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可持續發展向地下要空間

  • 發佈時間:2015-10-23 02:31:58  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  編者按

  地下空間開發建設發展迅速、規模巨大,但是發展形式單一、缺少環境配套、空間壓抑……如何減少地下空間在應用上的弊端?青島市地下空間産業技術聯盟理事長、青島理工大學客座教授歐陽甘霖結合自己的實踐與探索,提出了《可持續發展向地下要空間——城市地下空間開發新模式》,以供參考。

  一組數字彰顯土地平面資源對城市發展造成的“硬約束”,已成為許多城市進一步發展的最大瓶頸。

  眾所週知,中國土地總面積居世界第三位,但每人平均面積排在110位以後;每人平均耕地面積0.10公頃,排在67位,世界平均耕地後備資源量為現在開發利用量的120%,我國僅為2.1%,並集中分佈在西北區和青藏區的乾旱、半乾旱和高原地帶;目前中國已經有666個市縣的每人平均耕地在聯合國確定的每人平均耕地警戒線534m2以下。

  15年前,美國經濟學家——諾貝爾經濟學獎獲得者斯蒂格利茨曾預言:“影響21世紀人類社會進程的兩件最深刻的事情,第一是以美國為首的新技術革命,第二是中國的城市化。”可見,中國的城市化不僅關乎國家的興旺強盛,而且對全球經濟的發展有著不可低估的影響。

  然而,曾幾何時,中國的城市化建設基本是以粗放式開發土地平面資源為代價而推進的。人們對土地具有三維空間的屬性普遍認識不足,實際利用甚微。從理論上講,沿國土邊界垂直至地球中心的地下空間和豎向至無窮盡的宇宙空間均屬於本國領地範圍(國際法另有規定的除外)。僅地下開發總量=國土面積×開發深度×0.4系數,它比地面大好幾倍。

  為此,地下空間開發必將成為未來城市發展新的增長空間。城市拓展遭遇空間瓶頸如何解決?本文結合本人近年來一直致力於城市地下空間技術工程開發利用的實踐與經驗,對城市地下空間的分層開發進行分析與探討,並提出相應的開發新模式,以供參考。

  早在西元前9000—4000年的瑪雅時期,人類先祖就開始了開發利用地下空間。1965年,阿根廷考古學家(Juan Moricz)在厄瓜多一次調研中意外發現了一條來歷不明的大隧道。這條古隧道在厄瓜多的Morona-Santiago省瓜拉基薩-聖安東尼奧—亞烏皮三角地,全長4000km,深入地下達240多米。經提取洞內遺留物鑒定為西元前9000—4000年的瑪雅時期。

  資料統計,因氣候、地理、地質等自然因素及制度、社會形態等社會因素的不同,歐洲、北美、日本等發達工業國家地下空間開發利用成就是比較突出的。

  我國城市地下空間開發利用後來居上,引人矚目。以上海、北京為例,上海已建成577公里的地鐵基本網路及地下綜合體等地下工程,一躍成為世界地鐵營運里程最長的城市。並已形成人民廣場、徐家匯、五角場、鐵路上海站、上海南站五大“地下城區”。截至2014年12月,北京地鐵共有17條運營線路,包含16條地鐵線路、1條機場軌道,組成覆蓋北京市11個市轄區,總長527公里運營線路的軌道交通系統。北京還建設了多處地下商業街、地下停車場、地下綜合建築物。包括北京王府井地區,在1.65km2的範圍內,地下軌道、市政設施、公共建築等地下可實際利用建築達60萬m2。

  眾所週知,國內地下空間開發建設發展迅速,規模巨大。但筆者認為,現有建成或擬建的城市地下空間包括地鐵,基本上屬於消極空間範疇。其表現有如下3個方面:一是孤立簡陋,停留在建築物向地下自然延伸的層面, 大多以人防帶停場、倉儲等等;地下軌道交通也是沿水準方向直徑×延長米=地鐵;二是孤獨土豪,不同的是內部設置和裝飾非常豪華,但缺少環境配套和立體滲透關聯,缺乏生態形式的介入;三是缺少建築學、環境學和其他學科的積極參入. 現在地下空間開發一般限于結構和岩土專業介入,建成的地下空間就像一個個封閉的盒子,只有進出門,沒有窗戶,淺層空間也不能見到陽光和皎月,在地下空間分不清早晨黃昏,體驗不到春夏秋冬,壓抑無奈,不願多停留。

  根據世界工業發達國家城市地下空間開發與每人平均GDP的統計分析,當該城市或地區的每人平均GDP超過3000美元,土地價格超過100萬美元/畝後,則具備了適度規模開發地下空間的實力。2014年,中國每人平均GDP約為7485美元,經濟發達一、二線城市中心土地價格超過1000萬人民幣/畝。國內大城市已經具備了開發利用地下空間的經濟及技術實力。我國每人平均土地面積少,對此,探索城市地下空間開發新模式,推進城市的可持續發展。

  1.“三結合”模式解決既有小區停車難。為什麼先談既有小區停車問題,因為這個問題已經積重難返且關乎民生。我國城市既有小區絕大部分是20世紀末和21世紀初期建成的,車位配備普遍不夠。推倒重建基本不可能,撒手不管絕對不可能。行車難還有松堵的時候,沒地方停車恐怕覺都睡不了。但小區停車難不是一個獨立現象,有6種複雜問題相互交叉影響:I、“一高一低”怎麼解決?II、抗震加固資金怎們解決? III、就地避難所如何設置?IV、“爸媽上樓難”如何解決?V、外墻體節能美化怎麼辦?VI、如何增加老舊小區綠化面積?筆者認為通過“三結合”模式來解決小區停車難。

  一是政策與立法結合。首先解決地下空間開發産品的所有權以及産品交易、抵押等固定資産應有的商業金融屬性;項目萬般好,沒有資金是辦不成的!在政策和立法層面基本完善的前提下,推出“6增”/“1加”商業模式,鼓勵和保護社會及民間資本參入開發:

  “6增”:①增加足夠停車位(含災害避災所)——解決停車難問題;②增加抗震改造——解決民宅震害和病害隱患問題;③增加電梯——解決“爸媽上樓難”問題;④增加老舊住宅外墻翻新——解決建築節能和城市美化問題;⑤增加房屋面積——緩解“買不起”問題;⑥增加大面積豎向植被——解決老舊小區綠化問題;“1加”就是有條件的既有房屋適當商業性加層增加房屋面積——這是商業模式的核心。靠“1加”收益解決或補充“6增”資金是理想的途徑。但加層有兩個關鍵問題亟須解決:一是規劃的審批,二是業主認可的問題。我國《物權法》七十六條第六款規定:“改建、重建建築物及其附屬設施,應當經專有部分佔建築物總面積三分之二的業主且佔總人數三分之二以上的業主同意”,可以申請立項審批,法律界面沒有障礙。國家行業標準《建築物移位糾傾加層改造技術規範》(CECS225:2007)其中提到“我國大量既有建築物已經接近或達到了設計使用壽命,通過病害處理或改造加固合理延長其使用壽命,已成為具有現實社會經濟意義的重要工程建設任務,也是我國建設資源節約型和環境友好型社會的重要措施”,加層改造從技術層面沒有障礙。何況我們需要“雙增”的既有小區除古建築外設計使用壽命30年有餘。利用價值比拆遷價值大得多。 如果政府在規劃方面予以扶持,對既有小區地下增層解決停車難,同時允許以適當方式地上加層多出一些建築面積,加層後還可以設置電梯方便居民出入且電梯井兼做抗剪獨立筒結構提高抗震能力,外套式增層後原住戶一般都可以增加十幾平米的擴展面積,作為回報返給業主,有利於提高原住戶的加層積極性,過於密集的既有小區可以採取隔棟加層,中間未加層的住戶全部遷入新加層房屋,該舊房屋改造為停車樓,消除日照採光問題,可謂利大於弊。加層改造房屋因不再有土地出讓金其成本肯定比新建低得多,利用加層取得的收益抵消“6增”改造的部分費用,節余部分作為開發商的回報,如此一來以地下停車位開發為目的的“雙增”項目完全可以得到持續發展。

  二是商業化與公益化結合。舉例説明,上海有個1000戶的小區目前有800輛車,經調查5年內完全可能增加到1000輛車,地面可停車200輛,讓你來做開發商將怎樣開發地下停車位?如果只考慮投資回報的短期利益,開發商唯一的辦法就是減少開發數量,造成主觀的車位稀缺性,達到一次性高利潤的收回投資。但城市既有小區地下停車位的開發屬於規劃性配套解決小區停車難的民生項目,規劃必須保障小區居民有車就有位,一般住戶/車位比不應低於1/1.2,這樣註定停車位缺乏市場競爭性。因此,小區地下停車位的開發完全靠市場調節行不通;從技術層面來看,地下停車位開發也不適宜分多次實施。要求與城市長遠發展規劃相適應,預留部分車位,這就意味著近幾年有部分車位不可能賣出或租出。這一部分空留車位的欠收款對社會和城市發展來説是良性存款,但對於開發商來説,就是呆賬,呆賬多了勢必影響開發商的資金流動,從而導致項目的不可持續性。這也是本項目實施過程中需要高度重視的一個環節。預留一定存量的停車位當下誰買單?這是一個不可回避的問題。既要考慮開發商的短期利益又必須兼顧汽車遞增的社會中長期效應,加之地下停車位不應該也不方便多次開發,這就倒逼政府採取配套公益性投入。

  筆者建議:政府牽頭組建一個專門的城市既有小區“雙增”開發基金,基金主要來源為“雙增”開發項目中取得的土地出讓金和地上增容的使用權費等。金融機構以預留車位産權質押方式貸給開發商預留存量停車位的相應貸款,利息由“雙增”開發基金補貼,在今後銷售中如果能通過正常漲價(相應于CPI指數)收回,基金就不存在損失或仍有盈利,否則,利息就由基金消化。

  地下停車位滿足居民需求後,立法規定:先有車位再批准上牌。將人們購買力引導轉為購停車位的內在動力,促使停車位的市場行銷像房産一樣火熱和經久不衰。真正達到購車不分先後,有車就有位,公允享受公共資源的社會民主和公平。

  三是新技術與低價格結合。開發城市既有小區地下停車位,要求技術或工藝比修地鐵還高,而居民心理承受價位卻很低,這就是前面所提到的“一高一低”問題。現有的新奧法、淺埋暗挖法、盾構法等地下工程施工技術均屬於時空效應法範疇。儘管在地下工程施工方面已經屬於成熟的技術,但用於既有小區地下停車位開發尚存在風險源偏多,價格昂貴的尷尬。事實上,地下工程由於地勘資料的局限性、岩土指標的施工變異性、周圍突發事件的不可預見性等都可以成為事故的風險源;高風險是地下工程目前的施工共性。所以既有小區和城市建築密集區域地下空間開發不能停留在現有施工技術層面,需要研發新的技術。新技術除了比現有技術更安全更可靠更便捷外,其建造成本應降低至民眾可以承受的價格範圍,否則民眾不買單或買不起單,好項目成了望梅止渴、新技術變為空中樓閣就會缺乏持續發展的後勁。

  2.地下避災所應急物資儲備方案。2008年來,地球已經進入地震活動週期,其地震頻率和強震次數會比平常頻繁,據專家預計,地震活動週期一般為幾十年甚至上百年期間。同時,東南領海諸島嶼不斷遭到由世界軍事霸主在後面推波助浪的少數國家軍事力量的侵犯騷擾,戰爭威脅比以往更為凸顯;我國人口密集的沿海城市或小區真正有效的避災所比較稀缺;就近設立和完善避災所比任何時候更顯重要。

  由於災害或戰爭的突然性,避災所必須常年配備充足必要的飲用水、食品、藥品、通訊等救濟物資等等。災害或戰爭突發初始很難保證商場和交通的有效性,靠臨時調劑的方式是不可取的。長期儲備這樣多的物資是件耗資巨大、管理繁重的工作。就目前我國絕大多數城市財政實力而言還不具備這種硬條件。

  地下避災所必須設置滿足設計避難人員臨時使用的符合物資儲備條件的標準倉儲,平時這些倉儲免費租給附近的醫院(醫藥)單位和商場(物貿單位)使用,作為交換條件就是必須存儲政府指定的與救災相關的也是該單位經營範圍內的藥品和物資以及食品,其管理和維護由使用單位負責,遇到災害和戰爭時,政府實施有償徵用。由於倉儲使用者的經營性週轉,可以保證倉儲存放食品藥品定期更新。政府無需投入資金或配備專業人員管理,政府只負責監查食品或藥品儲存數量和品種是否符合應急要求就可以了;使用單位無償得到大容量高標準倉儲場所,解決單位市區庫容量不足的矛盾,單位唯一要做的事是在自己經營範圍內的物資品種、數量、品質按政府指定的要求保持存儲量就行了,何樂而不為?!

  3.保持人流疏散及汽車疏導的均衡發展。中國城市最大的特點是人口密集、道路佔有率非常低。一般國際慣例是道路佔城市行政面積的25%,北京為11%,廣州為2.65%,我國多數城市的道路面積還不到0.8%。中國城市化進程不能放緩,民用車相當長時間內還會迅猛遞增。2014年底全國民用車擁有量為14475萬輛(不含三輪車和低速貨車)。但中國人口眾多,平均每千人保有量僅105.8輛/千人,低於世界平均水準,排名第99位。一直以來,人們存在一個誤區:行車難是車增長快了,數量多了。其實,不是車多了而是路少了,停車位缺失了。

  既然城市地面缺失如此多的道路面積,現在高樓林立,針都插不進,地面擴建道路恐怕比登天還難。如是,向地下補充地面缺失的大量道路面積和停車位就成為最科學的最現實的途徑。根據上海市某設計研究院統計數據表明:2012年至2014年底,上海地鐵增加營運里程約327km,地鐵總里程增130.8%;而私家車總數增53%;乘坐私家車出行人次仍以1%比例增加。什麼概念?上海每日約800—1000萬人次出行,1%=100萬人次出行量/日,一年下來是個天文數字的人群乘坐私家車出行而不是地鐵。可謂車漫漫,路在何方已成為擺在我們面前的一道必須攻破之難題!

  城市公共交通是大概念問題,地鐵是城市人流疏散的快速安全的大流量公交,處於主導發展地位,地下汽車通道是緩解城市堵車解決行車難問題的最為現實的途徑,值得城市管理者的高度重視!

  西方一些發達國家已經開始拆除高架改建地下通道。筆者在此不得不多説一句,高架路雖然投資小,見效快,但其劣勢也顯而易見——生態環境效益較差,抵抗自然災害和空襲的能力甚弱。建議不要急功近利用高架路作為增加地面交通的主要手段。宜少高架多地下、重軌道建通道、地上虧地下補,立體發展莫耽誤!

  4.打通與地鐵最後1km的無隙對接。地鐵設計覆蓋半徑一般為500米。500米至1500米這個半徑範圍我們稱之為覆蓋邊緣。試想:提著沉重的菜蔬、物品,攙扶著病人或老人小孩,冬寒夏炎、風雨霜雪走1km以上,確實有點辛苦也不方便。如是“望到站跑乏腿”現象就發生了,逼著人們還是選擇開車或其他方式出行。上海、北京是修建地鐵最多最快的城市,可地面交通擁堵現象不松反緊,汽車躁鳴“濤聲依舊”。不是地鐵不快捷,也不是地鐵不舒適,而是覆蓋邊緣有梗阻。需要研究地鐵覆蓋邊緣的人群出行特徵,提供乘坐地鐵出行的便宜條件。如,在地鐵站旁修建大型地下停車場和地下汽車通道,與覆蓋邊緣大型居民小區、超市、樓宇、地面主要道路等有效聯接,還可以在有條件的停車場旁增建農貿市場。人們從住宅樓開車至地鐵站旁的停車場停車後,改乘地鐵上班或出行,下班回家直接就近購買菜蔬放車尾箱完成最後1KM的輕鬆對接。這樣一來,人們還會選擇駕車或其他方式出行嗎?停車費應偏低,但部分車位可以直接銷售,農貿市場攤位收益十分可觀,能保障投資人在不長時間內收回投資,于國於民于商都有益。

  5.加快地下靜態交通體系的建設。小區停車難前面已提出解決方案,城市中心區停車難特點與小區有所不同。應通過建立城市地下靜態交通體系來系統解決。所謂靜態交通就是包括地下停車場和地下停車系統,而停車系統是指單個地下停車場之間相互連通的地下交通網路,與地下商業網點、地鐵、地下汽車通道、地面交通節點有機的聯繫起來,組成一個功能強大便捷的交通體系。提供系統內各種資訊,引導進入停車系統的車輛從地下通道直接進出既有小區、商業中心地下停車場或高速通道。整個系統採用電腦整合調度監控管理,提高效率。同等條件下,地下汽車通道建造單價與地鐵土建費用相差無異,但汽車通道所需設備、電儀、站臺等安裝費用比地鐵少得多,且投資後的營運費及維護費比地鐵也要少 。縱觀世界範圍內,除香港地區外,未見報道地鐵盈利的國家和地區,國內城市地鐵營運至今全部虧損,將來也會是虧損。地鐵在帶給城市很多方便的同時,也扎紮實實帶給城市長期的財政負擔。這是由納稅人必須買單的不可忽視的問題,一個城市的地鐵發展也要有個度,不是越多越好。另外,地下汽車通道建成後,汽車在地下四通八達,市中心各商場底下連接地下停車場,人們只要把車停好乘電梯就可以到達地面目標。這樣一來,車流轉入地下,人群勢必被分流一部分到地下。地面將騰出更多的空間用於生態建設。因此,筆者認為,結合地鐵的修建,以地鐵為主導有目的有計劃因地制宜地多修建一些地下汽車高速通道,多開發地下停車場和地下其他商業項目使之相輔相成,是非常科學和特別適用的城市交通綜合治理長遠方案。為解決地面交通擁堵而建地鐵,為解決地面停車難而建地下停車場,這樣頭痛醫頭腳痛醫腳的被動式開發是不利於城市可持續發展的。

  6.實現地下生活的夢。一是地下運河夢;許多沿海城市或地下水資源充裕的城市可以因地制宜利用地下(海)水資源優勢。發展地下運河作為地下交通的有益補充,將地下(海)水引進人工鑿出的地下運河,地下運河航行大型電動船,運作速度可以達到15Km/h左右,也可以航行高速旅遊船,航速35km/h,完全能夠滿足市區交通、娛樂觀光的需求。首先在出入口處設立碼頭和堤壩,有效控制水位差和浪潮以及方便遊船的進出港口,具備條件的地下運河也可設置一定高低落差,利用水力發電,以解決運河內自用照明用電。運河建成後其運營成本及維護成本就更加低,乘坐安全舒適,沒有揚塵,防火性能高,振動及噪音比地鐵和汽車小。地下運河碼頭與地下道路交通車站或地鐵站直接連結,也可通過電梯垂直升到地面商場立體連接,具有觀光、旅遊、交通的功能。並且最大限度減少排廢,環保效應好,定能吸引眾多市民或遊客進入運河,不失為集旅遊和交通的一種新的地下開發模式。二是地下生活夢:在淺埋地下空間開發中,可以通過折射原理,把自然光引進地下,平時的通風也可以參考煙囪原理在地面建設一些造型漂亮的通風設施,實現自然通風。達到節能降耗的目的。有陽光照射,有自然風流通,有水引入,生命所需基本條件都具備了,地下可以栽花種樹,動物可以優哉遊哉,讓藍天白雲進入“地下空間”的夢想成真。

  城市地下空間的開發,不但要地上地下空間的統籌規劃,還需要協調城市建設的各個主體單位,從城市規劃設計理念到具體的開發技術等各個方面進行創新研究,為城市地下空間的開發利用提供科學依據。

  完善積極地下空間的理論用於指導實踐。國內地下空間開發基本屬於消極層面範疇。究其原因,我國還沒有系統的完善的地下空間開發利用學科理論,更沒有完整或比較完善細緻可供實踐操作的針對地下空間專有的標準或規範等等。近幾年,我國開設地下空間專業的高校上升至30多所,還在激增。高校開始注重地下空間學科建設了,這是一個利好現象。但據了解,多數高校是為迎合市場以土木專業中岩土工程或地基基礎專業改名而成,真正從事這方面研究的學者比較缺乏,仍然停留在靠結構和岩土搞定地下空間開發的概念中。如何將其他已有的光學、環境學、建築學、建築藝術學、生物學、植物學和生態環境學等等凡現有大土木學科與地下空間的特點結合起來,將在地面適用的大土木轉為針對地下適應的大土木。

  出臺和健全符合國情民情的地下空間開發政策及法律法規。隨著中國城市化的發展,國內城市地下空間開發利用的政策及法律法規建設,也取得了一定的成果。過去十年間,國家先後頒布了多項與地下空間相關的法規,部分省市也相繼出臺了相關的管理規定,超過40個城市編制了地下空間總體層面的規劃。但卻仍然遠遠不能滿足各地對地下空間開發應用提出的迫切需求。最早的住房和城鄉建設部頒布的部門規章即《城市地下空間開發利用管理規定》至2015年8月3日由國務院辦公廳發出“關於推進城市地下綜合管廊建設的指導意見”,國家發改委牽頭的7部委“關於加強城市停車設施建設的指導意見”等,從國家層面看已經列為重要議事日程。但可用於具體操作層面的各省市級政策和律法並沒有跟進,比如,規劃審批、地下建設用地使用權取得和出讓金標準、地下建設項目的産權登記、投融資機制等方面基本是空白。為保障城市地下空間在開發建設過程中和建成運營中出現政策和律法缺位的問題的,必須儘快健全符合國情和民情的地下空間開發的法律法規。同時,政府還需要制訂鼓勵全社會參入的地下空間開發利用的長期穩定性優惠政策。

  總而言之,城市地下空間的開發,凸顯地下建築獨特風格,使之舒適實用、美觀多姿。並充分利用地下空間的優勢,解決城市土地平面資源緊張和節能減排以及環保問題,建設資源節約型和環境友好型城市,功在萬代利在國家,對促進城市可持續發展將具有重大的現實意義和深遠的歷史意義。

  (作者係青島市地下空間産業技術聯盟理事長、青島理工大學客座教授)

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