方米。东京23个区总占地面积为592平方公里,以开发深度30米计,则地下空间资源拥有量约为170亿立方米,已经开发利用的仅为1.2‰。可见,即使像东京这样的现代化大城市,地下空间也还远未被充分开发利用,无疑是一个极可珍贵的资源,对于城市未来的发展,是具有战略意义的。
尽管城市地下空间资源一般都很丰富,但毕竟不能代替地上空间,而只能作为地面空间的扩展或补充,二者统一起来,形成立体化的城市。因此,应当研究一个问题,即城市的哪些功能和城市居民的哪些活动最适合于在地下空间中实现和进行。从世界上在这一领域比较先进的国家的实践经验看,城市地下空间利用的内容和范围相当广泛,大致可以归纳为以下几个方面:
1.居住空间
在城市中,有不少居民居住在建筑物的地下室或半地下室。由于居住环境一般不如地上,一旦有可能,居民都希望住到地上去。人们长期在地下居住,对于健康倒底有没有影响,至今尚无科学的解释。日本法律规定禁止在地下室中住人,也是出自这种考虑。但是,现代科学技术完全有可能使地下居住环境得到根本的改善,因此地下居住空间仍有一定的发展潜力。70年代初,美国从建筑节能的角度出发,开发了一种利用太阳能进行空调的半地下覆土住宅。房屋向阳的一面大量开窗,屋顶和其他外墙则在施工后覆土,以改善围护结构的热工性能,达到节能的目的,一般可节约常规能源50%以上,又可充分利用斜坡地形,因而得到一定程度的推广。
2.业务空间
凡办公、会议、教学、实验、医疗、展览、图书阅览等各种业务活动,都可以在地下空间中进行。这些一般不需要天然光线的活动内容,当具备全面空调条件时,在地下空间中是比较合适的。美国旧金山市的莫斯康尼中心,是一座展览、会议的综合性大型地下建筑,地下展览大厅面积达23000平方米,采用90米跨度的预应力拱,厅内无柱,能同时容纳2万人活动;还有能容纳50~600人的大小会议厅30多个,以及能为6000人提供饮食的食堂。这座建筑造价很高,但由于经济效益显著,两三年即可收回建设投资。美国明尼苏达大学土木与矿物工程系的地下系馆,包括各种教室、实验室和办公室,总面积14100平方米,90%在地下,并采取了各种节能措施,安装了日光和景物两个传输系统,成为迄今为止汇集各种最新技术的大型地下公共建筑的范例。美国哈佛大学一座图书馆由于采取了地下方案,很好地解决了校园用地不足和保留校园古典建筑传统风格的问题,对于各种珍贵图书文献的保存也非常有利。
3.商业空间
在瑞典、加拿大、联邦德国、法国等的一些大城市,地下商场、商店很多,日本的地下商业街更为著名。对于商业活动来说,由于不需要天然光线,人们滞留时间相对较短,在地下空间中进行是很合适的。同时,大量人流被吸引到地下去,对改善地面的交通与环境也都是有利的。在气候严寒多雪或酷热多雨地区,购物活动在地下空间中进行,不受外界气候的影响,故特别受到居民的欢迎。由于商业的营业额大,利润率高,因此如果布置和经营得当,有可能在一定时期内收回建设投资,或用商业收入弥补其他地下设施(如交通)收入的不足,经济效益、社会效益都比较显著。
4.文娱空间
像电影、戏剧、音乐、运动、游泳等文化、娱乐、体育活动,即使在地面上,也多采用人工照明,因此在地下进行就更为方便。地下影剧院由于人员集中,安全问题较大,目前除我国、法国、加拿大有少量外,在其他国家尚不普遍。在瑞典、挪威、芬兰等一些北欧国家,由于地质条件较好,在城市和城郊的山体岩石中,修建一些跨度较大的地下音乐厅、体育馆、游泳池、冰球馆等,对开展群众性文娱、体育活动十分方便,同时还都准备在战时改做为公共的人员掩蔽所。