随着城市人口的不断膨胀、城市规模的不断扩大，城市面临人口拥挤、土地紧张、交通拥堵、安全问题突出等影响城市可持续发展的难题。利用地下空间向地下发展是解决这一难题的有效途径，也是城市空间发展的一个重要方向和趋势。地下建筑处在一定厚度的岩层或土层中，在城市中有计划地建造地下建筑，对节省城市用地，降低建筑密度，改善城市交通，扩大绿地面积，减轻城市污染，节约能源增强城市防灾减灾能力等方面，都可以起到至关重要的作用。

　　一、地下空间中人的心理特征

　　从建筑环境设计的角度出发，建筑可看作一个环境因素的过滤器，即建筑过滤器模型。此过滤器对外部的各环境因素按室内环境的需求有选择地予以排斥、吸收和通过，并对其不足部分以人工的方式由建筑设备系统主动提供补偿。地下空间的封闭型环境对外界的各种环境因素具有较强的排斥和吸收特性，一般而言，封闭型空间对外界的热、声环境有很强的抵御能力，是较为有利的，但同时亦把有利的视觉环境因素全部排斥了，这是其不利的一面。

　　（一）在地下空间中，心理方面的问题是最主要的。其主要原因在于地下建筑物被封闭在地下，往往给人阴森、封闭、压抑等不良印象，会使人心中产生压抑、不安、反感、枯燥乏味、与世隔绝、不安全等不良的心理反应。这种“无意识”心理反应非常复杂。大部分人不愿意在地下环境中长时间居留或工作。

　　（二）人们在地下空间中的方位感较差。方位感也叫定向感，即人对其所处的地理或空间位置和状态的感觉。人类在自然光照射下能正常的确定其在空间的方位位置，在地下空间中往往依赖于室内光线的方向和强弱的变化作为确定方位的参照系，不正确的视觉信息会歪曲人的定向感，在室内失去定向感，往往会使人知觉发生困难感觉不适。

　　（三）人类同大多数生物一样，内部的生物钟保持着昼夜的韵律。生物钟的变化在人们预测和估计光环境中起着重要的作用。在地下空间中，一般全部采用人工照明，它能满足工作的生理要求，但对人的心理要求，特别是对白天而言是远远不足的。使用者在白天会感觉处于夜间的状态，人长时间在内工作，往往会导致人的消极反应，会感觉单调而疲劳，从而影响情绪和降低工作效率。

　　（四）地下工程中的个人空间往往比较狭小，人们在拥挤的高密度人群刺激下可能会感到心理难以承受。从心理学角度看，密度高会使人感到对其行为失去控制，从而引起拥挤感。处于同样密度条件下的人，如果他感到他能对环境加以控制，则他的拥挤感会下降。人们虽然通常并不明确意识到这一点，但在行为上却往往遵循这些不成文的规则，破坏这些规则，往往会引起人们的反感。

　　二、地下空间中人的生理特征

　　地下环境在生理方面的影响是很复杂的。生理环境与心理环境即相互作用，又相互影响，这使得人在地面建筑物中感觉不到的生理影响被夸大，而这又会加重在地下的不良心理反应。

　　（一）人对阳光不仅仅是为了满足视觉观看的需要，更重要的是要满足某些生理机能的需要。例如紫外线对人体吸收维生素E及钙是很重要的条件，而且对防止疾病、杀死细菌等都是非常必要的。光的强度和光线成分对细胞的再生作用、人体活动、体质等都有很大的影响。光还能诱发出一种神经激素，影响新陈代谢。现代科学证明环境阳光有足够的光能可穿越哺乳类动物的颅骨，使大脑组织中的光电细胞活跃起来，并能扩张血管，增强人体内循环和增加血红蛋白，同时紫外辐射还能提高人的工作效率。人类已经适应了自然光的作用，虽然在较低的人工照明环境下也能生活和工作，但却会为此付出健康状况下降和寿命缩短的代价。

　　（二）无窗的地下建筑物往往很难做到自然换气，空气的流通性也差，致使新鲜空气量不足。地下建筑内重要的空气污染物质是从地下的土和岩石及混凝土中释放出来的放射性氡气，其他污染物的来源有燃料、人的活动(吸烟、呼吸气)、建筑材料及室外污染等。它们所导致的污染气体包括：一氧化碳、可吸入颗粒物、二氧化硫、氮氧化合物、二氧化碳、甲醛、臭氧及室内空气中的微生物等。地下建筑内这些气体浓度比地面要高,氧气负离子也要少，空气中污染物的浓度对人体的健康影响很大。如果人停留在地下太久,容易出现头晕、烦闷、乏力并使记忆力下降等不适现象。在某些条件下，空气污染可引起消极心情和侵犯行为。而且地下建筑由于通风不良，在相同条件下与地面建筑相比，排除空气污染源显得更加困难。在自然状态地下建筑内湿度很大，影响人体蒸发散热。湿度过大还会促进霉菌的生长，加重人的风湿类病症。

　　（三）在地下建筑中，非正常噪声会出现两种典型情况。一种是地下空间内的机械噪声，其强度如果很高，会对身在其中的人直接造成损害如听力损伤等；另一种是与外界噪声源完全隔绝，缺少正常生活中应有的声音，造成绝对安静的环境，从而令人感到不安。研究表明，强噪音引起的生理反应会干扰正常工作，虽然有时人们也能适应这种噪音，但这并不意味着噪音对他们没有影响了。在此环境中工作会使人的注意力变得狭窄，对他人需要变得不敏感，在噪音被消除后的较长时间内仍会对认识功能发生不良影响，尤其是不可控制的噪音，影响更明显。

　　三、地下工程的设计原则及应注意的问题

　　（一）为了最大限度地消除人们对地下建筑的偏见和恐惧感，在进行地下建筑设计时常采用各种办法来削弱这种心理，尽可能地接近地上建筑的感觉。出入口部处理、内部空间层高的变化、布置分隔的变化、中庭的设置、色彩的设计以及自然景观的引入等都可以影响这一人工环境的效果，其中出入口部处理的好坏将直接影响人们进入地下空间前的心理感觉。人的“无意识”状态是潜伏在人的大脑底层的，一旦受到刺激就会转化为意识“跳”出来。人们对地下空间的这种消极的“无意识”，如果缺少诱因刺激就不会“跳”出来，因此控制诱因刺激，关键的一步就是地下空间的出入口处理。出入口设计需解决的问题有三个：（1）建立空间过渡的秩序感、场所感。（2）处理好地下与地面环境的联系。（3）减轻或消除对地下的恐惧。地下建筑的出入口可以有多种做法，主要取决于建筑所处的地理位置、地形和使用功能等。如把地下出入口设计成与地面建筑相同形式的出入口，此类建筑一般建在斜坡上，建筑把主出入口设在坡底，进出建筑可以不必上下坡而很方便的进出，有效地削弱了进入地下的恐惧感。最常见的是把地下出入口设计成一个小的地面形式，此类建筑一般建在平坦地带，全部置于地下，为了消除进入地下的这种消极影响常把这种小的地面形式设计得小巧而富有动感，并用醒目的颜色、夸张的体形吸引外部人流的进入。再者就是在地下建筑外部设置下沉式广场或庭院，人们通过室外踏步或自动扶梯到达室外庭院，然后水平进入建筑物，这一方法保持了传统出入口的很多特色，能够部分地消除消极的联想，由于下降是在室外地带的空间中逐渐进行的，并且通过室外庭院得到了一定的释放，所以消极心理也得到了有效的缓解。

　　（二）在地下建筑中能正常提供行为暗示的方法如外部景观等已经消失。因而，必须综合应用各种设计手段，尤其是通过建筑语言与人对话来做好空间导向设计。空间导向性设计思路有：

　　（1）增强空间结构的明确性，利于人的知觉判断和人流的导引。

　　（2）将行进中的空间变化作为导向手段。如利用墙面的质感、色彩、肌理、图案变化和墙体形态变化改善视觉环境；利用天花的形态、色彩、质感、材料等不同，以及天花在第三维空间和照明变化上做文章，结合地段文化特点，增强空间的趣味性；利用地面高差、材质和色彩的变化作为有力的暗示手段；利用柱列很强的导向性与柱装修突变的强烈暗示作用，有效的吸引人们的视线；利用空间形状变化、通透性变化、楼梯、扶梯、踏步来暗示空间。

　　（3）利用视觉要素引导人流。人眼偏爱复杂的刺激，可利用形式适度复杂的建筑形态，吸引人的注意，正确引导人流。通过对灯具的有效安排，用光线来引导人流。墙、天花、地面、柱、空间形态和视觉符号等也是视觉导向要素。如视觉符号导向，包括文字图形和图案等有抽象意义的符号。文字是最直接、最不易误解的符号导向要素；图形符号具有直观明了的优点，效率很高。视觉导向要素应设计成注意的行人目光注意的中心，要有良好的可见度。

　　（4）听觉导向。人耳可以从声音中感知空间的方向和广阔度。设计时应注意克服噪声，形成正确的空间定向感。

　　（5）嗅觉和触觉手段。气味可唤起人对地点的记忆，是识别环境的辅助手段；墙、地面材料质感的变化引起触觉的变化，也是空间划分、引导和实施行为暗示的有力手段。

　　（三）易识别的环境有助于人们形成清晰的表象，易识别性对于定向、寻找路径、交往都能起积极的作用。在易识别的环境中，人们感到情绪上安定并有行为的自由，对环境有种控制感。环境是否容易识别和人们对环境是否满意存在某种程度的正向关系。人流路径结构明晰，路径结构简明才易于理解，且易于形成整体意象。注重节点设计，交通转换元素如大厅、通道、天桥、扶梯(楼梯)等都可看成节点，不同功能区域的交接处也可看成节点，节点的数目不宜过多，而且宜成为空间中的图形以加强易识别性。强化地下空间的标志物，设置表达明确的指示牌，加之足够的照明，并充分利用墙、天花及地面的特殊处理来形成标识性。指示牌的位置和高度都应在人眼视线易于到达的地方，避免设而无用。

　　（四）无窗的封闭型空间隔绝了自然光。但人工光源与日光在在照度水平和频谱上有很大差别。由于长时间在地下建筑内的工作人员缺乏与自然光环境的接触，因此在设计中除了应注意到视觉工作条件外，还应充分注意到人的健康方面的反应。选取照度水平时应注意到心理满意度的要求并适当提高标准。选用光源时除了满足视觉工作要求的色温和显色性指数外，还应尽可能地使紫外辐射与可见光辐射之间有合适的比例，以满足健康的要求。大面积地实现这种要求或许是不经济的，有时也不大可能，但至少应在如休息室等小区域加以实现。有可能时，这些区域应尽可能地采用自然光照射。如采用太阳光跟踪系统。根据季节、时间及计算机算出太阳位置变化（太阳高度角、方位角），然后驱动安装在室外的采光设备，用棱镜组多次反射法将太阳光导入，也可将聚光镜采集到的光用导光纤维导入建筑物内部。另外，在封闭空间内，应充分重视景观因素，并应设法补偿室外景观的损失。此类视觉环境设计时应比正常有窗室内空间有更多的视觉注意点，而且对室内的各个大视觉面应充分设计，以弥补无窗导致的单调和消极的影响。设计提供的景观应能提供必要的视觉信息，为改善整个空间的室内视觉环境提供积极因素。有些设计用玻璃作假窗，但其效果如同用磨砂玻璃代替透明窗玻璃一样，由于缺乏视觉信息而同样使人感觉不适。但如用嵌色玻璃来做成一定的景观，或适当地运用通常用在室外的小品绿化等，则能够提供一定数量的视觉信息，取代想象中的景观，从而产生积极的效果。

　　（五）封闭空间内墙壁的色彩对的工作人员心理情绪也起着重要的调节作用。红、橙、黄等被称为暖色，因为能引起人们温暖的感觉。而蓝、绿、青、紫等冷色，让人们觉得寒冷。蓝色或绿色是大自然赋予人类的最佳心理镇静剂，能给人平缓、安定、冰凉的感觉。当心情烦躁不安时，到公园或海边看看，心情会很快恢复平静，这就是绿色或蓝色对心理调节的结果。粉红色表面给人温柔舒适感，但长期生活在红色环境里会导致人的视力下降、听力减退、脉搏加快。合理的色彩对还能对视觉疲劳的恢复有益处。一般来说浅蓝色、浅黄、橙色宜于保持精神集中、情绪稳定；而白色、黑色、棕色对提高学习不利。医学研究发现，病人房间的淡蓝色可以使高烧病人情绪稳定，紫色会使孕妇镇静，赭色则能帮助低血压病人升高血压。但心理学强调的是平衡，因为只有平衡才自然，才适合人们生存发展的需要。因此无论如何，房间墙壁涂色都有个原则，不宜深暗，也不宜过分鲜明。
　　（六）在地下环境中连续运转的机械如风机、水泵等都会产生噪声。由于建筑形体和空间的封闭特性使得音响难以扩散，有时地下空间结构和装修处理不妥，尤其是常用的拱形支护结构，在吸声处理不好的地方，声音会不断反射，回声现象严重。所以在地下空间必须考虑噪声传播方向的布局和平面设计，把产生噪声的设备放在地下空间的外围，或者用密闭的办法进行隔离。另外还可使用背景音乐，能使环境舒适化。环境音乐的选择必须考虑人的心理状态、场所和时间的因素，使人安心并起到振奋精神的作用，同时获得时间感。

　　（七）室内空气质量与节能是地下建筑内部环境领域中的两大主题。但两者是相互制约的，为了节能经常会降低新风标准，减少空调负荷，但这样又会引发生物、化学等有害物质的沉淀和围护结构中放射性有害物质的辐射加剧，使室内空气环境恶化。因此优选无污染的新风源，合理的组织气流，正确的布置系统，准确的计算热湿负荷和阻力，科学的管理、优化运行方式，才能达到降低空调负荷、减少工程投资和运行维护费用的目的。具体的原则是：

　　1、控制污染源。选用无污染或低污染的建筑和装修材料，以降低污染物的散发量，对甲醛等有机化合物、香烟、粒子等污染源，可以通过密封或在使用时加以时间和地域限制的办法来实现。同时还应注意到在很多情况下空气处理设备也是一种污染源。例如积灰的送风过滤器、再生式热交换器，脏风管等，表冷器和加湿器也能增加送风的污染物。这是设计空气处理系统及系统运行时应注意的重要问题。

　　2、加强室内空气的净化处理措施。目前，地下建筑的通风空调系统对空气的净化处理大多采用粗效和中效两级过滤的措施，粗中过滤器只能过滤尘埃及附着在其上的微生物，对空气中的有害气体和细菌却无能为力。因此，增加能够处理有害气体和细菌的生物化学洁净设备以及在回风管道中安装具有吸附功能的活性炭过滤器也是提高空气品质的重要举措。

　　3、适当增加新风量，合理组织气流。新风量应根据室内所有污染源的综合影响因素及空气品质所要求的标准来确定。在室外空气比较洁净、温度适宜时，可采取对工程内部实行全新风的通风措施，对室内进行全面、彻底地通风换气，这不但能够改善室内空气的卫生状况，还能充分利用室外气温温度适宜的自然优势来调节室内温度。合理组织气流，将新鲜空气保质保量地送到人员活动区，及时将污染物排出，提高活动区的空气质量。

　　4、正确采取防水防渗措施，合理控制温湿度，抑制霉菌的生长。设计和施工时应当对地下水进行有组织的引导和排出，做好围护结构的防水、隔气处理，防水层应放在围护结构的外侧，隔气层应放在围护结构的内恻，建筑内表面应避免使用低穿透率的材料。避免地下建筑内表面产生凝结水，采取适当的绝热措施并通过控制湿源、控制室内正压来降低建筑内表面湿度。对于地下建筑的空调或通风系统，设计时应使相对湿度保持在≤60％RH，运行中的相对湿度不应大于60％RH。对易生长霉菌的建筑表面，相对湿度不应持续大于65％RH，并保持室内正压。

　　5、对空调系统派专人管理。连续监测和控制通风系统、室内温湿度及污染物的指标，定期对系统进行检测和调试，定期维护保养和清洗消毒空气处理设备及其相关部件。

　　（八）地下建筑是人们集体生活或工作的场所，但仅仅从硬件环境角度来解决人的心理与生理问题是不全面和局限的。地下建筑由于其特殊性会对处于其内人群会产生相对于地面不同的反应，作为管理单位的各级人防（民防）部门应研究并探索民众的心理症状变化及相应对策，构建科学有效的心理教育平台和机制，全面提高民众的心理承受能力，帮助民众树立起坚定的精神信念并筑起牢固的心理防线。在应对危机与战争时要随着客观环境变化与民众心理及精神变化特点，实施有效的心理防护，包括心理疏导、精神激励、舆论宣传等，克服消极思维方式并减少障碍性心理反应。

　　地下空间的开发利用已经成为当今世界性的发展趋势，各国地下空间开发所走过的道路，既各具特色，又有许多共同之处。但是只有在对地下建筑对人的心理、生理等各方面充分了解之后，才会有的放矢地运用合适的材料、光线、设备、通风系统以及空间处理手法等来缓解人们身处地下时所受到的一些影响，进而创造出一个高质量的地下人工环境来。

摘自《民防苑》增刊